Nel gennaio 1992, due oggetti cosmici hanno cambiato per sempre la nostra galassia. Per la prima volta, abbiamo avuto prove concrete di pianeti extrasolari, o esopianeti, in orbita attorno a una stella aliena: due mondi rocciosi, che girano attorno a una stella a 2.300 anni luce di distanza.
Ora, poco più di 30 anni dopo, quel numero è esploso. Il 21 marzo si è raggiunti il traguardo estremamente significativo di oltre 5.000 esopianeti confermati. Per essere precisi, 5.005 esopianeti sono ora documentati nell'archivio degli esopianeti della NASA, ognuno con le sue caratteristiche uniche. Ognuno di questi esopianeti è apparso in una ricerca peer-reviewed ed è stato osservato utilizzando più tecniche di rilevamento o metodi di analisi.
Nuovi strumenti stanno osservando questi mondi, come il James Webb Space Telescope lanciato di recente e l'imminente Nancy Grace Roman Space Telescope. I primi due mondi mai confermati, scoperti dagli astronomi Alexander Wolszczan e Dale Frail, erano esopianeti 4,3 e 3,9 volte la massa della Terra, che giravano attorno a una stella morta nota come pulsar millisecondo, che invia "battiti" o impulsi di onde radio su scale temporali di millisecondi. Un terzo esopianeta, molto più piccolo a 0,02 volte la massa della Terra, è stato scoperto in orbita attorno alla stella, da allora chiamato Lich, nel 1994. Gli esopianeti furono chiamati rispettivamente Poltergeist, Phobetor e Draugr.
La scoperta suggeriva che la galassia doveva brulicare di cose. Le pulsar sono un tipo di stella di neutroni: i nuclei morti di stelle massicce che hanno espulso la maggior parte della loro massa, poi sono collassati sotto la loro stessa gravità. Il loro processo di formazione è piuttosto estremo, spesso coinvolgendo esplosioni colossali. "Se riesci a trovare pianeti intorno a una stella di neutroni, i pianeti devono essere praticamente ovunque", ha spiegato Wolszczan.
Ma c'era un problema. La tecnica utilizzata per identificare questi esopianeti si basava sulla temporizzazione molto regolare degli impulsi della stella, che sono alterati dall'influenza gravitazionale dei corpi orbitanti. Ahimè, questa tecnica è limitata alle pulsar; non è adatto per le stelle di sequenza principale che non hanno pulsazioni regolari al millisecondo.
Tuttavia, quando l'astronomo William Borucki della NASA ha aperto la strada al metodo del transito, che osserva deboli e regolari cali nella luce stellare mentre un esopianeta passa tra noi e la stella ospite, la scienza degli esopianeti è esplosa. Il telescopio spaziale Kepler, lanciato nel 2009, ha contribuito con oltre 3.000 esopianeti confermati alla lista, con altri 3.000 candidati in attesa dietro le quinte.
Oltre al metodo del transito, gli astronomi possono studiare l'effetto gravitazionale che gli esopianeti esercitano sulle loro stelle ospiti. Mentre gli oggetti orbitano attorno a un reciproco centro di gravità, una stella sembra "oscillare" leggermente sul posto, alterando le lunghezze d'onda della sua luce.
Inoltre, se si conosce la massa della stella, si può studiare quanto oscilla per dedurre la massa dell'esopianeta; e, se si conosce quanto è intrinsecamente luminosa una stella, si può dedurre le dimensioni dell'esopianeta. In questo modo gli scienziati hanno potuto appurare che ci sono esopianeti là fuori nell'Universo molto, molto diversi da quelli che abbiamo nel nostro sistema solare.
I gioviani caldi sono enormi giganti gassosi su orbite incredibilmente vicine attorno alle loro stelle, la vicinanza si traduce in temperature degli esopianeti che possono essere anche più calde di alcune stelle. I mini Nettuno hanno le dimensioni e il regime di massa compreso tra la Terra e Nettuno e potrebbero potenzialmente essere abitabili. Ci sono anche super Terre, che sono rocciose come la Terra, ma fino a poche volte la sua massa.
Poiché studiare direttamente gli esopianeti è molto difficile, sono piccoli, molto deboli, molto lontani e spesso molto vicini a una stella luminosa la cui luce soffoca tutto ciò che l'esopianeta potrebbe riflettere, c'è ancora molto che non sappiamo. Ci sono anche molti mondi oltre le nostre attuali soglie di rilevamento.
Ma negli anni a venire, quelle soglie si ritireranno contro il progresso della tecnologia e delle nuove tecniche di analisi, e potremmo trovare una varietà di mondi oltre i nostri sogni più stravaganti. Forse troveremo anche tracce di vita al di fuori del Sistema Solare. "Provo una vera sensazione di soddisfazione e di timore reverenziale per quello che c'è là fuori", ha spiegato Borucki. "Nessuno di noi si aspettava questa enorme varietà di sistemi planetari e stelle. È semplicemente fantastico".