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17.06.2020 - 06:000

NEID: il nuovo strumento della Nasa a caccia di esopianeti

Un nuovo spettrometro permetterà la misurazione della massa degli esopianeti con estrema precisione

La Nasa ha da poco messo in funzione un nuovo strumento, denominato NEID, che consentirà la rilevazione della massa e di altre caratteristiche degli esopianeti con una precisione senza precedenti. Lo strumento, installato nel telescopio WIYN da 3,5 metri al Kitt Peak National Observatory nel sud dell’Arizona, negli Stati Uniti, è infatti progettato per misurare il movimento delle stelle vicine con estrema precisione, cioè circa tre volte meglio della precedente generazione di strumenti all’avanguardia, permettendo così di determinare la massa e caratterizzare gli esopianeti piccoli come la Terra.

Uno spettrometro ad alta precisione

Nello specifico, il NEID è uno spettrometro a velocità radiale di estrema precisione che sarà in grado di raccogliere la luce delle stelle e di misurare l’effetto gravitazionale, a volte minimo, che gli stessi pianeti hanno sulle stelle intorno alle quali orbitano. Si tratta di un piccolo “traballare” provocato da uno spostamento periodico della velocità della stella, come avviene anche nel nostro sistema solare. Ad esempio, Giove provoca un movimento oscillatorio del Sole misurabile in circa 47 km/h, mentre il pianeta Terra causa un movimento di soli 0,3 km/h.
La dimensione dell’oscillazione è ovviamente proporzionale alla massa di un pianeta in orbita, il che significa che le misurazioni del NEID possono essere utilizzate non solo per scoprire i pianeti stessi ma anche per misurarne la massa con una precisione molto elevata. Infatti, gli strumenti simili adoperati fino ad oggi possono misurare questo tipo di oscillazione solo fino a 3,5 km/h, mentre il NEID è stato costruito per rilevare velocità ancora più basse, cioè fino ad un chilometro orario, riuscendo potenzialmente a scoprire esopianeti di massa simile a quella terrestre.

L’unione fa la forza

Uno strumento come il NEID, che di per sé è già un’impressionante macchina da caccia di esopianeti, diventerà ancora più potente in collaborazione con altri simili, come ad esempio il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Tale sinergia, in sostanza, consentirà un numero maggiore di scoperte di esopianeti.
«Quando uniremo le future osservazioni NEID con i dati dei veicoli spaziali, le cose diventeranno davvero interessanti e saremo in grado di imparare di cosa sono fatti i pianeti», ha spiegato Jason Wright, ricercatore dell’Università Statale della Pennsylvania coinvolto nel progetto.
«Conosceremo la densità del pianeta, che è un indizio per capire quanta atmosfera ha il pianeta; è gassoso come Saturno, un gigante di ghiaccio come Nettuno, roccioso come la Terra, o qualcosa in mezzo: una super-Terra o un sub-Nettuno?».
Inoltre, per far sì che il NEID possa effettuare tutte le sue misurazioni è necessaria un’estrema precisione e uno strumento altrettanto estremo. Pertanto, la luce stellare raccolta dal telescopio WIYN è alimentata da una fibra ottica a un involucro termico appositamente costruito che racchiude lo strumento NEID. Allo scopo quindi di garantire che le misurazioni NEID rimangano stabili per la durata di cinque anni dello strumento, le sue ottiche vengono mantenute a una temperatura fissa stabile entro un millesimo di grado.

La prima luce

Le osservazioni della prima luce del NEID puntano alla stella 51 Pegasi, scoperta nel 1995, la prima simile al sole che può ospitare un’esopianeta. «La prima luce è un’importante pietra miliare nello sviluppo di uno strumento», ha dichiarato lo stesso Wright. «È la prima verifica che NEID sta misurando la luce delle stelle come previsto ed è sulla buona strada per la piena funzionalità».
Inoltre, uno degli aspetti più impressionanti di tutto il progetto riguarda certamente la rapidità con cui lo strumento è passato dall’ideazione sul tavolo da disegno alla prima luce. In effetti, come ha spiegato Jayadev Rajagopal dell’OIR Lab di NSF, scienziato del telescopio WIYN e responsabile delle operazioni, «il team NEID ha consegnato uno strumento di nuova generazione in soli 3 anni e 9 mesi».

Potenzialità condivise

Le potenzialità del NEID saranno nel tempo implementate e aggiornate, e anche l’output scientifico sarà ulteriormente aumentato rendendo lo strumento ampiamente disponibile per gli astronomi, in contrasto con altri spettrometri di velocità radiale di precisione. Come ha infatti dichiarato Sarah Logsdon, scienziata dello strumento NEID presso il laboratorio OIR di NSF, «uno degli aspetti unici di NEID è che è disponibile per l’uso da parte di tutti gli astronomi, in linea con la missione del laboratorio OIR di NSF».
Grazie pertanto a una condivisione più ampia da parte di un gran numero di astronomi che utilizzeranno il NEID per provare una vasta gamma di idee, vi è la probabilità che lo spettrografo possa rivelarsi uno dei più produttivi dal punto di vista scientifico.
«Il progetto NEID offre l’opportunità di lavorare con un team di talento e dinamico, per formare la prossima generazione di sperimentatori e sviluppare una macchina di scoperte che tutti gli astronomi possono richiedere di usare, indipendentemente dalla nazionalità, istituzione o grado», ha dichiarato Suvrath Mahadevan, professore di astronomia e astrofisica alla Penn State e principale investigatore del NEID.
In definitiva, gli esopianeti che lo spettrografo NEID consentirà di scoprire aiuteranno ad avvicinare una volta di più gli scienziati a determinare se ci sono pianeti veramente simili alla Terra altrove nella Via Lattea o nell’universo.

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