Un team internazionale di astronomi professionisti ed amatoriali ha ottenuto la sua prima "preda", usando un equipaggiamento semplice e facilmente reperibile in commercio, per esplorare il cielo alla ricerca di pianeti extrasolari.
Gli astronomi hanno scoperto un pianeta, di dimensioni simili a quelle di Giove, in orbita attorno ad una stella simile al sole, a 600 anni luce dalla Terra, nella Costellazione della Corona Borealis. Il team, diretto da Peter McCullough dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Md., comprende anche quattro astronomi amatoriali del Nord America e dell’Europa.
L’uso di telescopi modesti, per individuare i pianeti extrasolari, permette una collaborazione produttiva tra astronomi professionisti e amatoriali per potere accelerare la ricerca dei pianeti.
"Questa scoperta indica che con una flotta di telescopi modesti e con l’aiuto di astronomi amatoriali, si possono individuare pianeti extrasolari in transito, molto più velocemente di quanto non si faccia adesso" ha detto McCullough. La scoperta è stata accettata per la pubblicazione sulla rivista Astrophysical Journal.
McCullough, per fare una scansione del cielo alla ricerca di pianeti extrasolari, ha utilizzato un telescopio di costo ridotto, di tipo commerciale. Chiamato il telescopio XO, è formato da due teleobiettivi da 200 millimetri e sembra un binocolo. Il telescopio è posto alla sommità del vulcano Haleakala, nelle Hawai.
"Fare una copia del telescopio prototipo XO costerebbe 60.000 dollari" ha spiegato McCullough "Abbiamo speso molto di più per il software, in particolare per progettare e far funzionare il sistema e ricavare il profilo del pianeta dai dati".
Il team di McCullough ha scoperto il pianeta, soprannominato XO-1b, accorgendosi dei leggeri cali di luminosità della sua stella quando il pianeta vi passava davanti, in transito. La luce della stella, denominata XO-1, cala di circa il 2% quando il pianeta XO-1 vi passa davanti. L’osservazione rivela anche che XO-1b percorre una orbita della durata di 4 giorni attorno alla sua stella.
Anche se gli astronomi hanno trovato più di 180 pianteti extrasolari, XO – 1b è solo il decimo pianeta che è stato scoperto con la tecnica del transito ed è il secondo pianeta scoperto con l’uso dei teleobiettivi. Il primo, soprannominato TrES-1, fu scoperto nel 2004. Il metodo del transito permette agli astronomi di valutare la massa e la grandezza del pianeta. Gli astronomi usano questa informazione per dedurne le caratteristiche, come la sua densità.
Il team ha confermato la esistenza del pianeta per mezzo del telescopio Hasrlan J. Smith e Hobby-Eberly dell’Osservatorio Mac Donald della Università del Texas, misurando il leggero tremolio prodotto dal pianeta sulla sua stella. Questo metodo, soprannominato della velocità radiale, ha permesso al team di calcolare con precisione la massa del pianeta che è leggermente minore di quello di Giove (cieca 0.9 la massa di Giove). il pianeta è comunque molto più grande di quanto suggerisce la sua massa. "Tra i pianeti che passano davanti alle loro stelle, XO-1b è comunque il più simile a Giove e la stella XO-1 è molto più vicina alla sua stella di quanto Giove lo sia al Sole.
Questa tecnica innovativa di usare dei telescopi relativamente economici per cercare i pianeti che producono eclissi, è particolarmente utile per trovare pianeti che orbitino vicino alla loro stella. Il pianeta deve anche essere abbastanza grande per provocare un calo misurabile nella luce della stella.
Questo pianeta è il primo scoperto in una ricerca durata tre anni sui pianeti extrasolari in transito. La ricerca del pianeta è finanziata dal programma Origin dalla NASA.
La tecnica di ricerca dei pianeti, ideata da McCullough, consiste nella osservazione notturna del cielo, usando il telescopio XO delle Hawai, per misurare la luminosità delle stelle che incontra. Un programma per computer vaglia migliaia di stelle ogni due mesi, cercando piccoli cali di luminosità, la traccia del possibile transito di un pianeta. Il computer propone qualche centinaio di possibilità. Tra le probabili, McCullough e il suo team selezionano qualche decina di tracce promettenti. Poi passano il nome di queste stelle ai quattro astronomi amatoriali perché studino con più cura i possibili transiti.
Dal Settembre 2003 al Settembre 2005, il telescopio XO ha osservato centinaia di stelle luminose. Nello stesso tempo il suo team di astronomi amatoriali ha studiato una dozzina di stelle, candidate promettenti tra quelle identificate da McCullough e dal suo team. La stella XO-1 è stata scelta come candidata promettente nel giugno 2005. Gli astronomi amatoriali l’hanno osservata nel Giugno e Luglio 2005, confermando che un corpo celeste, dalle dimensioni di un pianeta, stava producendo delle eclissi sulla stella. Il team di McCullough si è poi rivolto al McDonald Observatory in Texas per determinare la massa dell’oggetto e verificarne la natura di pianeta. Ha ricevuto la notizia della osservazione al telescopio, alle ore 12:06 del mattino, il giorno 16 Febbraio 2006, da Chris Johns-Krull, un amico e collega della Rice University.
La scoperta ha anche un significato speciale, di valore familiare, per l’astronomo. "Il mentore di mio padre è stato Harlan J. Smith, l’uomo alla cui ambizione e duro lavoro dobbiamo il telescopio che abbiamo usato per acquisire e verificare i dati".
McCullough pensa che il pianeta, trovato di recente, sia un candidato perfetto per essere studiato dai telescopio spaziali Hubble e Spitzer. Hubble può misurare con precisione la distanza dalla stella e la grandezza del pianeta. Spitzer può vedere realmente la radiazione infrarossa dal pianeta. Misurando il tempo in cui il pianeta scompare dietro la stella, Spitzer può anche misurare quanto la orbita sia ellittica o si discosti dall’essere circolare. Se l’orbita è ellittica, allora la variazione della forza di gravità darebbe come risultato un riscaldamento extra del pianeta, facendo espandere la sua atmosfera e dando forse una spiegazione al perché il diametro di questo corpo celeste sia particolarmente grande per un oggetto di questa massa.
"Controllando i tempi del pianeta rispetto alla stella, sia gli astronomi professionisti, sia gli amatori, potrebbero essere così fortunati da scoprire, a causa della sua interferenza gravitazionale su XO-1b, la presenza di un altro pianeta nel sistema XO-1" dice McCoullough "ed è anche possibile che questo nuovo pianeta possa essere simile alla Terra."