Esopianeti — Una guida per osservatori

Un esopianeta — abbreviazione di "pianeta extrasolare" — è un pianeta che orbita attorno a una stella diversa dal Sole. Per gran parte della storia umana abbiamo conosciuto solo otto pianeti — i mondi del nostro sistema solare. Oggi il conteggio supera i 5.800 confermati, e cresce ogni mese.

Quel numero è di per sé una clamorosa sottostima. Il telescopio spaziale Kepler della NASA — una missione di caccia ai pianeti che dal 2009 al 2018 ha fissato una sola zona della Via Lattea, sorvegliando circa 150.000 stelle alla ricerca dell'attenuazione periodica causata dai pianeti in transito — ha prodotto statistiche sufficienti a suggerire che essenzialmente ogni stella della galassia ospita almeno un pianeta, e che i piccoli mondi rocciosi sono più comuni dei giganti gassosi. La Via Lattea contiene alcune centinaia di miliardi di stelle. L'implicazione è che i pianeti non sono rari incidenti cosmici — sono la regola.

Nessuno di questi mondi può essere visto come un disco in alcun telescopio amatoriale (e nemmeno nella maggior parte di quelli professionali). Quasi tutti gli esopianeti confermati sono stati rilevati indirettamente — attraverso i minuscoli effetti che esercitano sulla luce della loro stella ospite. Le stelle ospiti, invece, sono pienamente alla nostra portata. Alcune sono abbastanza luminose da essere individuate a occhio nudo in una notte buia.

Per secoli l'esistenza di altri pianeti è stata una questione filosofica. Le prime rilevazioni confermate sono arrivate solo negli anni '90, e sono giunte in un ordine che nessuno si aspettava.

Un pianeta è milioni o miliardi di volte più debole della sua stella e si trova immerso nel suo bagliore. Cinque tecniche hanno prodotto quasi tutte le rilevazioni confermate.

Non potete vedere i pianeti stessi, ma potete senz'altro vedere i loro soli. Puntare un telescopio verso una stella di cui sapete che ospita altri mondi è un piccolo, silenzioso piacere che nient'altro nell'osservazione eguaglia davvero.

Ospiti luminose — a occhio nudo o con il binocolo

• Pollux (Beta Geminorum) — mag 1,1, Gemelli. Una gigante arancione facilmente visibile a occhio nudo. Pollux b è un pianeta di classe gioviana su un'orbita di 1,6 anni, scoperto per velocità radiale nel 2006.
• Tau Ceti — mag 3,5, Balena. La più vicina stella singola simile al Sole, a soli 11,9 anni luce di distanza. Sono stati segnalati diversi candidati super-Terra, due dei quali potenzialmente nella zona abitabile. Da molto tempo un classico della fantascienza, e a buon diritto.
• Epsilon Eridani (Ran) — mag 3,7, Eridano. Una giovane nana di tipo K a 10,5 anni luce di distanza con un pianeta noto di massa gioviana e almeno due fasce di detriti — un sistema che probabilmente assomiglia al nostro sistema solare ai suoi inizi.
• Upsilon Andromedae (Titawin) — mag 4,1, Andromeda. Nel 1999 questa divenne la prima stella simile al Sole confermata come ospite di più pianeti. Oggi ne sono noti almeno quattro.
• 51 Pegasi (Helvetios) — mag 5,5, Pegaso. Il nome di punta nella storia degli esopianeti — la prima stella ordinaria mai confermata come ospite di un pianeta (1995). Visibile a occhio nudo sotto un cielo buio, e un comodo bersaglio binoculare da qualunque luogo.

Ospiti deboli — i bersagli telescopici tra le nane rosse

La maggior parte dei pianeti della galassia orbita attorno a nane M — piccole, fredde, abbondanti stelle rosse. Singolarmente sono deboli, ma le più vicine sono alla portata di qualunque telescopio decente.

La singola sorpresa più grande dell'era esoplanetaria è quanto siano poco familiari la maggior parte di questi mondi. Il sistema solare, a quanto pare, non è un campione rappresentativo.

• Gioviani caldi — Giganti gassosi grandi come Giove o più, che orbitano la loro stella più vicino di quanto Mercurio orbiti il Sole. Temperature superficiali da 1.000 a 3.000 K. Sono facili da rilevare e furono il primo tipo di pianeta trovato attorno a una stella simile al Sole — 51 Pegasi b è il prototipo.
• Super-Terre e mini-Nettuni — I tipi di pianeta più comuni nella galassia. Le super-Terre sono mondi rocciosi con raggi 1–2× quello terrestre; i mini-Nettuni sono leggermente più grandi (2–4×) con spessi involucri gassosi. Nulla di simile a essi esiste nel nostro sistema solare — il vuoto tra Terra e Nettuno è una peculiarità del sistema planetario del Sole, non uno schema universale.
• Pianeti a periodo ultra-breve — Mondi il cui anno intero dura poche ore. Alcuni sono così vicini alle loro stelle che la superficie è roccia fusa e l'atmosfera, se esiste, è vapore di roccia.
• Pianeti vagabondi — Mondi a fluttuazione libera che vagano nello spazio interstellare senza una stella ospite. Le indagini di microlensing suggeriscono che potrebbero essere numerosi quanto le stelle stesse — un'enorme popolazione oscura e dispersa.
• Analoghi della Terra — Il Graal. Approssimativamente delle dimensioni della Terra, di massa terrestre, in orbita nella zona abitabile di una stella di lunga vita. Abbiamo una manciata di candidati plausibili — Proxima b, i mondi interni di TRAPPIST-1, diversi candidati di Tau Ceti — ma ancora nessun gemello certo.

La zona abitabile è la fascia di distanze orbitali attorno a una stella in cui un pianeta roccioso con il giusto tipo di atmosfera potrebbe plausibilmente trattenere acqua liquida sulla sua superficie. Troppo vicino, e gli oceani evaporano; troppo lontano, e congelano.

Per il Sole la zona si estende all'incirca dall'interno dell'orbita terrestre fin oltre Marte. Per una nana rossa fredda come Proxima Centauri si trova molto più vicina — a una piccola percentuale della distanza Terra-Sole. Ecco perché Proxima b, con un'orbita di 11 giorni, è ancora un candidato per la zona abitabile: la sua stella è molto più fredda della nostra.

Il conteggio dei pianeti confermati nella zona abitabile — visibile in cima al catalogo degli esopianeti — è uno dei numeri più seguiti del settore.

Nightbase rispecchia integralmente il NASA Exoplanet Archive: ogni esopianeta confermato, la sua stella ospite, il metodo di scoperta, l'orbita e le proprietà misurate.