Il software open source Pandora permette di simulare la presenza di lune attorno agli esopianeti
Negli ultimi anni l’analisi dei dati ottenuti per le migliaia di esopianeti scoperti, ha permesso di individuare potenzialmente solo due satelliti che orbiterebbero attorno ai pianeti Kepler-1625b e Kepler-1708b. Anche per l’individuazione dei satelliti i ricercatori hanno utilizzato il metodo dei transitiIl transito di un pianeta orbitante davanti alla sua stella, causa una diminuzione della luce proveniente dall’astro; per la natura dell’orbita stabile del pianeta questa variazione è periodica e con uguale ampiezza nel tempo., anche se in questo caso il calo di luminosità è difficile da distinguere da altri possibili effetti che si sovrappongono, influenzando quindi il calo di luminosità della stella attribuibile al transito planetario.
Un nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy dal titolo “Large exomoons unlikely around Kepler-1625 b and Kepler-1708 b” pone limiti stringenti alla presenza di questi satelliti attorno ai due esopianeti e presenta i risultati ottenuti mediante un nuovo software open source, chiamato Pandora, utilizzabile da ricercatori od anche da “curiosi” per simulare i cali di luminosità, mostrando i risultati in un suggestivo video del transito del pianeta e dell’eventuale satellite davanti alla stella.
Anche se nel Sistema Solare sono stati individuati oltre 200 lune in orbita attorno a vari pianeti, alcune mediante osservazioni telescopiche ed altre mediante rilevamenti effettuati dalle sonde spaziali, individuare le esolune è molto difficile per gli strumenti attuali e le tecnologie osservative indirette: a tutt’oggi infatti non sono state ancora rilevate immagini dirette di un esopianeta e neppure di un suo eventuale satellite.
Nella immagine successiva sono mostrate alcune delle cause che alterano la curva di luce del transito e devono quindi essere considerate in aggiunta al modello ideale stella+pianeta. L’attività stellare causa fluttuazioni della luminosità dell’astro, modulandola nel corso del tempo, come succede al nostro Sole con il suo ciclo di attività lungo circa 11 anni; la strumentazione utilizzata definisce la forma finale del dato visto dall’osservatore ed inoltre ci sono da considerare ulteriori cause di “rumore” che contribuiscono al segnale misurato dagli astronomi.
Ricavando un modello fotodinamico da simulazioni di milioni di curve di luce dei transiti stellari ottenute per tutti i possibili parametri, ossia dimensioni, distanze mutue ed orientazioni orbitali per i pianeti e le loro possibili lune, i ricercatori Heller e Hippke del Max Planck Institute hanno effettuato un confronto, mediante Pandora, con i dati sperimentali dei transiti, valutandone il grado di corrispondenza statistico.
Come risultato di questa nuova analisi, Pandora ha essenzialmente “cancellato dai cieli” le due lune di Kepler-1625b e Kepler-1708b, un pò come la “Morte Nera” di Guerre Stellari…
In termini più scientifici, la presenza della esoluna di Kepler-1625b è stata attribuita alla scarsa profondità nella curva di luce del transito: si tratterebbe quindi di un artefatto attribuito all’oscuramento del bordo stellareViene indicato con questo nome la diminuzione dell’intensità luminosa proveniente dalla stella in prossimità del perimetro del suo disco visibile. È osservabile sul Sole ed anche sui pianeti del Sistema Solare aventi atmosfera. La causa del fenomeno è l’osservazione, allontanandosi dal centro del corpo osservato, di strati atmosferici più alti ed aventi temperatura e densità inferiori rispetto agli strati più bassi. inizialmente non considerato. Anche per il presunto satellite orbitante attorno a Kepler-1708, il software fornisce una valutazione statistica molto più bassa di quanto calcolato in precedenza: l’evidenza visiva nella curva di luce dei presunti transiti in questo caso sarebbe alterata dall’attività stellare, ossia la presenza di zone della superfice meno luminose, analoghe alle macchie presenti sul nostro Sole.
Per chi fosse curioso di vedere il funzionamento di Pandora, il software open source, scritto mediante il linguaggio Python, è disponibile qui, unitamente alla documentazione descrittiva; attenzione, non stiamo parlando di un videogame… ma di un simulatore di una realtà fisica la cui complessità è descritta da numerosi parametri, riguardanti sia l’aspetti della fisica classica che descrivono la dinamica orbitale del sistema stella+pianeta+luna, sia quelli astrofisici che caratterizzano la stella, quali la sua eventuale attività e l’oscuramento al bordo.
Quindi, abbiamo aperto questo “Vaso di Pandora” astronomico e metaforicamente le esolune sono fuggite… Comunque, anche se prima ho paragonato Pandora alla Morte Nera, con l’aiuto di questo software, della nostra fantasia e di una indispensabile competenza, possiamo anche creare nuovi mondi, come quello che vediamo nel video precedente: una piccola ombra, che accompagna quella più grande del suo pianeta, mentre insieme orbitano attorno alla loro stella.
Forse, da qualche parte in questo immane Universo in cui viviamo, una delle tante lune che possiamo immaginare con Pandora esiste davvero ed attende di essere scoperta.