Durante il 56° incontro annuale dell’American Astronomical Society Division for Planetary Sciences a Boise, nell’Idaho, sono stati presentati in questi giorni i risultati di una recente osservazione simultanea di Urano da parte del telescopio spaziale Hubble e della missione New Horizons della NASA.
Hubble si trova in orbita attorno alla Terra, mentre la New Horizons è attualmente ai confini del Sistema Solare, ai limiti della fascia di Kuiper, oltre Nettuno. Da questi punti di vista molto diversi, i due hanno osservato contemporaneamente il penultimo pianeta del Sistema Solare.
Urano è un gigante ghiacciato che gli scienziati sfruttano per capire come studiare pianeti simili oltre il nostro sistema planetario. Le immagini ad alta risoluzione di Hubble, unite alla vista molto più lontana di New Horizons, hanno fornito ai ricercatori una nuova prospettiva per capire cosa aspettarsi dall’imaging diretto di pianeti attorno ad altre stelle, con i telescopi del futuro.
Fotografare direttamente un pianeta come Urano
L’imaging diretto degli esopianeti, ovvero il fotografarli direttamente, è una tecnica fondamentale per apprendere sulla loro potenziale abitabilità e offre nuovi indizi sull’origine e la formazione del nostro sistema solare. Gli astronomi utilizzano sia l’imaging diretto che la spettroscopia per raccogliere la luce dal pianeta osservato e confrontarne la luminosità a diverse lunghezze d’onda.
Tuttavia, l’imaging degli esopianeti è un processo particolarmente difficile, perché sono molto lontani. Le loro immagini sono solo puntiformi, non dettagliate come le viste ravvicinate che abbiamo dei mondi in orbita attorno al nostro Sole. I ricercatori possono anche solo ottenere immagini dirette degli esopianeti in “fasi parziali”, quando solo una porzione del pianeta è illuminata dalla loro stella come visto dalla Terra.
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Urano era un bersaglio ideale come test per comprendere le future osservazioni distanti di esopianeti da parte di altri telescopi. Infatti:
- Molti esopianeti noti sono giganti gassosi, simili per natura a Urano.
- Al momento delle osservazioni, New Horizons si trovava sul lato più lontano del pianeta gigante, a 10.5 miliardi di km di distanza: ciò le ha consentito di studiare la sua mezzaluna crepuscolare, cosa che non può essere fatta dalla Terra. A quella distanza, la vista del pianeta da parte di New Horizons era solo di diversi pixel nella sua fotocamera, la Multispectral Visible Imaging Camera.
- Hubble, grazie alla sua elevata risoluzione e alla sua orbita terrestre bassa, a 2.7 miliardi di km di distanza da Urano, è stato in grado di osservare caratteristiche atmosferiche come nuvole e tempeste sul lato illuminato del mondo gassoso.
Mondi con atmosfere cicliche e variabili
Urano appare solo come un piccolo punto nelle osservazioni di New Horizons, simile ai puntini visti su esopianeti ripresi direttamente da osservatori come Webb o da osservatori terrestri. Hubble, invece, fornisce il contesto di come l’atmsofera stava cambiando, quando è stata osservata con New Horizons.
I pianeti giganti gassosi nel nostro Sistema Solare hanno atmosfere dinamiche e variabili con copertura nuvolosa mutevole, ma quanto è comune questo tra gli esopianeti? Conoscendo i dettagli di come apparivano le nubi su Urano da Hubble, i ricercatori sono in grado di verificare ciò che viene interpretato dai dati delle foto sgranate di New Horizons.
Nel caso di Urano, sia Hubble che New Horizons hanno visto che la luminosità non variava mentre il pianeta ruotava, il che indica che le caratteristiche delle nubi non cambiavano con la rotazione del pianeta.
Tuttavia, l’importanza della rilevazione da parte di New Horizons ha a che fare con il modo in cui il pianeta riflette la luce a una fase diversa da quella che Hubble o altri osservatori sulla Terra o nelle vicinanze possono vedere. New Horizons ha mostrato che gli esopianeti potrebbero essere più deboli di quanto previsto ad angoli di fase parziali e alti, e che l’atmosfera riflette la luce in modo diverso a fase parziale.
Il futuro con il Roman e l’HWO
La NASA sta lavorando a due importanti osservatori per promuovere gli studi sulle atmosfere degli esopianeti e sulla loro potenziale abitabilità.
Il primo è il Nancy Grace Roman Space Telescope, il cui lancio è previsto per il 2027. Utilizzerà un coronografo per bloccare la luce delle stelle e vedere direttamente gli esopianeti giganti gassosi in orbita.
Il secondo è l’Habitable Worlds Observatory, attualmente ancora in fase di pianificazione iniziale. HWO sarà il primo telescopio progettato specificamente per cercare biofirme atmosferiche su pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra, che orbitano attorno ad altre stelle.
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