I suoni provenienti dalle stelle ci aiutano a sondare pianeti lontani
L’asterosismologia è un campo emergente che sta rivoluzionando l’astrofisica concentrandosi sulle onde sonore che si muovono attraverso le stelle per approfondire le nostre conoscenze sulla galassia. Durante il progetto PULSATION, gli asterosismologi dell’Istituto di astrofisica e scienze spaziali presso l’Università di Porto in Portogallo hanno utilizzato il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA per esaminare circa 100 000 stelle, rilevando un Saturno caldo e un sub-Saturno tiepido, e scoprendo di più su pianeti conosciuti in precedenza, compreso uno che teoricamente non sarebbe mai dovuto sopravvivere. «Le informazioni contenute nelle oscillazioni delle stelle consentono di determinare con precisione proprietà stellari fondamentali quali la massa, il raggio e l’età di una stella», spiega Tiago Campante, ricercatore dell’Istituto il cui lavoro è stato supportato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. Il suo team sta assemblando un catalogo online dei pianeti e delle loro stelle ospitanti per aiutare gli scienziati a rispondere ad alcune delle più importanti domande irrisolte sull’evoluzione delle stelle e dei loro sistemi planetari.
Bonus missione
TESS è stato progettato principalmente per trovare nuovi pianeti attorno a stelle luminose vicine. Il suo fotometro raccoglie continuamente la luce delle stelle, osservando una striscia di cielo per 27 giorni prima di spostarsi in un’altra vista. Tale precisione ha offerto un’opportunità agli asterosismologi come Campante. Le stelle sono attraversate da onde sonore eccitate da moti convettivi nei pressi della loro superficie, e che le fanno risuonare leggermente, provocando piccoli cambiamenti nella loro luminosità. «Con un fotometro sufficientemente preciso, è possibile misurare queste fluttuazioni di luminosità e scomporle nei modi naturali di oscillazione di una stella», aggiunge Campante. I ricercatori hanno condotto una ricerca di transito automatizzata su curve di luce di TESS di circa 100 000 stelle giganti rosse, concentrando l’attenzione su pianeti giganti con periodi orbitali delle loro stelle inferiori ai 20 giorni. La loro indagine a largo campo è la prima a combinare sistematicamente l’asterosismologia con la fotometria di transito per caratterizzare gli esopianeti.
Sopravvivenza planetaria
Oltre a scoprire due pianeti simili a Saturno, lo studio ha anche fatto luce su molti pianeti già noti prima del lancio di TESS nel 2018. I ricercatori hanno esaminato l’evoluzione orbitale di un pianeta in particolare, HD 203949 b, dopo averne dedotto la massa, le dimensioni e l’età attraverso l’asterosismologia. Sono rimasti sorpresi che non fosse stato inghiottito dall’involucro della stella, che si sarebbe espanso oltre l’attuale orbita planetaria durante la fase evolutiva della gigante rossa. Hanno dunque avanzato un’ipotesi in «The Astrophysical Journal» su come le interazioni mareali tra il pianeta e il sole potrebbero aver portato alla sua sopravvivenza. Campante ha condiviso le sue scoperte con un pubblico più ampio, in particolare durante una trasferta presso Ciência Viva, un’agenzia creata per promuovere la scienza e la tecnologia. Lo studioso ha utilizzato l’astronomia per aumentare l’interesse per la scienza tra vecchi e giovani, commentando: «Il pubblico era molto desideroso di capire come si viene coinvolti in una grande missione spaziale come TESS!»
Parole chiave
PULSATION, asterosismologia, Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS, stelle giganti rosse, pianeti giganti