Illustrazione artistica del più telescopio del Canada. Credito immagine: MOST. Clicca per ingrandire.
Il primo telescopio spaziale canadese, MOST, cerca minime variazioni nella luminosità delle stelle vicine. Come spiega Jaymie Matthews, dell'Università della British Columbia, in questo discorso tenuto a un recente simposio sui pianeti extrasolari, MOST può fornire agli scienziati una prospettiva unica su come i mondi distanti interagiscono con le stelle che li ospitano.
Vorrei descrivere un nuovo potente piccolo strumento nello spazio chiamato MOST, che sta per Microvariability and Oscillations of Stars (e poiché è canadese, sta anche per Microvariabilit? et Oscillations Stellaire). MOST è il primo telescopio spaziale canadese. È letteralmente una valigia nello spazio: 60 per 60 per 30 centimetri (24 per 24 per 12 pollici), 54 chili, circa 124 libbre. Peso più del satellite MOST; Penso di essere l'unico scienziato di missione che supera in massa il suo satellite spaziale. E puoi controllarlo sull'aereo; possono perderlo per te.
MOST è stato effettivamente progettato per fare sismologia delle stelle, per sondare gli interni e le storie delle stelle. Questo è rilevante per la ricerca degli esopianeti, perché più sappiamo delle stelle madri, più sappiamo dei loro sistemi planetari. Ma ci siamo resi conto, una volta che MOST era in corso, che avremmo potuto effettivamente fare altre cose interessanti nel campo degli esopianeti. Una delle cose che MOST può fare e che nessun altro può fare al momento è fissare le stelle per un massimo di 2 mesi alla volta, mettendo le stelle su un picchettamento, per rilevare variazioni nella luminosità delle stelle o nella luminosità dei pianeti orbitando quelle stelle, fino a un livello di 1 parte per milione, 1 decimillesimo di percento.
Giusto per sottolinearti quanto sia piccolo, se dovessi andare a New York City e guardare l'Empire State Building di notte, tutte le luci erano accese, tutte le persiane degli uffici erano aperte e volevi fare l'Empire State Costruendo più scuro di 1 parte per milione, abbasseresti una tonalità di 3 centimetri, di poco più di un pollice. Questo è il livello di segnale che stiamo cercando nelle stelle. E non c'è nessun altro strumento sulla Terra o nello spazio in questo momento che sia in grado di farlo. E dovrei sottolineare che l'intera missione ha un budget end-to-end di $ 10 milioni canadesi, o $ 7 milioni USA. Quindi siamo il Wal-Mart dei telescopi spaziali.
MOST ha un punto di osservazione unico nello spazio. Ha un'orbita molto diversa dal telescopio spaziale Hubble o da Spitzer, un'orbita da polo a polo. Comunichiamo con esso con la nostra piccola rete di stazioni terrestri personalizzate a Toronto, Vancouver e Vienna, e siamo entrati in quell'orbita sulla cima di un ex missile balistico intercontinentale sovietico. Un'arma di distruzione di massa onesta. Quindi non solo abbiamo messo su uno strumento scientifico, ma abbiamo anche distrutto un'arma di distruzione di massa. MOST è stato lanciato dalla Russia settentrionale il 30 giugno 2003, quindi ci stiamo avvicinando al nostro secondo anniversario nello spazio.
Essere in grado di fornire a una stella quel tipo di copertura intensa a lungo termine è davvero importante per gli astronomi per capire cosa sta succedendo nei sistemi che hanno esopianeti. Per fare un'analogia, stiamo cercando di leggere i messaggi che le stelle e gli esopianeti ci stanno dicendo, ma da terra, otteniamo solo una parte di quel messaggio. Se hai una rete di telescopi a terra, distribuita in una longitudine, puoi iniziare a colmare alcune lacune, puoi iniziare a riconoscere alcune cose che sembrano parole. Se hai alcune teorie e aspettative in anticipo, potresti essere in grado di dedurre un po' della storia, ma potresti benissimo ottenere la storia completamente sbagliata se hai fatto le ipotesi sbagliate. Avere questo tipo di copertura continua di una stella ci consente di vedere davvero cosa stanno facendo le stelle e, nel caso dei sistemi di esopianeti, cosa stanno facendo gli esopianeti intorno a loro.
