Comunicato Stampa

HARPS scopre cinquanta nuovi Esopianeti

Il bottino di pianeti più ricco finora include 16 nuove super-Terre.

12 Settembre 2011

Alcuni astronomi hanno annunciato oggi un ricco raccolto di più di 50 nuovi esopianeti trovati con lo strumento dell'ESO HARPS, il più avanzato cacciatore di esopianeti al mondo. Tra i nuovi pianeti ci sono 16 super-Terre, una delle quali orbita al confine della zona abitabile della propria stella. Studiando le proprietà dei nuovi pianeti trovati finora da HARPS, l'equipe ha scoperto che circa il 40% delle stelle simili al Sole hanno almeno un pianeta più leggero di Saturno.

Lo spettrografo HARPS montato sul telescopio da 3,6 metri all'Osservatorio dell'ESO di La Silla, in Cile, è il più efficiente cercatore di pianeti [1]. Il gruppo di HARPS, guidato da Michel Mayor (Università di Ginevra, Svizzera), ha annunciato oggi la scoperta di più di 50 nuovi esopianeti che orbitano intorno a stelle vicine, tra cui sedici super-Terre [2]. È il maggior numero di pianeti di questo tipo mai annunciato in una sola volta [3]. Le nuove scoperte vengono presentate ad una conferenza sui Sistemi Solari Estremi ("Extreme Solar Systems") che vede 350 esperti di esopianeti raccolti in Wyoming, USA.

"La messe di scoperte effettuate da HARPS ha superato ogni aspettativa e include una popolazione eccezionalmente ricca di super-Terre e pianeti simili a Nettuno, che ruotano intorno a stelle molto simili al nostro Sole. E ancora meglio -- il nuovo risultato mostra che le scoperte si susseguono a ritmo sempre crescente", dice Mayor.

Negli otto anni in cui ha iniziato ad osservare sistematicamente stelle come il Sole, utilizzando la tecnica della velocità radiale, HARPS ha scoperto più di 150 nuovi pianeti. Circa due terzi di tutti gli esopianeti con massa minore di quella di Nettuno [4] sono stati scoperti da HARPS. Questi risultati eccezionali sono frutto di molte centinaia di notti di osservazione con HARPS [5].

Utilizzando le osservazioni di HARPS di 376 stelle simili al Sole gli astronomi hanno migliorato molto la stima della probabilità che una stella come il Sole ospiti un pianeta di bassa massa (invece che un gigante gassoso). Essi trovano che circa il 40% di queste stelle hanno almeno un pianeta meno massiccio di Saturno. La maggioranza degli esopianeti di massa uguale o minore di quella di Nettuno sembrano appartenere a sistemi multipli.

Con le prossime migliorie che vengono apportate sia all'hardware che ai sistemi software, HARPS verrà spinto al livello successivo di stabilità e sensibilità alla ricerca di pianeti rocciosi che possano supportare la vita. Dieci stelle vicine simili al Sole sono state scelte per queste nuove osservazioni sistematiche. Le stelle sono già state osservate da HARPS e perciò si sa che le loro velocità radiali possono essere misurate con molta precisione. Dopo due anni di lavoro, il gruppo di astronomi ha scoperto cinque nuovi pianeti di massa minore a cinque volte quella della Terra.

"Questi pianeti saranno i migliori obiettivi per cercare segni della vita nell'atmosfera del pianeta con i telescopi spaziali del futuro, andando a scovare impronte chimiche come ad esempio la presenza dell'ossigeno," spiega Francesco Pepe (Osservatorio di Ginevra, Svizzera), il primo autore di uno dei recenti articoli scientifici.

HD 85512 b, uno dei nuovi pianeti scoperti recentemente annunciato, è probabilmente solo circa 3,6 volte la massa della Terra [6] e si trova ai confini della zona abitabile -- la stretta fascia intorno a ogni stella in cui l'acqua può essere presente in forma liquida, se le condizioni sono favorevoli [7].

