Pianeta extrasolare

Unpianeta extrasolareoesopianetaè unpianetanon appartenente alsistema solare,orbitantecioè attorno a unastelladiversa dalSole.
Al 16 febbraio 2025risultano conosciuti 7414 pianeti extrasolari in 5086 sistemi planetari diversi (di cui 1035multipli); inoltre 2376 è il numero di pianeti candidati e altri 149 possibili pianeti sono in attesa di conferma o controversi.
Un elenco dei pianeti extrasolari conosciuti può essere trovato nella lista deipianeti extrasolari confermatie in quella deipianeti extrasolari non confermati o controversi. Il traguardo simbolico del 1000º pianeta conosciuto è stato raggiunto il 22 ottobre 2013, con l'annuncio di undici pianetigioviani caldida parte del progettoSuperWASP. Il 2000º pianeta confermato èKepler-406 b: è stato scoperto nel 2014 e confermato il 25 novembre 2015 nell'ambito dellamissione Keplercon ilmetodo del transito.
La scoperta degli esopianeti è resa possibile dametodi di osservazione indirettao da osservazioni altelescopio. A causa dei limiti delle tecniche di osservazione attuali, la maggior parte dei pianeti individuati sonogiganti gassosicomeGiovee, solo in misura minore,pianeti rocciosimassicci del tipoSuper Terra. La frazione di pianeti più piccoli in costante crescita, soprattutto grazie allamissione Kepler, consente già di definire un abbozzo di classificazione esoplanetaria in base alle loro dimensioni.
Gli esopianeti conosciuti appartengono asistemi planetariche orbitano attorno a una stella. Esistono tuttavia numerose osservazioni non confermate di oggetti di massa planetaria non legati a vincoli gravitazionali con alcuna stella (i cosiddettipianeti interstellari): tali corpi celesti non sono definibili come "pianeti" secondo l'attuale definizionedell'Unione Astronomica Internazionale.
L'interesse scientifico sugli esopianeti è cresciuto sempre più a partire dal1992, anno della prima scoperta confermata (PSR B1257+12).
Inizialmente il ritmo delle scoperte è stato molto lento, ma a partire dagli anni 2000 ha conosciuto una vera e propria impennata, passando dai 20 pianeti scoperti nel 2000, ai 189 del 2011, ai quasi 2000 del 2015.
La possibilità di presenza di sistemi planetari attorno a stelle simili al Sole è valutata in modo molto diverso: molti astronomi ritengono che questa sia la norma, mentre altri stimano che solo il 10% delle stelle di tipo solare posseggano un sistema planetario.
Spesso la ricerca di esopianeti coincide con la ricerca di mondi in grado di ospitare una forma divita extraterrestre.Kepler-22 b- ruotante attorno a unanana gialla,Kepler-22, distante approssimativamente 600anni lucedalsistema solare- è stato il primoesopianeta di tipo terrestre(classificato tra le Super Terre) scoperto orbitare nellazona abitabiledel proprio sistema nel 2011; esso avrebbe infatti una temperatura superficiale media di circa 22 °C, il che consente la presenza di acqua allo stato liquido, presupposto per la presenza di vita. Un altro pianeta scoperto da Kepler nel 2015,Kepler-442 b, è stato ritenuto essere il pianeta più simile alla Terra mai individuato.
Sono in costruzione attualmente diversi telescopi e strumenti progettati appositamente per l'individuazione di pianeti extrasolari, tra cui l'Automated Planet Finder,CHEOPSe il telescopio spazialeTESSoperativo da giugno 2018.Anche lemissioni spazialiSIM(inizialmente prevista per il2015ma poi cancellata nel 2010) eTerrestrial Planet Finder(prevista dopo il 2015 e anch'essa cancellata nel 2010), avevano come scopo principale la ricerca di pianeti extrasolari.
Pienamente confermata solo nel1995, l'esistenza di pianeti extrasolari fu per lungo tempo ritenuta più che plausibile tanto che speculazioni scientifiche di questo tipo risalgono almeno all'inizio delXVIII secolo: la prima ipotesi dell'esistenza di questi corpi celesti fu formulata daIsaac Newtonnel1713.
