Un pianeta "sottosopra" getta nuova luce sulle lenti gravitazionali

A volte sono le scoperte casuali che ci insegnano di più. Come quella del pianeta “sottosopra” della scorsa settimana. Non è veramente capovolto, tuttavia offre agli astronomi un esempio molto interessante di lente gravitazionale in un sistema stellare binario.

Questa singolare disposizione apre un nuovo scenario per l’interpretazione dei sistemi binari.

L’astronomo Eric Agol e il suo dottorando, Ethan Kruse, dell’università di Washington, hanno scoperto un pianeta sottosopra mentre studiavano gli esopianeti come fanno la maggior parte degli astronomi, cioè cercando improvvise riduzioni di luce stellare, prova che un pianeta sta passando tra una stella e la Terra.

Kruse stava cercando nel database del telescopio Kepler della NASA, progettato per trovare gli esopianeti, quando all’improvviso si è accorto di qualcosa di davvero inusuale nel sistema binario KOI-3278. Invece di una riduzione, ha notato un aumento nella luminosità della stella durante il passaggio del pianeta.

“Ho scoperto quello che essenzialmente sembra un pianeta capovolto,” ha detto Kruse in rassegna stampa. “Normalmente, ciò che ci si aspetta è una riduzione nella luminosità, ma in questo sistema si vede l’esatto opposto – sembra un anti-transito.”

Le due stelle del sistema KOI-3278 sono a circa 2600 anni luce dalla Terra, nella costellazione della Lira. Orbitando una intorno all’altra, la loro posizione rispetto alla Terra cambia continuamente. È una disposizione piuttosto vantaggiosa per gli astronomi, perché possono conoscere la massa di una delle due misurando con che potenza questa dilata la luce dell’altra.

È interessante che la scoperta di questo “anti-transito” sia in linea con alcune previsioni fatte più di 40 anni fa. Nel 1973, gli astronomi avevano predetto l’esistenza di sistemi binari che si auto-ingrandiscono, se non all’inizio, verso la fine della vita di una stella.

Per ora si sa poco del sistema KOI-3278. Le stelle orbitano attorno a un centro gravitazionale comune ogni 88,18 giorni, e si trovano a circa 43 milioni di miglia l’una dall’altra (più o meno la distanza tra il Sole e Mercurio). Sappiamo anche che una delle due stelle è una nana bianca, una stella morente che ha una massa circa 200.000 volte più grande di quella della terra.

L’aumento luminoso visto da Kruse–l’anti-transito–era la nana bianca che piegava e ingrandiva la luce della sua compagna attraverso una lente gravitazionale.

Quello di lente gravitazionale è un fenomeno secondo il quale la gravità deflette la luce mentre, per esempio, viaggia da una stella lontana verso un osservatorio sulla terra. Quando la luce cambia direzione, il risultato è un ingrandimento. Un corpo di massa molto grande si comporta effettivamente come una lente d’ingrandimento, anche se poco potente. Gli astronomi si accorgono di una lente gravitazionale solo quando è molto lontana, poiché la deviazione della luce aumenta.

“La cosa interessante, in questo caso, è che l’ingrandimento è così potente che possiamo usarlo per misurare la massa della nana bianca, che era più vicina a noi,” ha detto Agol. “Invece di una riduzione, con l’ingrandimento gravitazionale si nota un aumento della luminosità.”

Le lenti gravitazionali non sono uno strumento nuovo per gli astronomi. Vengono usate da decenni per individuare gli esopianeti e sono state la prima prova sperimentale della teoria della relatività di Einstein. Funzionano sia su piccola che su grande scala, sia con galassie lontane che con la Via Lattea. In quest’ultimo caso si parla di microlenti.

In genere, le lenti avvengono durante brevi incontri (da un punto di vista terrestre) tra galassie e stelle. Ma quella trovata in questo sistema binario non sparirà. Dato che le stelle ruotano attorno a un centro comune, gli astronomi potranno vedere il loro effetto ogni 88 giorni.

C’è molto di buono in questa scoperta. Il fatto che una delle due stelle sia una nana bianca è un valore aggiunto: questi residui di quel che una volta era una stella ci rivela l’età di una galassia, perché il suo ritmo di raffreddamento è ben conosciuto. Gli astronomi possono usare le lenti gravitazionali per saperne molto di più sulle stelle e, indirettamente, sull’età dell’universo.

La scoperta di questi sistemi binari auto-ingrandenti è davvero interessante perché si tratta di una nuova scoperta fatta guardando tra i vecchi dati del Kepler. Come telescopio può darsi che sia obsoleto, ma questo non significa che la sua missione sia terminata. “Se finora nessuno si era accorto di questa coppia binaria, allora potrebbero essercene molte altre,” ha detto Kruse.