MOST è principalmente destinato a studiare variazioni molto piccole nella luce emessa dalle stelle. Stiamo cercando di contestualizzare il nostro Sole guardando altre stelle simili al sole, guardando alcuni degli anziani della nostra città galattica, cercando di porre dei limiti all'età dell'universo. Ma il punto più importante per noi oggi è il fatto che MOST si occupa anche di scienza degli esopianeti. Quello che stiamo cercando è la luce riflessa, lo stesso tipo di lunghezze d'onda che vedi con i tuoi occhi, da pianeti giganti vicini che sono diventati noti come Giove caldi.
Non siamo un cacciatore di esopianeti. Siamo un telescopio troppo piccolo per avere una possibilità statistica di trovare nuovi pianeti. Dovremmo essere molto fortunati. Ma noi siamo un esploratore di esopianeti. Ci avvaliamo del lavoro dei Drs. Mayor e Brown, e Geoff Marcy, e altri gruppi, che trovano i pianeti con i loro rilievi Doppler, e poi possiamo entrare e dare un'occhiata più da vicino. Abbiamo già esaminato 3 sistemi di esopianeti conosciuti, Tau Bootis, HD 209458 – i numeri dell'elenco telefonico che gli astronomi amano per le stelle – e 51 Pegasi, il primissimo esopianeta intorno a una stella normale, che il dottor Mayor e il suo collega, Didier Queloz , scoperto 10 anni fa.
Quando abbiamo esaminato Tau Bootis, in una prova l'anno scorso, per 11 giorni, ininterrottamente, abbiamo visto un segnale che corrispondeva molto da vicino al periodo orbitale del pianeta. Ma era troppo grande per essere associato al pianeta. È circa lo 0,25%, e questo è quasi certamente originato dalla stella stessa. Tau Bootis, la stella, è molto più attiva e variabile di quanto immaginassimo. E ora siamo stati in grado di combinare i dati Doppler con i dati di MOST e la fotopolimerizzazione si allinea, magnificamente. La luminosità della stella varia esattamente con lo stesso periodo del pianeta che le orbita attorno.
Siamo abituati ai corpi che si bloccano l'uno con l'altro in ordine di marea attraverso la loro influenza gravitazionale se sono abbastanza vicini. La Terra ha bloccato la Luna in un periodo di rotazione correlato alla sua orbita, quindi la Luna mantiene sempre la stessa faccia per noi. Siamo convinti che questi pianeti extrasolari vicini alle loro stelle madri siano in rotazione sincrona, in modo da mantenere sempre una faccia alla stella. Ma è quasi controintuitivo, come la coda che scodinzola il cane, che un pianeta dovrebbe essere in grado di bloccare la stella in ordine di marea. Ora, in questo caso, probabilmente non sta bloccando l'intera stella, ma piuttosto il suo involucro esterno, ma potrebbe esserci una specie di complesso di macchie, come una super-macchia solare, sulla superficie di Tau Bootis, che è stata in qualche modo innescata da l'influenza del pianeta, Tau Bootis b, e lo segue nella sua orbita. Questo era sospettato da alcuni dati a terra, ma MOST è stato in grado di confermare che queste cose sono in perfetto equilibrio.
La buona notizia è che stiamo imparando molto sulla stella che non conoscevamo prima, e forse sulle interazioni tra il pianeta e la stella. Forse i loro campi magnetici interagiscono. Di solito le stelle in rapida rotazione sono giovani, ma in realtà non sappiamo nulla sull'età di Tau Bootis se non informazioni basate sulla sua velocità di rotazione e sulla sua attività. È difficile per noi dire: è veramente giovane, o forse è una stella più vecchia, e quando il pianeta è migrato nella stella è stato girato e ringiovanito, come se fosse una seconda infanzia. La cattiva notizia è che questa attività stellare renderà difficile vedere la luce riflessa dal pianeta, anche se non ci arrenderemo e continueremo a osservare Tau Bootis.
Fonte originale: Astrobiologia della NASA