"Questo è il pianeta di massa più piccola, tra quelli scoperti con il metodo della velocità radiale e confermati come pianeti, che potrebbe trovarsi all'interno della zona abitabile della propria stella, ed il secondo pianeta di piccola massa scoperto da HARPS all'interno della zona abitabile," aggiunge Lisa Kaltenegger (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg Germania e Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, Boston, USA), un'esperta dell'abitabilità degli esopianeti.

La sempre maggiore precisione della nuova survey di HARPS permette di rivelare pianeti di massa inferiore a due volte quella della Terra. HARPS è così sensibile che può rivelare velocità radiali di ampiezza molto minore di 4 km/ora [8] - la velocità di un pedone.
 
"La scoperta di HD 85512 b è ben lontana dai limiti di HARPS e dimostra la possibilità di scoprire altre super-Terre nelle zone abitabili che circondano stelle simili al Sole," aggiunge Mayor.

Questi risultati fanno pensare agli astronomi di essere vicini alla scoperta di altri piccoli pianeti rocciosi e abitabili intorno a stelle simili al nostro Sole. Nuovi strumenti sono in progetto per favorire questa ricerca, tra cui una copia di HARPS che verrà installata al Telescopio Nazionale Galileo (Italia) nelle Isole Canarie, per osservare le stelle del cielo settentrionale, così come un nuovo e più potente cercatore di pianeti, ESPRESSO, che verrà installato al VLT dell'ESO nel 2016 [9]. In un futuro più lontano lo strumento CODEX dell'E-ELT (European Extremely Large Telescope) spingerà questa tecnica ad un livello ancora più alto.

"Nei prossimi dieci o venti anni dovremmo avere una lista dei potenziali pianeti abitabili nelle vicinanze del Sole. Compilare la lista è essenziale perchè futuri esperimenti possano cercare indicazioni spettroscopiche della presenza di vita nell'atmosfera degli esopianeti," conclude Michel Mayor, che ha scoperto il primo esopianeta intorno ad una stella normale nel 1995.

Note

[1] HARPS misura la velocità radiale delle stelle con estrema precisione. Un pianeta in orbita intorno a una stella la fa muovere regolarmente avanti e indietro, rispetto ad un osservatore distante, sulla Terra.  A causa dell'effetto Doppler, questo cambiamento della velocità radiale induce uno spostamento dello spettro della stella verso lunghezze d'onda più lunghe quando si allontana (si parla di red-shift, o spostamento verso il rosso) e verso lunghezze d'onda più brevi (blue-shift o spostamento verso il blu) quando si avvicina. Questi piccoli spostamenti dello spettro della stella possono essere misurati con uno spettrografo ad alta precisione come HARPS e usati per dedurne la presenza di un pianeta.

[2] I pianeti con una massa compresa tra una e dieci volte quella della Terra sono chiamati super-Terre. Non ci sono pianeti di questo tipo nel Sistema Solare, ma sembrano comuni intorno ad altre stelle. È entusiasmante scoprire tali pianeti nelle zone abitabili poichè -- se i pianeti fossero rocciosi e ricchi d'acqua, come la Terra - potrebbero ospitare la vita.

[3] Oggigiorno si conoscono quasi 600 esopianeti. Oltre agli esopianeti trovati utilizzando la tecnica della velocità radiale, più di 1200 candidati esopianeti sono stati trovati dalla missione della NASA Kepler per mezzo di una diversa tecnica -- la ricerca di un piccolo abbassamento della luminosità di una stella dovuto al passaggio di un pianeta di fronte ad essa (transito) che perciò ne viene in parte oscurata. La maggioranza dei pianeti scoperti con la tecnica del transito sono molto lontani da noi.

[4] La massa di Nettuno è circa diciassette volte quella della Terra.