Annunci di presunte scoperte si susseguirono per tutto ilXIX secolo, ma le tecniche di osservazione dell'epoca non erano sufficientemente accurate e tecnologicamente sviluppate per confermarle con sicurezza. Un caso significativo, in tal senso, fu la controversia che riguardò lastella binaria70 Ophiuchi. Nel1855, il capitano W. S. Jacob, dall'osservatorio di MadrasdellaCompagnia delle Indie, misurò anomalie tali, nell'orbita della stella, da fargli ritenere "altamente probabile" che queste fossero dovute alla presenza di un pianeta.Tra il1896e il1899,Thomas J. J. See, astronomo dell'Università di Chicago, e l'Osservatorio Navale degli Stati Unitisostennero che le anomalie erano dovute alla presenza di uncompagno oscurocon unperiodo orbitaledi 36 anni connesso a una delle due stelle delsistema binario.A questa tesi si opposeForest Ray Moultonche, nel 1899, pubblicò proprie analisi secondo le quali un sistema di tre corpi con i parametri orbitali descritti da See sarebbe risultato altamente instabile.
Il primo annuncio in grande stile della scoperta di un pianeta extrasolare risale al1963:Peter van de Kampsostenne di aver scoperto - tramite misurazioni astrometriche protratte per venti anni - un compagno invisibile orbitante attorno allastella di Barnarde con una massa pari a 1,6 volte quella di Giove.Tuttavia, dieci anni più tardi, nel1973,John Hersheydimostrò l'inesistenza del pianeta: l'anomalia misurata da van de Kamp era il prodotto di un errore sistematico nella meccanica del telescopio da lui utilizzato.
Nel1984, si apre un nuovo orizzonte nella scienza dei pianeti extrasolari: viene scoperto un disco circumstellare attorno alla stellaβ Pictoris. A venti anni di distanza da quella scoperta sono note molte centinaia di dischi circumstellari che rappresentano le regioni in cui è in corso la formazione di nuovi pianeti oppure i residui di questo processo.
Pochi anni più tardi, nel1989, viene annunciata da David Latham la scoperta di un
compagno substellare attorno alla stellaHD 114762.Il presunto pianeta (HD 114762 b) ha una massa non inferiore a undici volte quella di Giove, condizioni molto vicine al limite dibruciamentodeldeuterio. Alla data del2006non è ancora chiara la sua natura: potrebbe essere ungigante gassososupermassivo, ma anche - considerato un ipotetico limite superiore di 145masse gioviane- unanana brunao unanana rossa.
Nel1992, gli astronomiAlexander WolszczaneDale Frailannunciano la scoperta di duepianetimolto esoticidi massa non inferiore a 3,4 e 2,8 volte quella terrestree orbitanti rispettivamente a 0,36 e 0,47UAattorno allapulsarPSR B1257+12nellacostellazione della Vergine.La scoperta dei due pianeti proviene dall'analisi dei dati - pubblicata tra il1992e il1994- di una campagna di osservazioni realizzata nel1990dall'osservatorio di Areciboche aveva già condotto i due astronomi a identificare la pulsar sopracitata. Nel1994viene individuato anche un terzo pianeta, di massa pari a due volte laLunae orbitante a 0,19 UA. Si tratta della prima scoperta di un sistema planetario extrasolare.
L'anno successivo, nel1993, Gordon Walker sostiene l'ipotesi che le oscillazioni dellavelocità radialedella stellaAlrai(γ Cephei) potrebbero derivare dalla presenza di un pianeta di massa pari a due volte quella di Giove come effettivamente confermato da osservazioni più accurate condotte nel2002.
Il 5 ottobre1995,Michel MayoreDidier Queloz, dell'Osservatorio di Ginevra, annunciano di avere scoperto il primo pianeta extrasolare di massa paragonabile a quella di Giove attorno alla stella51 Pegasi, simile al Sole. Pochi giorni più tardi, il 12 ottobre, gli americaniGeoff MarcyeRobert Butler- nel condurre una campagna di osservazione simile a quella degli astronomisvizzeri- confermano anch'essi l'esistenza del pianeta, ma affermano anche che le variazioni della velocità radiale non sono imputabili all'attività superficiale della stella, come indicato dai detrattori della scoperta.
Negli anni successivi le scoperte riguardavano per lo piùgiganti gassosiche orbitano attorno alle loro stelle a breve distanza.Questo tipo di pianeti, chiamatigioviani caldi, influiscono notevolmente sullavelocità radialedelle loro stelle etransitanodi frequente davanti a esse, facilitando la loro individuazione, e questo pareva indicare una chiara supremazia quantitativa di tali pianeti rispetto agli altri, a causa dell'effetto di selezione.gli strumenti di ricerca migliorarono, invertendo la tendenza; divenne quindi evidente che la prevalenza dicorpi telluricisimili alla Terra era superiore a quella deipianeti giganti.
