Per la prima volta, attraverso il telescopio spaziale della Nasa Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) è stato identificato un esopianeta sfruttando il fenomeno fisico della microlente gravitazionale. La novità apre a una prospettiva inedita sull’uso dei dati della missione e sulla possibilità di individuare popolazioni di pianeti finora sfuggite ai censimenti tradizionali. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters
Il pianeta scoperto è stato denominato Gaia23bra b, si tratta di un super-Giove con una massa pari a circa 1,6 volte quella di Giove, in orbita attorno a una nana arancione che possiede circa l’80% della massa del Sole. Il corpo celeste si trova a circa 40.000 anni luce dalla Terra, in una regione remota della Via Lattea situata ben oltre le zone tipicamente esplorate da Tess, il cui compito primario è osservare le stelle presenti entro un raggio di circa 150 anni luce di distanza da sé.
La scoperta si è concretizzata partendo da un primo segnale registrato nel 2023 dal satellite Gaia dell’Esa, che aveva rilevato un temporaneo aumento di luminosità della stella Gaia23bra compatibile con un evento di microlente gravitazionale. Successivamente, attraverso le analisi approfondite dei dati archiviati da Tess, è stato possibile ricostruire con maggiore dettaglio la curva di luce intercettata da Gaia, rivelando la presenza di perturbazioni aggiuntive, che facevano sospettare la presenza del pianeta gigante.
La microlente gravitazionale è un effetto previsto dalla Relatività Generale di Einstein. Si verifica quando due stelle si allineano quasi perfettamente rispetto alla linea di vista dell’osservatore. La stella più vicina agisce come una lente, ingrandendo oggetti più lontani.
La sua massa deforma lo spazio-tempo e devia il percorso della luce proveniente dalla stella più distante, amplificandone temporaneamente la luminosità. Se la geometria dell’allineamento è particolarmente precisa, anche eventuali pianeti in orbita attorno alla stella in primo piano possono produrre variazioni nel segnale luminoso. Queste si manifestano come picchi o anomalie nella curva di luce, permettendo di scoprire la presenza del pianeta. A differenza del più comune e usato ‘metodo del transito’, la microlente non richiede che il pianeta transiti periodicamente davanti al disco stellare: anche un singolo evento può essere sufficiente per rivelarne l’esistenza.
La maggior parte degli oltre 6.000 esopianeti noti è il risultato di osservazioni basate sul metodo del transito, che è anche quello generalmente utilizzato da Tess: il pianeta viene individuato mentre passa davanti alla propria stella, causando una riduzione periodica e regolare della luminosità osservata.
Tuttavia, il transito è più sensibile a pianeti grandi e molto vicini alla stella ospite, mentre la microlente gravitazionale permette di individuare anche pianeti più distanti, spesso difficilmente rilevabili con altre tecniche.
I due metodi sono complementari: il transito consente di stimare il raggio del pianeta e, combinato con altre misure, anche densità e composizione. La microlente fornisce invece informazioni su massa e distanza orbitale, anche per sistemi molto remoti.
L’animazione illustra il concetto di microlente gravitazionale. La stella al centro passa davanti a quella di destra, rispetto all’osservatore posto a sinistra, curvando la sua luce come farebbe una lente d’ingrandimento. Come risultato l’osservatore vede la luce della stella di destra amplificata e la sua posizione leggermente spostata Se la stella più vicina possiede dei pianeti, anche la gravità di questi può contribuire alla formazione della lente , aumentando ulteriormente la brillantezza della fonte. Crediti; Nasa’s Goddard Space Flight Center/CI Lab
Nel caso di Gaia23bra b, il segnale dalla microlente era stato inizialmente raccolto da Gaia e archiviato. Successivamente, è stato identificato e ‘recuperato’ anche nei dati Tess, grazie alla sua maggiore frequenza di campionamento temporale.
In altre parole, Gaia aveva registrato un segnale troppo scarso per ricostruire in dettaglio l’evento. Tess, osservando la stessa regione di cielo nello stesso periodo, ha catturato variazioni più fini della curva di luce, evidenziando con certezza la firma del pianeta.
Secondo gli autori dello studio, nei dati raccolti dal telescopio Nasa potrebbero essere nascosti ulteriori eventi dovuti a effetti di lenti gravitazionali non ancora identificati. Per questa ragione, le analisi retrospettive delle osservazioni archiviate possono rappresentare un efficace e proficuo metodo di ricerca.
La scoperta rappresenta anche un’anticipazione del ruolo che avrà il futuro Nancy Grace Roman Space Telescope, sempre della Nasa, progettato per effettuare censimenti sistematici di microlenti gravitazionali situate verso il centro della Via Lattea.
Il Roman, si prevede, dovrebbe individuare migliaia di esopianeti tramite questo metodo, ampliando in modo significativo il censimento delle popolazioni planetarie galattiche.
In questo contesto, comunque, Tess ha dimostrato capacità non previste inizialmente, dimostrandosi un valido strumento anche per lo studio di microlenti gravitazionali in regioni diverse del cielo, meno dense ma osservate su scale temporali estese.
La scoperta di Gaia23bra b quindi, al di là dell’interesse scientifico, consolida soprattutto la validità di un nuovo percorso di ricerca che si prevede molto promettente.
Il telescopio spaziale Tess è anche il primo a scoprire un esopianeta che orbita attorno a due stelle binarie, come spiegato in questo video: 👉
Foto in apertura: ricostruzione artistica del pianeta Gaia23bra b, il primo scoperto sfruttando il microlensing. Si tratta di un super Giove che orbita attorno a una stella nana arancione, a una distanza simile a quella tra Giove e il Sole.
Crediti: Nasa’s Goddard Space Flight Center