[5] Questo immenso programma osservativo è guidato da Stéphane Udry (Osservatorio di Ginevra, Svizzera).

[6] Utilizzando la tecnica della velocità radiale gli astronomi possono solo stimare il valore minimo per la massa del pianeta, in quanto questa dipende anche dall'inclinazione del piano orbitale rispetto alla linea di vista, che è sconosciuta. Da un punto di vista statistico, comunque, questa massa minima è spesso molto vicina alla massa reale del pianeta.

[7] Finora HARPS ha trovato due super-Terre che potrebbero risiedere nella zona abitabile. Il primo, Gliese 581 d, fu scoperto nel 2007 (eso0722). HARPS è stato usato recentemente per dimostrare che l'altra candidata super-Terra nella zona abitabile intorno alla stella Gliese 581 (cioè Gliese 581 g) non esiste.

[8] Quando si utilizzino molte misure, la sensibilità di rivelazione di HARPS è vicina al 100% per super-Terre di massa pari a dieci volte la massa della Terra con periodi orbitali fino a un anno, ma anche per pianeti di 3 volte la massa della Terra con un periodo orbitale di un anno la probabilità di rivelazione rimane vicina al 20%.

[9] ESPRESSO, lo spettrografo echelle per esopianeti rocciosi e osservazioni spettroscopiche stabili (in inglese Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations), verrà installato sul VLT (Very Large Telescope) dell'ESO. Al momento in fase di progetto preliminare, l'inizio delle operazioni è previsto per il 2016. ESPRESSO avrà una precisione di misura delle velocità radiali di 0,35 km/h o meno. Per confronto, la Terra induce una velocità radiale del Sole di 0,32 km/h. Questa risoluzione dovrebbe perciò permettere a ESPRESSO di scoprire pianeti di massa pari a quella della Terra nella zona abitabile di stelle di bassa massa.

Ulteriori Informazioni

I risultati scientifici vengono presentati il 12 Settembre 2011 alla conferenza sui Sistemi Solari Estremi (Extreme Solar Systems) al Grand Teton National Park, Wyoming, USA.

Un compendio è presentato nell'articolo scientifico (in preparazione): "The HARPS search for southern extra-solar planets, XXXIV -- Occurrence, mass distribution and orbital properties of super-Earths and Neptune-type planets" che verrà pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics. 

L'equipe è composta da M. Mayor (Observatoire de Genève [OAUG], Svizzera), M. Marmier (OAUG), C. Lovis (OAUG), S. Udry (OAUG), D. Ségransan (OAUG), F. Pepe (OAUG), W. Benz (Physikalisches Institut Universität Bern, Svizzera), J. L. Bertaux (Service d'Aéronomie, Parigi, Francia), F. Bouchy (Institut d'Astrophysique de Paris, Université Pierre & Marie Curie, France e Observatoire de Haute-Provence/CNRS, Francia), X. Dumusque (OAUG), G. LoCurto (ESO, Germania), C. Mordasini (Max Planck Institute for Astronomy, Germania), D. Queloz (OAUG), N. C. Santos (Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal e Departamento de Física de Astronomia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, Portogallo), D. Queloz (OAUG).

L'ESO (European Southern Observatory) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l’osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L’ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L’ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L’ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d’avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L’ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L’ESO al momento sta progettando l’European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), della classe dei 40 metri, che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà “il più grande occhio del mondo rivolto al cielo”.

Links

•   Articolo scientifico su Astronomy & Astrophysics:
  • "The HARPS search for Earth-like planets in the habitable zone, I -- Very low-mass planets around HD20794, HD85512, HD192310" (Pepe et al., 2011)
  • "The HARPS search for southern extra-solar planets XXXIV. Occurrence, mass distribution and orbital properties of super-Earths and Neptune-mass planets" (Mayor et al., 2011)
•    HARPS
•    ESPRESSO
•    Gliese 581
•    Immagini dell'Osservatorio di La Silla

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1134.