Questa immagine illustra il concetto di photobombing planetario. Se cercassimo di osservare la Terra in un modo simile a quello usato dagli scienziati per trovare mondi potenzialmente abitabili al di fuori del nostro sistema solare, Marte o la Luna potrebbero agire come dei Photobomber. Crediti: Nasa / Jay Friedlander/Prabal Saxena
Immaginate di essere in un parco tematico con la vostra famiglia o con dei vostri amici e di chiedere a qualcuno di scattarvi una foto di gruppo, a ricordo della gita. Un intruso passa sullo sfondo e si “infila” nell’inquadratura salutando la telecamera. Irritante, vero? Sorprendentemente, il photobombing è rilevante anche per gli astronomi che cercano pianeti abitabili e anche per loro può essere altrettanto fastidioso.
Secondo un nuovo studio della Nasa, quando gli scienziati puntano un telescopio verso un esopianeta, la luce che il telescopio riceve potrebbe essere “contaminata” dalla luce di altri pianeti nello stesso sistema stellare. La ricerca, pubblicata su Astrophysical Journal Letters, ha modellato l’impatto di questo fenomeno su un telescopio spaziale progettato per osservare esopianeti potenzialmente abitabili e ha suggerito alcuni modi per evitarlo o mitigarlo.
Per spiegare questo effetto di photobombing, Prabal Saxena, lo scienziato del Goddard Space del Flight Center a guida della ricerca, ha fatto un’analogia con il Sistema solare. «Se guardate la Terra quando, da un punto di osservazione distante, appare accanto a Marte o a Venere, a seconda di quando li avete osservati, potreste pensare che siano lo stesso oggetto», spiega. «Ad esempio, a seconda dell’osservazione, un’eso-Terra potrebbe nascondersi nella luce di ciò che erroneamente crediamo sia un grande eso-Venere», dice Saxena. Si ritiene che il vicino della Terra, Venere, sia un pianeta ostile in termini di abitabilità, con temperature superficiali abbastanza calde da fondere il piombo, e quindi questa apparente sovrapposizione potrebbe portare gli scienziati a “perdere” un pianeta potenzialmente abitabile.
Gli astronomi usano i telescopi per analizzare la luce da mondi lontani, per raccogliere informazioni che potrebbero rivelare una potenziale abitabilità. Un anno luce – la distanza percorsa dalla luce in un anno – è di quasi 9500 miliardi di chilometri e ci sono circa 30 stelle simili al Sole entro circa 30 anni luce dal Sistema solare.
Illustrazione artistica di Kepler-186f, un esopianeta delle dimensioni della Terra in orbita attorno a una stella nana rossa nella costellazione del Cigno. Crediti: Nasa/Tim Pyle
Questo fenomeno di photobombing, in cui le osservazioni di un pianeta sono contaminate dalla luce di altri pianeti in un sistema, deriva da quella che si chiama point-spread function (Psf) del pianeta osservato. La Psf descrive la risposta di un sistema di imaging a una sorgente puntiforme e, a causa della diffrazione della luce proveniente dalla sorgente, è più grande della sorgente stessa (come un esopianeta). La dimensione della Psf dipende (soprattutto) dalla dimensione dell’apertura del telescopio (l’area di raccolta della luce) e dalla lunghezza d’onda a cui viene effettuata l’osservazione. Per i mondi attorno a stelle lontane, una Psf può essere tale che due pianeti vicini, o un pianeta e una luna, possono sembrare una cosa sola.
In tal caso, i dati che gli scienziati possono raccogliere su un tale analogo terrestre sarebbero distorti o influenzati da qualsiasi mondo o mondi stessero facendo photobombing al pianeta in questione, il che potrebbe complicare o addirittura impedire il rilevamento e la conferma della eso-Terra, ossia un potenziale pianeta come la Terra al di fuori del Sistema solare.
Saxena ha esaminato uno scenario analogo in cui gli astronomi extraterrestri potrebbero guardare la Terra da più di 30 anni luce di distanza, utilizzando un telescopio simile a quello raccomandato nell’Astrophysics Decadal Survey del 2020. «Abbiamo scoperto che un tale telescopio a volte vedrebbe potenziali eso-Terre oltre 30 anni luce di distanza mescolate con altri pianeti nei loro sistemi, compresi quelli che si trovano al di fuori della zona abitabile, per una gamma di diverse lunghezze d’onda di interesse», riferisce Saxena.
Esistono diverse strategie per affrontare il problema del photobombing che includono lo sviluppo di nuovi metodi di elaborazione dei dati raccolti dai telescopi per mitigare il fenomeno oppure la possibilità di studiare i sistemi nel tempo, per evitare che pianeti con orbite ravvicinate appaiano nelle rispettive Psf. Lo studio di Saxena discute anche di come possono essere utilizzate le osservazioni da più telescopi e di come si possono aumentare le dimensioni del telescopio per ridurre questo effetto.
Per saperne di più:
- Leggi su Astrophysical Journal Letters l’articolo “Photobombing Earth 2.0: Diffraction-limit-related Contamination and Uncertainty in Habitable Planet Spectra” di Prabal Saxena