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WFIRST vedrà in dettaglio le atmosfere esoplanetarie

WFIRST vedrà in dettaglio le atmosfere esoplanetarie

Rappresentazione artistica del telescopio spaziale WFIRST. Crediti: NASA/GSFC/Mark Melton

Passi avanti importanti per la ricerca e l’analisi diretta di atmosfere planetarie al di fuori del sistema solare. Le buone notizie arrivano dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA, dove i ricercatori stanno sviluppando nuovi strumenti per il telescopio spaziale WFIRST. I test hanno permesso di creare una regione ad alto contrasto tra la stella e il suo esopianeta, dimostrando la possibilità di rilevare e analizzare la debole luce del pianeta lungo un’ampia porzione di lunghezze d’onda, tra il visibile e il vicino infrarosso. Lo strumento, sviluppato presso il Goddard Space Flight Center, si chiama Prototype Imaging Spectrograph for Coronagraphic Exoplanet Studies (PISCES) ed è stato in grado di separare tra loro le emissioni di uno o più esopianeti di dimensioni gioviane e di raccogliere dati in ogni posizione dell’orbita attorno alla stella madre.

Per comprendere appieno la portata del risultato è importante tenere conto del fatto che la luce proveniente da questi pianeti è molto debole, circa 100 milioni di volte più debole di quella proveniente dalla stella. Con uno strumento di imaging convenzionale la luce del pianeta sarebbe saturata dal bagliore della stella, ma con un coronografo, ovvero uno strumento in grado di attenuare la luce della stella, è possibile studiare l’emissione proveniente dall’esopianeta. Lo spettrografo PISCES è pensato per lavorare insieme al coronografo, e il suo obiettivo è separare la luce del pianeta e studiarne le proprietà fisiche come la composizione chimica e la struttura dell’atmosfera.

Durante il test, il team ha mantenuto un contrasto molto forte lungo il 18% dell’intervallo di lunghezze d’onda del coronografo. «Ottenere un contrasto così profondo su una banda tanto ampia è un record, ed era uno dei nostri obiettivi», spiega Michael McElwain, responsabile dello strumento PISCES. «L’ideale sarebbe osservare l’intero spettro del pianeta, ovvero vedere tutti i suoi colori contemporaneamente, ma non è ancora possibile con le tecnologie attuali». Il risultato migliore ottenuto dal coronografo del JPL prima di questi test era lo stesso livello di contrasto sul 10% delle lunghezze d’onda. Il modo in cui PISCES separa la luce è un po’ diverso rispetto agli spettrografi tradizionali: a partire da un’immagine del coronografo, la campiona con una serie di micro-lenti composta da oltre 5.800 segmenti di vetro. Ogni micro-lente isola una piccola porzione dell’immagine, creando migliaia di micro spettri. Questo approccio fornisce le informazioni su tutte le lunghezze d’onda simultaneamente e lungo tutto il campo visivo. I risultati ottenuti in laboratorio confermano quindi che la tecnologia testata con PISCES garantirà risultati scientifici di alta precisione, spalancando nuove porte alla ricerca nel campo degli esopianeti.

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