Visione artistica del pianeta GJ3470b che passa di fronte al disco della stella ospite

Per la prima volta, delle osservazioni astronomiche condotte da terra hanno permesso di studiare l'atmosfera di un pianeta extrasolare, noto come GJ3470b, e dedurre la presenza di un cielo azzurro, simile a quello che possiamo osservare da noi. Lo studio, pubblicato sulla rivista Astronomy and Astrophysics, è opera di un gruppo di ricercatori interamente italiano, e affiliati all'Università di Padova e all'INAF-Istituto Nazionale di Astrofisica. A larga partecipazione italiana è anche lo strumento utilizzato per la scoperta: il Large Binocular Telescope (Lbt) in Arizona, una coppia di telescopi giganti (specchi di 8.4 metri di diametro), tecnologicamente avanzato e gestito congiuntamente da INAF e da partner statunitensi e tedeschi.

GJ3470b è un pianeta extrasolare appartenente alla rara categoria dei cosiddetti "hot Neptunes”: pianeti che ci si aspetta essere composti in gran parte da materiali leggeri (ghiacci e gas) e all'incirca massicci quanto il nostro Nettuno, ma con periodi orbitali di pochi giorni anziché secoli. GJ3470b possiede un'altra particolarità: la stella che lo ospita è una "nana rossa", una stella molto più fredda e minuta del Sole. Se messa in scala nel nostro sistema solare, l'orbita di GJ3470b sarebbe interamente contenuta all'interno di quella di Mercurio, che però è il pianeta più interno nel nostro sistema e che, al pari di Venere, Terra e Marte, e a differenza dei pianeti nettuniani, è composto in prevalenza di rocce e metalli. Il fatto che nel sistema solare non esista niente di simile a GJ3470b lo rende un oggetto enigmatico, sulla cui composizione atmosferica, struttura interna e meccanismo di formazione si sono avanzate finora solo congetture.

GJ3470b non solo è ospitato da una stella relativamente vicina al sole (meno di 100 anni luce), ma per un fortunato allineamento prospettico attraversa il disco della stella madre ad ogni orbita; circostanza che gli astronomi chiamano "transito". Tale minuscola eclissi non è osservabile direttamente in quanto il disco stellare appare troppo piccolo dalla Terra per poter essere distinto, anche con gli strumenti più potenti. Il transito però si osserva indirettamente come una temporanea, minuscola diminuzione di luminosità della stella (meno di 7 parti per 1000, Fig. 1), che nell'arco di qualche ora viene in parte bloccata dal passaggio del pianeta. Sfruttando l'opportunità del doppio telescopio di Lbt, i ricercatori hanno potuto monitorare un transito di GJ3470b simultaneamente nella regione ultravioletta e infrarossa dello spettro luminoso, dimostrando che il pianeta appare leggermente più grande quando osservato nell'ultravioletto. Ciò può essere spiegato assumendo che GJ3470b possieda un'atmosfera, e che questa diffonda con maggiore efficienza la luce blu rispetto a quella rossa: un fenomeno verosimilmente dovuto alla presenza di polveri in alta quota, e che sulla Terra è responsabile del ben noto cielo azzurro. La misura di Lbt permette anche di stimare l'estensione dell'atmosfera di GJ3470b, e di supporre che la copertura nuvolosa sia assente o ridotta: due dati che in un futuro prossimo consentiranno a nuovi studi di investigare in dettaglio la composizione chimica di questo mondo alieno.

Lo studio riveste importanza non solo scientifica ma anche tecnologica. Si tratta infatti della misura di questo tipo più precisa mai effettuata con strumenti da terra. Delle simulazioni mostrano che un tale livello di accuratezza sarebbe in grado di rivelare pianeti di dimensioni simili alla Terra attorno a stelle nane rosse. Un risultato che finora si credeva raggiungibile solo con telescopi spaziali, posti al di fuori dell'atmosfera terrestre, e che apre nuove prospettive per la ricerca planetaria.

Valerio Nascimbeni, Giampaolo Piotto

Curva di luce, nel vicino ultravioletto (in alto) e nel rosso (in basso) ottenute contemporaneamente con le due camere Ccd montate sopra i due specchi di 8.4 metri di diametro di Lbt