Gaianews

Il telescopio Kepler “intercetta” informazioni sugli effetti della gravità sulla luce

"Kepler riuscirebbe a veder diminuire la luce di una lampadina perché una mosca ci è passata davanti a circa 5.000 km di distanza"

Scritto da Annalisa Arci il 06.04.2013

Il telescopio spaziale Kepler fu progettato e pensato per dare la caccia a pianeti extrasolari, captare qualsiasi interferenza più o meno periodica che possa indicare il transito di un pianeta osservando la luce di oltre 100.000 stelle. Queste sua particolari abilità aprono le porte a indagini e scoperte inaspettate.

Grazie all’osservazione degli effetti di una stella morta che, grazie alla gravità, piega la luce della sua compagna orbitale ancora viva, è possibile studiare gli effetti della Relatività generale di Albert Einstein. Le scoperte sono tra le primissime osservazioni di questo effetto in una stella binaria e saranno una riprova molto complessa degli effetti gravitazionali. Cosa sono queste stelle morte?

Stella doppia

“La tecnica usata da Kepler per vedere questi dettagli è equivalente al riuscire a veder diminuire la luce di una lampadina, perché una mosca ci è passata davanti, a circa 5.000 km di distanza” ha spiegato Avi Shporer, co-autore della ricerca. Phil Muirhead e colleghi usano regolarmente i dati pubblici rilasciati dal team di Kepler per fare ricerche sui pianeti osservati intorno a stelle piccole come le nane rosse, conosciute anche come nane M. Queste stelle sono molto più fredde e rosse del nostro Sole che, tecnicamente, è una stella gialla; quando il team di ricercatori ha osservato per la prima volta i dati di Kepler per il target KOI-256, credevano di essere in errore e che stavano osservando un gigantesco pianeta gassoso che eclissava la nana rossa.Nane bianche. Una nana bianca è il nucleo che rimane dopo la morte di una stella di dimensioni ragguardevoli – si pensi al Sole. Resta bloccata in orbita intorno alla sua partner, una piccola nana rossa. Fisicamente la nana bianca è più piccola in diametro rispetto alla nana rossa, ma è di gran lunga più massiccia. “Questa nana bianca è grande più o meno quanto la Terra, ma ha la massa del Sole!” ha spiegato Phil Muirhead, del Caltech, autore principale della scoperta pubblicata sull’Astrophysical Journal. “E’ così massiccia che la nana rossa, anche se più grande in dimensione, sta orbitando intorno a questa piccola nana bianca”.

“Abbiamo visto quelli che sembravano essere grandi diminuzioni nella luce della stella e sospettavamo fosse colpa di un pianeta gigante, grande più o meno quanto Giove, che ci passava davanti”, ha spiegato Phil  Muirhead. Per imparare qualcosa di più su questo sistema stellare, il gruppo di ricerca guidato da Phil Muirhead si è rivolto al Palomar Observatory e al suo Hale Telescope. Usando una particolare tecnica chiamata velocità radiale, hanno scoperto che la nana rossa si stava muovendo come una trottola. Questo movimento era fin troppo grande per essere causato dalla gravità di un pianeta. Fu allora che il team capì che quello che avevano davanti era una massiccia stella nana bianca che passa dietro alla nana rossa, piuttosto che un gigante gassoso che ci passa davanti.

Gli effetti della Relatività Generale su sistemi stellari remoti. Il team ha incorporato nei suoi studi anche alcune misurazioni nell’ultravioletto della stella binaria KOI-256, fatte con il telescopio spaziale GALEX, della NASA in origine ma ora gestito dal Caltech. Le osservazioni sono parte di un vasto programma che serve per monitorare con attenzione l’attività ultravioletta di tutte le stelle del campo di vista di Kepler, per avere dati in più alla ricerca di potenziali pianeti abitabili in questi sistemi. I dati hanno svelato che la nana rossa è molto attiva, e questo è consistente con l’idea di un’orbita intorno ad una più massiccia nana bianca.

Quando la nana bianca passa davanti alla sua gemella, la sua gravità fa piegare la luce stellare. “Soltanto Kepler era in grado di rilevare questo piccolissimo, piccolissimo effetto”, ha spiegato Doug Hudgins, scienziato del programma Kepler, per la NASA. “Con questo risultato stiamo osservando gli effetti diretti della relatività generale di Einstein in un sistema stellare lontanissimo”.

Una delle conseguenze previste dalla Relatività Generale è che la gravità possa piegare la traiettoria della luce. Gli astronomi osservano regolarmente questo fenomeno che viene chiamato lente gravitazionale. Per esempio, la luce di una distante galassia può essere piegata da gruppi di galassie nel mezzo, e questo può aiutarci ad osservare dettagli di galassie molto più lontane (antimateria ed energia/materia oscura comprese).

Lo stesso effetto è anche stato usato per la ricerca di pianeti e per la caccia di pianeti orfani che vagano per lo spazio. Nel nuovo studio del team di Kepler, gli scienziati hanno usato questo effetto per determinare la massa della nana bianca. Combinando queste informazioni con tutti i dati che avevano acquisito in precedenza, gli scienziati sono riusciti a misurare con precisione la massa della nana rossa e la dimensione fisica di entrambe le stelle. I dati di Kepler e di Einstein insieme hanno permesso di capire meglio come si evolvono le stelle, come il ciclo vitale delle coppie di stelle binarie.

© RIPRODUZIONE RISERVATA