Impressione artistica dell'esopianeta 51 Pegasi b By ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org) - ESO website, CC BY 4.0

Un folto pubblico si è presentato all'osservatorio in occasione dell'apertura al pubblico di venerdì 2 giugno, complice il lungo ponte della Festa della Repubblica e le condizioni meteo tutto sommato accettabili (basta accontentarsi...). La serata è iniziata con una mini-conferenza sulla scoperta degli esopianeti (detti anche pianeti extrasolari), cioè di pianeti che orbitano altre stelle.

Sebbene l'esistenza di pianeti extrasolari fosse ritenuta molto probabile fin dall'antichità, è stato necessario aspettare gli anni '90 per avere le prime osservazioni confermate. I primi esopianeti ad essere confermati sono stati PSR B1257+12 B e PSR B1257+12 B; nonostante i nomi sembrino più appropriati per targhe automobilistiche che pianeti, si è trattato di una scoperta estremamente importante, tanto più che i pianeti non orbitano una stella normale ma la pulsar PSR B1257+12. Una pulsar è una stella di neutroni in rapida rotazione che emette fasci di impulsi radio; le stelle di neutroni si formano dal collasso gravitazionale di una stella di massa molto maggiore del Sole al termine del suo ciclo di vita.

Impressione artistica dei pianeti in orbita attorno alla pulsar PSR B1257+12. Crediti: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC) - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA08042, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=705149

Impressione artistica dei pianeti in orbita attorno alla pulsar PSR B1257+12 (NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC) - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA08042, Public Domain)

 

Nel 1995 è stato scoperto il primo pianeta in orbita attorno ad una stella "normale", cioè appartenente alla sequenza principale. Il pianeta, denominato 51 Pegasi b, ha fruttato agli astronomi svizzeri Michel Mayor e Didier Queloz che l'hanno scoperto il premio Nobel per la fisica.

Impressione artistica dell'esopianeta 51 Pegasi b; By ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org) - ESO website, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39719418

Impressione artistica dell'esopianeta 51 Pegasi b (ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org) - ESO website, CC BY 4.0)

 

Da allora, i pianeti extrasolari sono stati scoperti a centinaia al punto che i sistemi planetari, che una volta si ritenevano come minimo rari, sono oggi considerati la normalità.

Scoprire pianeti extrasolari è abbastanza difficile: non per niente le scoperte sono avvenute solo di recente. Le stelle sono infatti molto lontane da noi, e la presenza di un pianeta viene nascosta dalla luminosità accecante della stella. Osservare un esopianeta è un po' come cercare di osservare una zanzara che svolazza attorno ad un faro che si trova a chilometri di distanza!

Tra le diverse tecniche usate dagli astronomi per intuire la presenza di esopianeti attorno alle stelle c'è il metodo dell'occultamento detto anche metodo del transito: un esopianeta che transita lungo la linea di visuale tra noi e la sua stella ne diminuisce la luminosità. Di conseguenza, il metodo dell'occultamento richiede di misurare la luminosità di una stella alla ricerca di cali periodici, che possono indicare il passaggio di un corpo che blocca temporaneamente parte della luce.

Come funziona il metodo dell'occultamento; By User:Nikola Smolenski - Inspired by image at http://www.iac.es/proyect/tep/transitmet.html, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=487277

Rappresentazione schematica del metodo dell'occultamento: il passaggio di un esopianeta davanti ad una stella ne abbassa di poco la luminosità (curva in basso). User:Nikola Smolenski - Inspired by image at http://www.iac.es/proyect/tep/transitmet.html, CC BY-SA 3.0

 

Il metodo dell'occultamento è stato oggetto di uno dei nostri immancabili "Astro attack!"; stavolta abbiamo avuto bisogno di un po' di supporto tecnologico ma, come da tradizione, molto a buon mercato. Ecco la lista del materiale occorrente:

  • Una fotoresistenza (abbiamo usato una GL5506, ma qualunque altra fotoresistenza va bene);
  • Una resistenza da 1k
  • Un microcontrollore Arduino o compatibile
  • Un PC per visualizzare i risultati
  • Due dischi di cartone annerito incollati alle estremità di altrettanti stecchini.

Una fotoresistenza è un dispositivo elettronico che agisce come una resistenza (cioè rallenta il passaggio di una corrente elettrica) il cui valore dipende dall'intensità della luce a cui è esposta. Di conseguenza, una fotoresistenza illuminata farà registrare un valore di resistenza basso, mentre la stessa fotoresistenza tenuta al buio farà registrare un valore di resistenza elevato.

Fotoresistenza (foto di Moreno Marzolla)

 

Abbiamo utilizzato un microcontrollore Arduino compatibile per leggere e visualizzare tramite un PC il valore della fotoresistenza. Per fare ciò abbiamo realizzato con l'aiuto del nostro socio Gianluca Colombo un semplice circuito, detto partitore resistivo, schematizzato come segue:

Per completare l'esperimento è sufficiente caricare il programma seguente sull'Arduino, e attivare il "plotter seriale" del software Arduino IDE.

void setup( )
{
  Serial.begin(9600);
}

void loop( )
{
  const int sensorValue = analogRead(A0);
  Serial.print("0 ");
  Serial.println(sensorValue);
  delay(100);
}

Puntiamo ora una lampada da tavolo verso la fotoresistenza. Usiamo due dischi di cartone annerito attaccati alle estremità di due stecchini per simulare il passaggio di esopianeti; i dischi devono avere dimensione diversa, dato che esistono esopianeti di tutte le taglie.

Due dischi di cartone di diversa misura incollati alle estremità di due stecchini rappresenteranno due esopianeti di diversa dimensione (Foto di Moreno Marzolla)

 

facciamo passare i due dischi di cartone tra la lampada e la fotoresistenza, e osserviamo come cambia l'intensità luminosa captata dalla fotoresistenza. Il disco piccolo produrrà un piccolo calo di luminosità, mentre il disco più grande produrrà un calo più marcato.

Di conseguenza, il metodo dell'occultamento fornisce anche informazioni sulla dimensione del corpo che passa davanti alla stella.

L'osservazione al telescopio principale ha avuto come protagonista la Luna piena (illuminata al 98%) che molti visitatori hanno "portato a casa" fotografandola col proprio cellulare direttamente dall'oculare del telescopio. Grazie agli strumenti portatili di recente acquisizione, è stato anche possibile ammirare il pianeta Venere, illuminato al 50%, che appariva come un piccolo dischetto luminoso diviso a metà. L'esplorazione del cielo è poi proseguita, scansando le immancabili nuvole, con la "doppia doppia" della Lira, Epsilon Lyrae, e per i più avventurosi la nebulosa ad anello M57, purtroppo a malapena visibile a causa del cielo velato e del chiarore diffuso prodotto dalla Luna.