Il segnale arriva da Beta Pictoris b, un gigantesco mondo gassoso a circa 64 anni luce dalla Terra. Non sono messaggi alieni: le onde radio sarebbero prodotte dalle aurore generate dal potentissimo campo magnetico del pianeta
Per la prima volta gli astronomi sarebbero riusciti a individuare onde radio provenienti direttamente da un pianeta situato al di fuori del Sistema solare. Il protagonista della scoperta è Beta Pictoris b, un enorme pianeta gassoso che orbita attorno alla giovane stella Beta Pictoris, a circa 64 anni luce dalla Terra.
La rilevazione potrebbe aprire una nuova strada nello studio degli esopianeti: attraverso le onde radio gli astronomi possono infatti ottenere informazioni sui loro campi magnetici, una caratteristica finora estremamente difficile da misurare direttamente.
Lo studio, guidato da Kevin N. Ortiz Ceballos del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian insieme a Edo Berger e Yvette Cendes, è stato pubblicato come preprint sulla piattaforma arXiv. I ricercatori riferiscono di aver osservato emissioni radio rapide, ricorrenti e fortemente polarizzate provenienti dalla posizione di Beta Pictoris b.
Un gigante molto diverso dalla Terra
Beta Pictoris b è uno degli esopianeti più studiati dagli astronomi. È un gigante gassoso con una massa pari a diverse volte quella di Giove e si trova a una distanza dalla propria stella paragonabile, come ordine di grandezza, a quella che separa Saturno dal Sole. Le stime riportate nel catalogo NASA indicano un’orbita di circa 10 unità astronomiche e un periodo orbitale di quasi 24 anni.
Il sistema di Beta Pictoris è inoltre estremamente giovane rispetto al nostro: la stella è circondata da un vasto disco di detriti, formato da polveri e materiale residuo dei processi di formazione planetaria. Proprio questa giovane età rende il sistema una sorta di laboratorio naturale per comprendere come nascano ed evolvano i pianeti giganti. Per effettuare le osservazioni, gli astronomi hanno utilizzato MeerKAT, il grande radiotelescopio situato in Sudafrica.
Il problema principale non era soltanto rilevare il segnale, ma capire da dove arrivasse esattamente. In passato erano già state osservate emissioni radio associate a sistemi contenenti esopianeti, ma era difficile stabilire se provenissero dal pianeta oppure dalla sua stella.
Questa volta i ricercatori hanno confrontato le immagini radio con la posizione di quasar molto lontani, utilizzati come punti di riferimento estremamente precisi nel cielo. In questo modo hanno potuto seguire separatamente lo spostamento apparente della stella e quello del pianeta. Il risultato è stato sorprendente: la sorgente radio coincideva con Beta Pictoris b, non con la stella.
Non sono segnali alieni
Una scoperta di questo tipo potrebbe facilmente evocare scenari da fantascienza. Ma le onde radio osservate non hanno nulla a che vedere con eventuali trasmissioni prodotte da civiltà extraterrestri.
La spiegazione è molto più naturale e, dal punto di vista degli astronomi, altrettanto interessante. Il segnale sarebbe infatti prodotto da aurore planetarie, fenomeni simili – anche se enormemente più energetici – alle aurore boreali e australi terrestri.
Sulla Terra le aurore nascono quando particelle cariche provenienti soprattutto dal vento solare vengono guidate dal campo magnetico verso le regioni polari e interagiscono con gli strati superiori dell’atmosfera. Processi analoghi avvengono sui pianeti giganti del Sistema solare, come Giove, che produce intense emissioni radio legate alla propria magnetosfera.
Nel caso di Beta Pictoris b, gli astronomi attribuiscono il segnale a un meccanismo chiamato electron cyclotron maser instability, capace di generare intense emissioni radio quando elettroni energetici si muovono all’interno di un forte campo magnetico. Le osservazioni effettuate da MeerKAT coprono frequenze comprese tra circa 0,85 e 3,5 gigahertz.
Un campo magnetico gigantesco
Ed è proprio qui che la scoperta diventa particolarmente importante. La frequenza massima delle onde radio prodotte da questo processo dipende direttamente dall’intensità del campo magnetico presente nella regione in cui nasce l’emissione. Analizzando il segnale, il gruppo di ricerca ha stimato per Beta Pictoris b un campo magnetico di almeno 1,25 kilogauss, cioè circa 1.250 gauss.
Si tratta di un valore enorme rispetto ai campi magnetici che conosciamo nel Sistema solare. Secondo gli autori, sarebbe la prima misurazione diretta dell’intensità del campo magnetico di un esopianeta. Il valore risulta inoltre compatibile con alcuni modelli teorici elaborati per descrivere i campi magnetici prodotti da pianeti giganti molto giovani e massicci.
Perché i campi magnetici sono così importanti
Il campo magnetico di un pianeta non è soltanto una curiosità fisica. Può raccontare agli astronomi che cosa succede nelle profondità del pianeta, perché viene generato dal movimento di materiali conduttori nel suo interno. Studiarne l’intensità significa quindi ottenere indirettamente informazioni sulla struttura e sull’evoluzione di mondi che si trovano a decine o centinaia di anni luce da noi.
La magnetosfera può inoltre influenzare il modo in cui l’atmosfera di un pianeta interagisce con il vento della propria stella, contribuendo a determinarne l’evoluzione nel corso di milioni o miliardi di anni. Gli stessi autori dello studio sottolineano come i campi magnetici siano legati alla perdita atmosferica, alle interazioni con il vento stellare e alla struttura interna dei pianeti.
Finora gli astronomi hanno studiato gli esopianeti soprattutto attraverso la luce: misurando il loro passaggio davanti alle stelle, analizzandone gli spettri oppure, nei casi più favorevoli, fotografandoli direttamente. La radioastronomia potrebbe ora aggiungere un nuovo strumento.
Se la rilevazione di Beta Pictoris b verrà confermata e tecniche analoghe potranno essere applicate ad altri sistemi, gli astronomi potrebbero iniziare a costruire una vera e propria mappa dei campi magnetici degli esopianeti.
In altre parole, non ci stiamo limitando più a scoprire che questi mondi esistono. Stiamo lentamente iniziando a comprendere anche ciò che accade nelle loro atmosfere, nelle loro magnetosfere e perfino nelle profondità dei loro interni.
Un risultato importante, anche se per il momento lo studio è disponibile come preprint su arXiv e dovrà quindi essere valutato attraverso il normale processo di revisione scientifica.
Stefano Camilloni
