Come si fa a trovare nuovi mondi? I metodi che si possono usare sono sette, vediamoli.
-
Spettroscopia Doppler. Sfrutta la misurazione della velocità radiale attraverso l'esame Doppler nello spettro di una stella attorno alla quale orbita un pianeta. Con questa tecnica gli astronomi cercano piccoli cambiamenti nella velocità radiale di una stella. Per questo è conosciuto anche come velocità radiale. Tracciando le modifiche nel corso del tempo gli scienziati possono calcolare la massa minima di un pianeta. Molti esopianeti sono stati scoperti con questo metodo e con strumenti terrestri come lo spettrografo HARPS, sul telescopio dello European Southern Observatory che si trova all'Osservatorio La Silla in Cile, e lo spettrografo HIRES presente all'Osservatorio Keck alle Hawaii.
- Transito. Un altro modo per identificare un pianeta extrasolare è quello di osservare la luminosità di una stella madre: se si oscura per un breve periodo di tempo potrebbe essere il segnale di un transito, ossia di un pianeta che passa davanti alla stella stessa. Il telescopio spaziale Kepler della NASA ha utilizzato questo metodo per avvistare più di 2.700 potenziali pianeti dal suo lancio (marzo 2009). Gli astronomi cercano anche variazioni nei tempi di transito di un particolare pianeta, perché potrebbero indicare la presenza di altri pianeti in orbita intorno alla stessa stella. Si tratta del secondo metodo di scoperta che si è rivelato più utile.
- Microlente gravitazionale: con questo metodo gli astronomi riescono a vedere stelle lontane quando il campo gravitazionale di un pianeta si somma a quello della sua stella, e agisce come una lente d'ingrandimento per ampliare la luce di una stella lontana. Non è un metodo particolarmente gettonato per individuare pianeti extrasolari perché richiede un allineamento dell'osservatore, della stella, del pianeta che vi orbita attorno e della stella lontana da individuare. Viene usato spesso per individuare i pianeti che si muovono nello Spazio profondo senza orbitare attorno a una stella madre.
- Rilevamento diretto. È auto esplicativo: grazie all'impiego di potenti telescopi si riescono ad avere immagini reali di mondi lontani, con strumenti che servono a bloccare la maggior parte del bagliore delle loro stelle madri. Esempi d'impiego di questo metodo sono il telescopio spaziale Hubble Space Telescope della NASA, il Keck delle Hawaii, il Very Large Array dello European Southern Observatory in Cile e molti altri.
-
Variazioni degli intervalli di emissioni di una Pulsar. È un metodo specifico che si usa per individuare pianeti che orbitano attorno alle pulsar, minuscoli resti di stelle super dense che emettono onde radio a intervalli regolari mentre ruotano. Anomalie nella tempistica di questi impulsi radio possono rivelare la presenza di pianeti orbitanti. I primi mondi scoperti al di là del nostro Sistema Solare sono stati trovati utilizzando proprio questo metodo nel 1992.
- Sfruttamento della Relatività Speciale. Con questa nuova tecnica (2013) gli astronomi rilevano tre minimi effetti che si verificano contemporaneamente durante il normale percorso orbitale del pianeta. Il primo è l'effetto "raggiante" di Einstein, cioè l'accrescimento della magnitudine di una stella quando si muove verso di noi e la sua diminuzione quando si allontana. La maggiore magnitudine è dovuta all'accumulo in energia dei fotoni, e la luce si focalizza in direzione del moto della stella a causa degli effetti relativistici. Il secondo metodo è la ricerca dell'effetto stretching, per il quale la forza gravitazionale del pianeta dà alla stella una forma leggermente allungata, che appare più luminosa guardandola di lato a causa della maggiore superficie esposta. Il terzo sottile indizio è la luce della stella riflessa dal pianeta. Con questa tecnica è stato scoperto Kepler-76b (noto anche come "pianeta di Einstein"), e la scoperta è poi stata confermata mediante le misure della velocità radiale.
- Astrometria. Consiste nel tracciamento ultra preciso dei movimenti di una stella nel cielo per individuare minime oscillazioni periodiche che indicano la presenza di pianeti orbitanti. (È simile in linea di principio al metodo della velocità radiale, ma non misura gli spostamenti Doppler nella luce di una stella).
Gli scienziati hanno usato questa tecnica per decenni nella ricerca di pianeti, ma hanno ottenuto successi limitati e discutibili. Secondo i ricercatori tuttavia la missione Gaia dell'Agenzia Spaziale Europea sfruttandola sarà capace di vedere decine di migliaia di pianeti extrasolari.
Leggi anche: Parte Gaia, il voyeur spaziale da 1000 megapixel che vede tutto
Secondo la NASA finora ci siamo limitati a esplorare la porzione di Spazio relativa alle stelle più vicine. Le cose però cambieranno presto, perché sfruttando le tecnologie che saranno disponibili nel prossimo decennio gli scienziati saranno in grado di esplorare stelle che si trovano all'interno di circa 20 parsec (60 anni luce) dal Sole.
Naturalmente quello che tutti cercano è un pianeta abitabile, che supporti cioè forme di vita così siamo abituati a concepirle. Nello Spazio ci sono probabilmente pianeti simili alla Terra, il problema è che gli astronomi devono trovarne uno abbastanza vicino alla sua stella da avere acqua allo stato liquido, ma non così vicino da essere insopportabilmente caldo.