Gli astronomi potrebbero aver scovato un pianeta con gli anelli intorno a Proxima Centauri


L’esopianeta HIP 65426b – il primo ad essere visto dallo strumento SPHERE sul Very Large Telescope dell’ESO.

Nel 2016, gli astronomi che lavorano per l’European Southern Observatory (ESO) hanno confermato l’esistenza di un pianeta di tipo terrestre intorno alla stella più vicina alla Terra, Proxima Centauri. La scoperta di questo vicino pianeta extrasolare (Proxima b) non ha fatto mancare l’emozione perché, oltre ad avere dimensioni simili a quelle della Terra, è stato trovato in orbita all’interno della zona abitabile della stella (HZ).


Grazie ad un team guidato dall’INAF, un secondo esopianeta (una super-Terra) è stata trovata all’inizio di quest’anno intorno a Proxima Centauri utilizzando il metodo della velocità radiale. Sulla base della separazione tra i due pianeti, un altro team guidato dall’INAF ha tentato di osservare questo pianeta utilizzando il Metodo dell’Immagine Diretta. Anche se non ha avuto del tutto successo, le loro osservazioni sollevano la possibilità che questo pianeta abbia un sistema di anelli intorno ad esso, proprio come Saturno.

Per il loro studio, apparso recentemente sulla rivista Astronomy & Astrophysics, il team si è basato sui dati ottenuti dallo strumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) dell’ESO’s Very Large Telescope (VLT). Questo sistema ottico adattivo estremo e coronagrafico è dedicato alla caratterizzazione di sistemi esopianeti a lunghezze d’onda ottiche e vicino all’infrarosso.

Per anni, SPHERE ha rivelato l’esistenza di dischi protoplanetari intorno a stelle lontane, cosa estremamente difficile da fare con le ottiche convenzionali. Tuttavia, questo particolare insieme di dati è stato raccolto durante il sondaggio quadriennale SpHere INfrared survey for Exoplanets (SHINE), in cui SPHERE è stata utilizzata per l’immagine di 600 stelle vicine nello spettro del vicino infrarosso.

Tre immagini delle caratteristiche ondulatorie in rapido movimento nel disco polveroso intorno alla vicina stella AU Microscopii.

Basandosi sull’elevato contrasto e sull’alta risoluzione angolare di SPHERE, lo scopo di questa indagine era quello di caratterizzare i nuovi sistemi planetari ed esplorare come si sono formati. Uno di questi sistemi era Proxima Centauri, una stella di bassa massa di tipo M (nana rossa) situata a soli 4,25 anni luce dal nostro Sistema Solare. Al momento dell’indagine, che andava da a , l’esistenza di Proxima c non era ancora nota.

Come Proxima b, Proxima c è stato scoperto usando il metodo della velocità radiale (aka. Spettroscopia Doppler). Consiste nel misurare il movimento di una stella avanti e indietro (o “traballante”) per determinare se viene agito dall’influenza gravitazionale di un sistema di pianeti. Tuttavia, il team era fiducioso che se Proxima c produceva un segnale abbastanza grande nell’infrarosso, SPHERE lo avrebbe rilevato.

Come il team – che era guidato da Raffaele Gratton dell’Osservatorio Astronomico di Padova – ha spiegato i suoi metodi nel suo studio: “Abbiamo cercato una controparte nelle immagini di SPHERE acquisite nel corso di quattro anni attraverso l’indagine SHINE. Per rendere conto del grande moto orbitale atteso del pianeta, abbiamo utilizzato un metodo che assume l’orbita circolare ottenuta dalle velocità radiali e sfrutta la sequenza di osservazioni acquisite in prossimità della quadratura dell’orbita. Abbiamo verificato questo con un approccio più generale che considera il moto kepleriano, K-stacker”.

Purtroppo, i dati SPHERE non hanno rivelato alcuna chiara rilevazione di Proxima c. Ciò che hanno trovato è stato un segnale candidato che aveva un forte rapporto segnale/rumore e che l’orientamento del suo piano orbitale si adattava bene ad una precedente immagine scattata con l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array’s (ALMA).

Versione etichettata di quattro dei venti dischi che compongono l’indagine ad alta risoluzione di ALMA sui dischi protoplanetari vicini.

Tuttavia, hanno anche notato che la sua posizione e il suo movimento orbitale non erano coerenti con quanto osservato dalla missione Gaia dell’ESA. Infine, ma non meno importante, hanno scoperto che il candidato aveva una luminosità apparente inaspettatamente alta (alias flusso) un pianeta in orbita attorno ad una stella nana rossa. Per questo motivo, il team non ha potuto dire con certezza se ciò che ha osservato era effettivamente Proxima c.

Tuttavia, quest’ultimo elemento ha sollevato un’altra possibilità che il team ha dovuto considerare, che la luminosità insolita può essere il risultato di un materiale circumplanetario. In altre parole, essi teorizzano che la luminosità potrebbe essere causata da un sistema ad anelli intorno a Proxima c, che irradierebbe luce aggiuntiva nello spettro dell’infrarosso e contribuirebbe alla luminosità totale.

Come spiegano:

“In questo caso immaginiamo o un cospicuo sistema ad anelli, o la produzione di polvere da collisioni all’interno di uno sciame di satelliti, o l’evaporazione della polvere che aumenta la luminosità del pianeta. Questo sarebbe insolito per i pianeti extrasolari, con Fomalhaut b, per il quale non esiste una determinazione della massa dinamica, come unico altro esempio possibile”.

Questo rende Proxima c un obiettivo primario per gli studi di follow-up che utilizzano misure di velocità radiale, imaging nel vicino infrarosso e altri metodi. Inoltre, i telescopi di nuova generazione come il Thirty Meter Telescope (TMT), il Giant Magellan Telescope (GMT) e l’Extremely Large Telescope (ELT) dell’ESO, saranno adatti a condurre indagini dirette di imaging di questo sistema per rilevare Proxima c.

Inoltre, se gli astronomi riescono a confermare che il candidato visto era Proxima c, allora probabilmente Breakthrough Starshot vorrà entrare in azione! Per anni, questa organizzazione ha lavorato per l’obiettivo di inviare un wafercraft in scala di grammi sul sistema Alpha Centauri mediante una propulsione a energia diretta. Fin dalla scoperta di Proxima b, si è parlato di fare anche un flyby di Proxima Centauri.

Non solo questa navicella spaziale sarebbe in grado di ottenere un primo piano di Proxima b, ma potrebbe anche oscillare con Proxima c e ottenere alcune istantanee del pianeta e del suo (possibile) sistema ad anelli. Indipendentemente da ciò, se i risultati del team saranno confermati, sarà la prima volta che verrà effettuata l’immagine diretta di un pianeta scoperto da misurazioni di velocità radiale e la seconda volta in cui si verificheranno riflessioni da materiale circumplanetario (dopo Fomalhaut b).

In ogni caso, questi risultati potrebbero avere implicazioni significative per gli studi futuri e la caratterizzazione di Proxima Centauri.

Fonte