Nel 1999 fu scoperto il primo sistema planetario multiplo attorno a una stella disequenza principale,Upsilon Andromedae, e nello stesso anno per la prima volta fu osservato un pianeta transitare davanti alla propria stella madre,HD 209458 b(Osiride). Ilmetodo del transitoera una nuova via già proposta da alcuni anni per scoprire pianeti, ma fu con il lancio ditelescopi spazialidedicati che il numero delle scoperte aumentò considerevolmente, come l'europeoCOROTe lo statunitenseKepler, che lanciato nel 2011 ha analizzato oltre 530 000 stelle, scoprendo 2 662 pianeti, con altri candidati in attesa di conferma,tra i qualiKepler-16, il primopianeta circumbinarioscoperto, che orbita attorno a una coppia di stelle disequenza principale.
A marzo 2022 è stato scoperto il 5000° esopianeta.
I pianeti, in confronto alle stelle, emettono molta meno luce nelcosmo. Per questo motivo, l'individuazione diretta di pianeti extrasolari risulta estremamente difficile: in condizioni normali di visibilità, i pianeti hanno solitamente unaluminositàpari a circa un milione di volte meno di quella di una stella. In aggiunta a questa intrinseca difficoltà di rilevazione, la maggiore luminosità delle stelle, attorno alle quali orbitano i pianeti, causa un bagliore che tende a coprire la luce debolmente riflessa dai corpi celesti del rispettivo sistema.
Per tali ragioni, itelescopiattuali possono fornire solo informazioni indirette sui parametri fisici e orbitali degli esopianeti e la loro presenza può essere rilevata solo in circostanze straordinarie utilizzandotecniche di indagine indirette. Nello specifico, è possibile individuare i pianeti più massivi (considerevolmente più grandi diGiove), sufficientemente distanti dalla propria stella e di recente formazione (così che, essendo più caldi, siano capaci di intense emissioni nellospettro infrarosso).
Al2008, sono stati determinati sei metodi di osservazione indiretta dei pianeti extrasolari. La maggior parte degli esopianeti conosciuti sono stati scoperti con tecniche di questo tipo.
Per il futuro, sono in programma numerosemissioni spazialiche miglioreranno letecniche di individuazione dei pianeti extrasolari. Le misurazioni astronomiche fatte dallo spazio permettono una maggiore sensibilità rispetto a quelle fatte dallasuperficie della Terra: infatti, viene annullato l'effetto distorcente dell'atmosfera terrestre, e gli strumenti agli infrarossi possono individuare anche le radiazioni che vengono bloccate dall'atmosfera. Alcune di queste missioni dovrebbero essere capaci di individuare pianetidi tipo terrestre. Granditelescopi spaziali, infine, potrebbero ottenere immagini dirette degli esopianeti.
Normalmente, da quando furono scoperti i primi pianeti, un pianeta viene nominato come la stella madre, con l'aggiunta di una lettera minuscola. Normalmente il primo pianeta scoperto viene indicato con la lettera "b", e via via a seguire con altre lettere (c, d, ecc.) se vengono scoperti in seguito altri pianeti attorno alla stella. Se vengono invece scoperti contemporaneamente più pianeti attorno a una stella, quello con l'orbita più prossima alla stella riceverà la lettera b, il secondo più vicino la lettera "c", così a seguire per eventuali pianeti più distanti dalla stella.
Se un pianeta orbita attorno a una delle stelle di unsistema binario, riceverà il nome della stella con una lettera maiuscola che indica la componente attorno alla quale orbita il pianeta, quindi la lettera minuscola che identifica il pianeta stesso.
Se si tratta di unpianeta circumbinario, cioè se esso orbita attorno a due o più stelle del sistema, allora vengono aggiunte, prima della minuscola che identifica il pianeta, tutte le maiuscole che identificano le componenti stellari attorno alle quali ruota il corpo planetario.
Nel 2014 l'Unione astronomica internazionaleha avviato un processo per dare nomi propri ai pianeti extrasolari. Il processo è in pratica un concorso dove tramite proposte e votazioni si arriverà ad annunciare, nel 2015, i nuovi nomi di diversi pianeti. Il concorso riguarda una lista di 305 pianeti scoperti entro il 31 dicembre del 2008. Esistono alcuni casi sporadici di nomi dati ad alcuni pianeti extrasolari, come Osiris (HD 209458 b), Bellerophon (51 Pegasi b), e Matusalemme (PSR B1620-26 b).
Molti astronomi si domandano perché molti pianeti extrasolarigiganti gassosidi grandi dimensioni si trovino molto vicini alla loro stella, rispetto a quelli del nostrosistema solare. Per esempio,τ Bootisha un pianeta quattro volte più grande diGiovea meno di un quarto diunità astronomica(UA) di distanza (cioè un quarto della distanza Terra-Sole).HD 114762ha un pianeta undici volte più grande di Giove, a meno di mezza UA. Una possibile risposta è che i metodi di ricerca odierni favoriscano l'individuazione di questo tipo di sistemi: un grande pianeta posto a piccola distanza amplifica le oscillazioni della stella, ed esse sono facilmente individuabili tramite l'effetto Doppler. Un pianeta più piccolo, a distanza più grande, provoca oscillazioni molto più piccole e difficili da vedere.
