SCIENZAinDIRETTA/ Premi Nobel Scienza 2019 – FISICA – Gli “altri” sistemi solari

- Antonino Francesco Lanza

Si susseguono le scoperte di pianeti extrasolari, mentre si preparano nuove missioni dei telescopi spaziali e gli scopritori del primo esopianeta ricevono il premio Nobel per la Fisica 2019

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Da sinistra: James Peebles, Michel Mayor e Didier Queloz (Illustrazione di Niklas Elmehed. Copyright Nobel Media)

Oltre alle teorie cosmologiche, il Nobel premia le scoperte degli esopianeti che si susseguono dal 1995 e, prevedibilmente, si moltiplicheranno grazie ai prossimi telescopi spaziali.

James Peebles “for theoretical discoveries in physical cosmology”
Michel Mayor e Didier Queloz “for the discovery of an exoplanet orbiting a solar-type star”

Il premio Nobel per la Fisica 2019 è stato assegnato a tre scienziati per i loro contributi alla comprensione dell’evoluzione dell’Universo e del posto della Terra nel cosmo. James Peebles ha ricevuto il premio per le sue scoperte teoriche in cosmologia, mentre Michel Mayor e Didier Queloz per la scoperta di un pianeta al di fuori del sistema solare in orbita intorno a una stella simile al Sole.

Già nel Medioevo, e prima ancora tra i filosofi stoici ed epicurei, all’interno di una visione del cosmo molto diversa da quella moderna, l’esistenza di altri sistemi di pianeti veniva dibattuta.

La tesi dell’esistenza necessaria di un unico cosmo, coincidente con il sistema planetario geocentrico, propria del pensiero di Aristotele, era stata infatti condannata a più riprese, per esempio dal Vescovo di Parigi Étienne Tempier nel 1277, perché contraria alla assoluta libertà e onnipotenza di Dio il quale può creare tutti i mondi che vuole.

Tuttavia, per secoli l’unico sistema planetario conosciuto è stato il nostro e la gran parte delle speculazioni sulla struttura degli altri sistemi sono state influenzate, anche indirettamente, dalle conoscenze acquisite dallo studio del sistema solare.

Osservare un pianeta delle dimensioni della Terra in orbita intorno a una stella simile al Sole è estremamente difficile. La luce riflessa dalla Terra è circa due miliardesimi della luce del Sole e la separazione apparente tra i due corpi è di appena un decimo di secondo d’arco se li osserviamo da una distanza di una trentina di anni luce. Nessun telescopio né da Terra né dallo spazio ha attualmente la possibilità di effettuare una tale osservazione.

Con gli strumenti più avanzati riusciamo a osservare soltanto pianeti con masse di diverse volte la massa di Giove, posti a distanze di diverse decine di volte la distanza media Terra-Sole, e soltanto nella fase in cui essi emettono un cospicuo flusso di energia nell’infrarosso, ovvero finché sono più giovani di 100-200 milioni di anni.

Pertanto la gran parte dei pianeti extrasolari oggi conosciuti (detti anche esopianeti) è stata individuata indirettamente, cioè osservando gli effetti che essi producono sulle loro stelle. I due principali metodi utilizzati sono il metodo delle velocità radiali e il metodo dei transiti. Questi due metodi sono illustrati, insieme ad altri dall’applicabilità più limitata, sul seguente sito della Nasa.

Il metodo delle velocità radiali sfrutta il fatto che il centro di massa (baricentro) del sistema formato da una stella e da un suo pianeta si muove nello spazio di moto rettilineo e uniforme non essendo soggetto a forze esterne, mentre il pianeta e la stella orbitano intorno al detto baricentro.

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Antonino Lanza
(Astronomo associato presso INAF Istituto Nazionale di Astrofisica – Osservatorio Astrofisico di Catania)

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