La posizione di 47 UMa nella costellazione dell’Orsa Maggiore (fonte: Tomruen – Own work, CC BY-SA 4.0)
I ben noti astronomi Paul Butler (ricercatore presso la Carnegie Institution di Washington) e Geoffrey Marcy (Professore all’Università della California a Berkeley), coadiuvati da D.A. Fischer, G.P. Laughlin e S.S. Vogt, hanno scoperto un pianeta orbitante attorno alla stella 47 UMa, nella costellazione dell’Orsa Maggiore, ed il lavoro che annuncia questa scoperta è stato accettato per la pubblicazione sull’Astrophysical Journal.
Fin qui niente di nuovo: Butler e Marcy hanno all’attivo la scoperta di decine di pianeti extrasolari tra gli oltre 70 scoperti finora, ma la vera novità sta nel fatto che questo è il secondo pianeta orbitante su un’orbita circolare intorno alla stella 47 UMa. Il primo pianeta [47 UMa b], scoperto nel 1996 (ApJ, 464, 153-156; 1996), ha una massa 2.5 volte maggiore del gigante del nostro Sistema Solare e, in rapporto a questo, ruota qualche frazione di UA più vicino alla sua stella di quanto non faccia la nostra cintura degli asteroidi. Il secondo pianeta (47 UMa c), avente massa minore, ruota anch’esso su un’orbita circolare, ma ad una distanza dalla stella, per avere un riferimento nel nostro Sistema Solare, di qualche frazione di UA maggiore della cintura degli asteroidi.
Le velocità doppler per 47 UMa. Le curve, relative a 47 UMa b e 47 UMa c, rappresentano l’interpolazione di un’orbita kepleriana a bassa eccentricità con periodo (e relativa massa) rispettivamente di 1090 giorni circa (2,54 volte la massa di Giove) e 2595 giorni circa (0,76 volte la massa di Giove).
Il nuovo pianeta, con una massa pari a 3/4 quella di Giove, è stato scoperto su un’orbita circolare con periodo di 7.1
anni attorno alla stella 47 UMa, una stella di tipo GO V (molto simile al nostro Sole) distante 51 anni luce dalla Terra.
I pianeti extrasolari scoperti finora si possono catalogare idealmente in due grandi gruppi: il primo comprende pianeti con masse inferiori ad 1/3 di quella di Giove e orbitanti attorno alla propria stella il meno di tre giorni su un’orbita avente raggio di diversi milioni di km, mentre il secondo gruppo potrebbe comprendere pianeti con massa diverse volte maggiore di quella di Giove, orbitanti molto lontano dalla stella e su orbite molto eccentriche.
Questi dati causavano agli astronomi non pochi grattacapi visto che tendono a dimostrare che il nostro Sistema Solare è
una delle pochissime (se non l’unica) eccezioni nella Galassia.
Per la scoperta è stato necessario raccogliere oltre 13 anni di misure (per il primo pianeta scoperto ci sono volute 34
misure prese in 8.7 anni), da quando, cioè, nel 1996 47 UMa è stata scelta dai due astronomi tra gli oltre 100 oggetti da studiare per indagare la presenza di un sistema planetario; misure ripetute nel corso di questi anni banno permesso una migliore valutazione dello spostamento Doppler e, ad oggi, è possibile delineare un quadro del sistema 47 UMa che comprende un pianeta più interno che orbita attorno alla stella in 2.99 anni ed ha una massa 2.5 volte maggiore di quella di Giove, ed uno più esterno che compie una rivoluzione in 7.1 anni ed ha una massa che è 3/4 quella di Giove. E’ interessante notare che, come nel nostro Sistema Solare, il pianeta più grande sia quello più interno, e che il rapporto tra le masse dei due pianeti di 47 UMa è 3.3, cioè proprio quello che c’è. tra Giove e Saturno. Le analogie si fermano però qui: le distanze tra il pianeta più interno e quello più esterno (1.64 UA) e tra questi e la stella madre (2.09 e 3.73, rispettivamente), sono però molto diverse da quelle che si riscontrano nel sistema della stella Sole (4.35 UA; 5.203 e 9.555 UA).
Tutti i pianeti extrasolari finora catalogati sono stati scoperti analizzando lo spostamento Doppler delle linee spettrali della stella causato dalla forza gravitazionale esercitata su quest’ultima dai pianeti che le orbitano attorno. Ora, mediante l’ausilio di strumenti con sensibilità molto maggiore di quelli della precedente generazione, è possibile cercare con profitto pianeti con periodo orbitale più elevato, in grado, cioè, di provocare, con la loro minore attrazione gravitazionale (inversamente proporzionale al quadrato della distanza), uno spostamento Doppler delle righe spettrali delle stelle-madri molto minore. Tanto per fornire un termine di paragone, lo spostamento delle righe provocato da questo nuovo pianeta sulla stella 47 UMa è minore di quello provocato da Giove sul nostro Sole!
Il lavoro è stato svolto al Lick Observatory dell’Università della California utilizzando uno specchio di 3 metri ed uno di 0.6 metri equipaggiati al fuoco di uno spettrografo in grado di compiere misurazioni ad elevata risoluzione. Tale spettrografo è in grado di misurare spostamenti Doppler con una precisione che arriva fino a 3 metri al secondo (si pensi che Giove causa al Sole uno spostamento Doppler delle righe spettrali di 12.5 metri al secondo).
(Piter Cardone – Pubblicato su “AstroEmagazine” n. 19, Settembre 2001, pagg. 10-11)
