400 vagabondi sulla Terra

Il prossimo Nancy Grace Roman Telescope della NASA andrà a caccia di "orfani cosmici", pianeti senza stelle che potrebbero addirittura superare in numero le loro controparti orbitanti nella nostra galassia.

Nuove previsioni suggeriscono che un prossimo telescopio spaziale della NASA potrebbe individuare oltre 400 mondi di massa terrestre nascosti in tutta la Via Lattea che sono “diventati canaglia” e quindi vagano da soli nella nostra galassia.

Si pensa che questi mondi orfani inizino la loro vita in un sistema planetario, simile al sistema solare, ma ad un certo punto vengano cacciati da un meccanismo finora sconosciuto. Nonostante l’immagine familiare dei pianeti che orbitano ordinatamente attorno a una stella, una nuova ricerca suggerisce che questi mondi orfani e senza stelle potrebbero superare in numero le stelle della Via Lattea in un rapporto di 20 a 1. Ciò implica che i mondi non collegati nella nostra galassia sono circa sei volte più comuni dei pianeti che orbitano attorno a stelle madri.

"Stimiamo che la nostra galassia ospiti 20 volte più pianeti vaganti che stelle: trilioni di mondi che vagano solitari", ha detto in una nota l'autore della ricerca e scienziato senior della NASA, David Bennett. "Questa è la prima misurazione del numero di pianeti canaglia nella galassia che è sensibile ai pianeti meno massicci della Terra."

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In genere, i pianeti al di fuori del nostro sistema solare, noti come esopianeti, vengono rilevati dagli effetti che hanno sulle loro stelle ospiti. Ad esempio, un pianeta extrasolare può far sì che gli spettatori dalla Terra assistano a un calo della luce della sua stella mentre la traiettoria del pianeta lo porta tra la stella e il nostro pianeta. Oppure, un pianeta extrasolare può influenzare tale luce attraverso un’oscillazione che crea nell’orbita della sua stella ospite mentre attira gravitazionalmente il corpo luminoso. Ma il fatto che i pianeti canaglia siano così lontani dalle stelle ospiti li rende difficili da individuare.

Uno degli obiettivi principali del Nancy Grace Roman Telescope della NASA, quando lo strumento spaziale sarà online, è individuare questi criminali. Stime precedenti suggerivano che Roman, che verrà lanciato nel maggio 2027, sarebbe in grado di individuare circa 50 pianeti canaglia delle dimensioni della Terra, ma le nuove scoperte hanno aumentato il numero. Invece, implicano una cifra più vicina a 400. In effetti, gli stessi astronomi dietro i risultati hanno già identificato un pianeta canaglia delle dimensioni della Terra su cui Roman potrebbe indagare.

Bennett e i suoi colleghi sono giunti alle loro conclusioni con i dati raccolti durante un’indagine astronomica durata nove anni chiamata Microlensing Observations in Astrophysicals (MOA). Condotto presso l'Osservatorio della Mount John University in Nuova Zelanda, il MOA ha cercato oggetti con l'aiuto di un fenomeno inizialmente previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein chiamato lente gravitazionale, qualcosa che Roman utilizzerà anche per dare la caccia ai ladri.

Due articoli che descrivono le ultime scoperte del team saranno pubblicati in un prossimo numero di The Astronomical Journal.

La teoria della relatività generale di Einstein del 1915 prevede che gli oggetti dotati di massa “deformano” il tessuto stesso dello spazio. Sebbene questa deformazione funzioni in tre dimensioni (quattro se si tiene conto del tempo), può essere considerata analoga all'effetto 2D di posizionare palline con masse diverse su un foglio di gomma teso. Maggiore è la massa della palla, più profonda sarà l'ammaccatura sulla lamiera. Allo stesso modo, quanto più massiccio è l’oggetto cosmico, tanto più forte è la distorsione nello spazio.

Inoltre, quando un oggetto molto massiccio deforma lo spazio, ciò può anche influenzare la luce emessa da altri oggetti seduti sullo sfondo, causando la flessione di tale luminescenza mentre passa accanto all’impronta cosmica dell’oggetto originale. Ciò può infine creare un effetto di ingrandimento sull'oggetto sullo sfondo, portando così al fenomeno della lente gravitazionale.

Il microlensing è una variazione di questo concetto che si verifica quando un oggetto più piccolo, come un pianeta o una stella, scivola tra la Terra e una fonte di luce di fondo, come una stella o una galassia, e si allinea quasi perfettamente con i due. Ciò fa sì che le macchine terrestri rilevino un picco nella luminosità dell’oggetto sullo sfondo, ma non così estremo come gli effetti della lente gravitazionale. Tuttavia, il microlente è utile per individuare pianeti canaglia e altri piccoli oggetti che non emettono luce e sono quindi quasi totalmente bui.