Individuare un pianeta in un’altra galassia non è un’impresa facile. Poiché la luce di un’altra galassia è racchiusa in una piccola area del cielo, è molto difficile per i telescopi distinguere una stella da un’altra, perciò finora nessun sistema planetario al di fuori della Via Lattea è stato confermato.
La questione cambia quando, per ricercare esopianeti, vengono impiegati i raggi X, invece che la luce visibile. Infatti, un telescopio a raggi X come l’XMM dell’ESA può distinguere più facilmente gli oggetti quando si osserva una galassia. Questi oggetti sono quindi più facili da identificare e studiare e potrebbe essere possibile trovare un pianeta intorno a loro.
Alcuni degli oggetti più luminosi che vengono studiati nelle galassie esterne sono le cosiddette binarie a raggi X. Questi corpi celesti sono costituiti da una struttura molto compatta – una stella di neutroni o un buco nero – che sta mangiando materiale da una stella compagna – o donatrice – che gli orbita attorno. Il materiale in caduta viene accelerato dall’intenso campo gravitazionale della stella di neutroni o buco nero e riscaldato a milioni di gradi, producendo molti raggi X luminosi. Gli astronomi sfruttano questi oggetti per intercettare pianeti in transito, che passano in prossimità a tale sorgente di luce.
«Le binarie a raggi X possono essere luoghi ideali per cercare pianeti perché, sebbene siano un milione di volte più luminosi del nostro Sole, i raggi X provengono da una regione molto piccola. In effetti, la sorgente che abbiamo studiato è più piccola di Giove, quindi un pianeta in transito potrebbe bloccare completamente la luce dalla binaria di raggi X» spiega Rosanne Di Stefano del Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian negli Stati Uniti, e prima autrice di un nuovo studio pubblicato oggi su Nature Astronomy.
Rosanne e colleghi hanno cercato nei dati di Chandra e XMM-Newton di tre galassie tali transiti di raggi X e cali di luce, che potrebbero essere spiegati dai pianeti. Hanno allora individuato un segnale molto speciale nella Galassia Whirlpool (M51). Il calo si è verificato nel binario a raggi X M51-ULS-1 e ha bloccato completamente il segnale per alcune ore, prima che tornasse di nuovo.
Qui il video che mostra un ipotetico pianeta in transito di passaggio in prossimità di una binaria a raggi X: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Could_this_be_a_planet_in_another_galaxy
«In un primo momento, ci siamo assicurati che il segnale non fosse causato da nient’altro» afferma Rosanne, il cui team si oppone a una serie di possibilità nella loro nuova pubblicazione «Lo abbiamo fatto con un’analisi approfondita del calo dei raggi X nei dati di Chandra analizzando altri cali e segnali nei dati XMM e anche modellando i cali causati da altri possibili eventi, incluso un pianeta».
Gli autori del paper spiegano che il calo potrebbe essere spiegato da variazioni di luminosità della sorgente stessa. Infatti, la luce dalla sorgente è completamente scomparsa per alcune ore prima di tornare, mentre la temperatura e i colori della luce sono rimasti gli stessi. Un pianeta in transito potrebbe essere quindi la causa dell’interruzione di emissioni luminose.
«Abbiamo fatto delle simulazioni al computer per vedere se il tuffo ha le caratteristiche di un pianeta in transito e abbiamo scoperto che si adatta perfettamente. Siamo abbastanza fiduciosi che abbiamo trovato il nostro primo pianeta candidato al di fuori della Via Lattea» aggiunge Rosanne.
Il team specula anche sulle caratteristiche del pianeta in base alle loro osservazioni: sarebbe delle dimensioni di Saturno, in orbita attorno al sistema stellare binario da decine di volte la distanza Terra-Sole. Farebbe un’orbita completa all’incirca ogni 70 anni e sarebbe bombardato da quantità estreme di radiazioni, rendendola inabitabile per la vita, come la conosciamo sulla Terra.
Questa lunga orbita del pianeta candidato è però un limite agli studi intrapresi, poiché il suo passaggio in prossimità della fonte luminosa non può ripetersi in tempi brevi. Ecco perché il team è titubante nell’affermare con certezza che sia un nuovo pianeta esterno alla nostra galassia, per evitare di conseguenza immediate smentite da parte di altri laboratori di ricerca.
«Possiamo solo affermare che il fenomeno osservato trova una spiegazione nella presenza di un pianeta in transito» chiarisce Rosanne.
Tuttavia, questo è un entusiasmante passo avanti per la ricerca di pianeti al di fuori della Via Lattea. Quanto è stato osservato dal XMM-Newton per l’ESA potrebbe essere il primo pianeta che orbiterebbe attorno a un sistema ospite noto con una binaria a raggi X. Inoltre, lo studio dei raggi X permetterà di ampliare le ricerche e favorire la scoperta di altri pianeti al di là della Via Lattea.
Per approfondimenti:
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Could_this_be_a_planet_in_another_galaxy
“A possible planet candidate in an external galaxy detected through X-ray transit”, by Rosanne Di Stefano et al. is planned for publication in Nature Astronomy on 25 October 2021.