Un'altra spiegazione è che i pianeti si siano formati a distanze maggiori, per poi muoversi verso l'interno a causa delle reciproche interazioni gravitazionali. Tale modello è stato chiamatomodello dei Giovi saltellanti, nome che rende bene l'idea.
Analisi di alcuni pianeti extrasolari inoltre hanno rivelato la presenza di venti molto veloci sulla superficie con punte di14000km/h. Questi venti mantengono la temperatura di questi pianeti costante su tutta la superficie con escursioni termiche molto ridotte.
Analisi dei processi di fotosintesi terrestri hanno spinto dei ricercatori NASA a ipotizzare che, su alcuni pianeti extrasolari, possano esistere degli organismi in grado di sfruttare parzialmente anche la banda dell'infrarosso per la fotosintesi. Secondo questi ricercatori i futuri telescopi spaziali dovranno tenere conto di questa possibilità durante la fase di costruzione.
Uno studiobasato sui dati di otto anni di osservazioni del telescopioKepleravrebbe evidenziato alcune peculiarità dei sistemi esoplanetari: le dimensioni dei pianeti in un dato sistema non sarebbero casuali; la presenza di un pianeta di dimensioni ragguardevoli favorirebbe la formazione di pianeti con raggi e masse simili piuttosto che altri pianeti di dimensioni estremamente variabili. Inoltre la percentuale dimetallicitàdella stella ospite sarebbe correlata alle dimensioni del raggio planetario mediano di un sistema.
La pietra miliare dei pianeti extrasolari venne posta nel1992dagli astronomi Wolszczan e Frail che pubblicarono sulla rivistaNaturei risultati di una loro osservazione, iniziata due anni prima presso ilradiotelescopio di Arecibo. I due astronomi avevano scoperto la presenza di due pianeti attorno alla pulsarPSR B1257+12: si trattava dei primi pianeti extrasolari individuati con sicurezza, ma la loro rilevanza è legata soprattutto al fatto che orbitavano attorno a unapulsar, una condizione fino a oggi piuttosto rara. La maggior parte degli astronomi, all'epoca della scoperta, si aspettava di scoprire pianeti solo attorno alle stelle appartenenti allasequenza principalee ancor oggi sono solo due le pulsar sicuramente dotate di sistema planetario,PSR B1620-26e PSR B1257+12.
In seguito le scoperte si sono succedute sempre più rapidamente, con l'introduzione di strumentazione più avanzata e precisa e nuovi metodi di rivelazione. Nel novero dei pianeti extrasolari ora sono compresi pianeti che orbitano attorno a nane rosse, stelle di sequenza principale, giganti, residui stellari, o due stelle contemporaneamente, i cosiddettipianeti circumbinari. Si conoscono pianeti con masse da quella diMercurioa svariate volte quella diGiove, fino a porre il quesito di dove si ponga la linea di demarcazione tra pianeti enane brune, mentre i periodi orbitali variano da poche ore a millenni. Tramite le microlenti gravitazionali è stato persino individuato un candidato pianeta nellaGalassia di Andromeda,PA-99-N2 b, ma non potrà mai essere confermato, poiché gli allineamenti che producono il microlensing sono unici e irripetibili.
La caccia al gemello della Terra ha fornito candidati sempre più simili, fino aRoss 128 b,Kepler-438 b,Gliese 3323 beTRAPPIST-1 d, che, con un indice di somiglianza alla Terra (ESI,Earth Similarity Index) rispettivamente dell'86%, 88%, 89% e 90%, a luglio 2018 erano considerati i pianeti più simili al nostro mai scoperti, anche se Kepler-438b, a causa della presenza periodica di forti tempeste stellari e dell'alta dose di radiazione luminosa ricevuta (che potrebbe aver fatto evaporare ogni eventuale oceano), potrebbe non essere abitabile nonostante l'alto ESI.
Il 22 febbraio2017un gruppo di astronomi guidati da Michaël Gillon dello STAR Institute dell’Università di Liegi,Belgio, annuncia attraverso un comunicato dell'agenzia spaziale statunitense (NASA), la scoperta che nell'orbita della stella nana rossa ultra freddaTRAPPIST-1c'è un sistema planetario che comprende sette esopianeti rocciosi, con caratteristiche molto simili al nostro. La scoperta è stata pubblicata sulla rivista scientificaNature.