Una rappresentazione dell’osservatorio spaziale ARIEL. Crediti: ESA
Come si formano ed evolvono i sistemi planetari? Le risposte a queste fondamentali domande ce le potrà dare la missione ARIEL, che andrà a indagare le proprietà di alcune centinaia di pianeti in orbita attorno a stelle diverse dal Sole. ARIEL, acronimo di Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey, è una delle tre missioni selezionate il mese scorso dall’Agenzia Spaziale Europea nell’ambito del programma scientifico Cosmic Vision e che si contenderanno la possibilità di essere la quarta missione di classe media (M) da lanciare tra una decina d’anni. Il programma ARIEL è stato sviluppato da un consorzio di oltre 50 istituti di 12 Paesi europei: Regno Unito, Italia, Francia, Germania, Paesi Bassi, Polonia, Spagna, Belgio, Austria, Danimarca, Irlanda e Portogallo. La missione viene presentata oggi alla conferenza Pathways 2015 in corso a Berna, Svizzera, da Giovanna Tinetti, Principal Investigator di ARIEL.
«L’Italia ha un ruolo di primo piano nella missione, avendo la responsabilità del telescopio, dell’elettronica di bordo, del disegno termico, e del Ground Segment, oltre naturalmente al coinvolgimento scientifico» dice Emanuele Pace dell’Università di Firenze e associato INAF, instrument scientist e project manager italiano della missione.
«La natura ultima dei pianeti extrasolari possiede ancora degli aspetti enigmatici: nonostante abbiamo scoperto quasi 2000 pianeti extrasolari non abbiamo ancora trovato una regola certa che lega la presenza, la dimensione o i parametri orbitali di un pianeta alle proprietà della sua stella madre » dice Giusi Micela (INAF –Osservatorio Astronomico di Palermo), co-PI italiano della missione e membro del team scientifico di ARIEL. «Se vogliamo rispondere a domande su come sia legata la chimica di un pianeta all’ambiente in cui esso si è formato o come la sua nascita ed evoluzione siano influenzati dalla stella madre, abbiamo bisogno di studiare un campione statisticamente ampio di pianeti extrasolari. Questo è proprio ciò per cui ARIEL è progettato».
Durante i tre anni e mezzo di durata prevista della missione, ARIEL osserverà oltre 500 pianeti extrasolari, passando in rassegna una grande varietà di ambienti planetari che vanno da quelli della classe ‘Giove caldo’ alle super-Terre. Anche se alcuni dei pianeti osservati possono essere abitabili, l’obiettivo principale della missione sarà rivolto a quelli esotici, caldi, giganti in orbita molto stretta attorno alla loro stella, oppure a stelle più luminose del nostro Sole.
Gli esopianeti caldi sono un laboratorio naturale dove studiare la chimica e la formazione dei pianeti extrasolari. In pianeti più freddi, gas di natura diversa si separano per condensazione e si addensano in strati nuvolosi distinti. Le temperature estreme che si registrano sugli esopianeti caldi annullano questi processi così che le specie molecolari possono circolare in tutta l’atmosfera di questi roventi corpi celesti.
«Un’atmosfera ben miscelata significa che è molto più facile osservare la composizione chimica di tutto il pianeta. Conoscere in dettaglio la chimica di un pianeta ci permetterà di capire come si è formato ed evoluto durante i primi milioni di anni della sua vita» spiega Diego Turrini (INAF-IAPS), membro dello Science Team della missione e responsabile per gli studi legati alla formazione planetaria.
ARIEL avrà uno specchio principale di un metro di diametro per raccogliere la luce infrarossa proveniente da sistemi stellari distanti e focalizzarla in uno spettrometro. Questo dispositivo disperderà la radiazione in un “arcobaleno” da cui sarà possibile estrarre le informazioni sui costituenti chimici dei gas presenti nelle atmosfere dei pianeti durante il loro transito davanti o dietro la stella madre.
ARIEL sarà messo in orbita al punto di Lagrange 2 (L2), un punto di equilibrio gravitazionale oltre l’orbita della Terra, dove la navicella è al riparo dal Sole e ha una visione chiara di tutto il cielo. Questo ci permetterà di osservare e studiare al meglio i pianeti extrasolari già scoperti da altre missioni.
ARIEL, dicevamo, è uno dei tre progetti scientifici sopravvissuti alla penultima fase per la selezione della missione spaziale che l’ESA manderà in orbita tra circa dieci anni. Degli altri, ovvero THOR e XIPE, entrambi con una altrettanto forte e qualificata partecipazione italiana e INAF, parleremo sempre qui su Media INAF nelle prossime settimane. Rimanete sintonizzati!