Presto potremo sapere se ci sono esopianeti con campi magnetici

Negli ultimi anni gli astronomi hanno trovato migliaia pianeti extrasolari, riuscendo a calcolare pochi essenziali parametri quali dimensioni, massa e per una piccola parte di essi un fuggevole accenno della composizione dell’atmosfera.

La grande maggioranza delle informazioni rimarrà celata ai nostri strumenti fino a quando gli astronomi non disporranno di mezzi e tecnologie ancora più potenti.

Un accenno di queste tecnologie innovative è arrivato la scorsa settimana dalla Francia, dove è stato presentato un radiotelescopio che potrebbe svelarci cosa accade all’interno di un pianeta extrasolare.

Il radiotelescopio, sintonizzato per cercare i segnali radio emessi da un campo magnetico, potrebbe mostrare se un pianeta ha una dinamo magnetica, cioè un nucleo metallico liquido che agisce come quello della Terra.

“È un’indagine sulla struttura interna che non possiamo effettuare in nessun altro modo in questo momento“, afferma l’astrofisico Evgenya Shkolnik, dell’Arizona State University di Tempe, che non è stata coinvolta nel progetto.

Il telescopio potrebbe aiutare i ricercatori a comprendere le dinamiche di formazione dei pianeti extrasolari e se i sei pianeti che possiedono campi magnetici nel nostro sistema solare sono tipici nella nostra galassia.

I segnali sarebbero anche indizio dell’abitabilità di un pianeta extrasolare.

I campi magnetici proteggono la superficie di un pianeta dai raggi cosmici e dal vento di particelle cariche rilasciate dalla propria stella, che può sterilizzarne la superficie. Il campo magnetico inoltre, può impedire alle particelle del vento stellare di spazzare via l’atmosfera do un pianeta.

“Questo apre una porta in più per lo studio degli esopianeti“, ha dichiarato Jean-Mathias Griessmeier, dell’Università di Orléans in Francia.

Inaugurato ufficialmente la scorsa settimana, il telescopio sarà una stazione all’interno dell’array a bassa frequenza (LOFAR), un array radio europeo con sede nei Paesi Bassi. Situata presso la stazione di radioastronomia di Nançay in Francia, la nuova estensione di Nançay Upgrade LOFAR (NenuFAR), come viene chiamato lo strumento, aiuterà nella ricerca LOFAR, uno studio dedicato al rilevamento di segnali dalle prime stelle dell’universo primordiale.

Il nuovo radiotelescopio dedicherà anche gran parte del suo tempo alla scansione di una gamma di frequenze radio alla ricerca di segni di campi magnetici su pianeti extrasolari.

“È solo una questione di tempo [prima di un rilevamento], probabilmente mesi“, prevede Shkolnik.

A metà degli anni ’50, gli astronomi rilevarono per la prima volta esplosioni radio da Giove. Queste trasmissioni vengono generate  dagli ioni che fuggono dalla sua luna Io venendo spazzati dal campo magnetico di Giove che li obbliga a ruotare lungo le linee del campo magnetico emettendo fotoni radio.

Successivamente, i rivelatori posti nello spazio hanno raccolto anche segnali radio più deboli e a bassa frequenza da altri pianeti, generati dalle particelle di vento solare catturate nei loro campi magnetici.

Anche il segnale di Giove è troppo debole per essere visto a distanze di anni luce. Ma molti degli esopianeti rilevati finora sono considerati “Gioviani caldi“, giganti gassosi che orbitano attorno alle loro stelle più vicino di quanto Mercurio non faccia con il sole. Un pianeta del genere sarebbe colpito da un vento stellare molto più potente, con più elettroni da sferzare dalla magnetosfera del pianeta in un segnale che potrebbe essere un milione di volte più forte di quello di Giove. In teoria, un segnale così potente potrebbe essere rilevato dalla Terra da anni luce di distanza.

Sistemi come LOFAR hanno già trovato segnali suggestivi, ma ancora non certi. NenuFAR, più sensibile alle basse frequenze e dedicato allo scopo, può avere più fortuna. Alla fine consterà di quasi 2000 antenne. I ricevitori raccolgono frequenze da meno di 85 megahertz (MHz), la parte inferiore della banda radio FM, fino a 10 MHz, al di sotto della quale la ionosfera blocca qualsiasi segnale dallo spazio.

NenuFAR ha iniziato a raccogliere dati da luglio con il 60% delle sue antenne funzionanti. All’inaugurazione, il principale ricercatore dell’array, Philippe Zarka dell’Osservatorio di Meudon, a Parigi, ha dichiarato che spera di avere l’80% delle antenne installate entro la fine dell’anno, mentre il team cerca ulteriori finanziamenti. Finora l’80% dei 15 milioni di euro necessari per costruire e gestire l’array, è stato garantito da finanziatori governativi, università e autorità locali.

Il team di NenuFAR si dedicherà presto all’osservazione di una dozzina di Gioviani caldi posti nelle nostre immediate  vicinanze con la collaborazione di altri osservatori che si stanno unendo alla ricerca.  La serie di lunghezze d’onda lunghe della Owens Valley in California avrà 352 antenne al termine dell’anno prossimo. Non è sensibile come NenuFAR, quindi piuttosto che concentrarsi su esopianeti noti, osserverà continuamente l’intero cielo. Con un po’ di fortuna, catturerà il raro radiofaro extra luminoso di un pianeta colpito da un’espulsione di massa coronale: una bolla in rapido movimento di vento stellare, spiega il ricercatore capo Gregg Hallinan del California Institute of Technology di Pasadena.

Poiché NenuFAR e altri telescopi terrestri hanno un limite inferiore di 10 MHz, saranno limitati al rilevamento dei pianeti di tipo Gioviani caldi, luoghi improbabili per la vita.

Gli esopianeti simili alla Terra hanno probabilmente campi magnetici più deboli che producono emissioni radio inferiori a 10 Mhz. Per sfuggire alla ionosfera che blocca le frequenze più basse, i radioastronomi dovranno cercare dallo spazio o dal lato più lontano della luna ma questo sarà possibile solo quando disporranno di un radiotelescopio lunare.

Fonte: Science