I ricercatori dell’Osservatorio Astronomico a Saint-Barthélemy primi al mondo a usare i dati della missione spaziale Gaia dell’ESA per lo studio dell’atmosfera di Plutone


L’ Osservatorio Astronomico di Saint-Barthélemy

Nus (AO), 14 settembre 2016

Durante un’attesa conferenza stampa organizzata la scorsa mattina dall’Agenzia Spaziale Europea ESA (European Space Agency) a Madrid, Spagna e trasmessa in tutto il mondo via streaming, è stata resa pubblica la prima tranche dei dati raccolti dalla missione spaziale Gaia, lanciata il 19 dicembre 2013. I numeri sono impressionanti: la Data Release 1, in breve DR1, contiene 110 miliardi di osservazioni fotometriche e 9,4 miliardi di osservazioni spettroscopiche, raccolte tra i mesi di luglio 2014 e settembre 2015, relative a circa un miliardo di stelle della nostra galassia, la Via Lattea. Grazie a queste informazioni possiamo conoscere la posizione degli astri in cielo con una precisione e un’accuratezza finora mai raggiunte, per disegnare una vera e propria mappa tridimensionale del cielo che vediamo dalla Terra. Questa incredibile mole di dati è stata messa liberamente a disposizione di tutti gli scienziati alle ore 12.30 di oggi, mercoledì 14 settembre 2016. Ma all’Osservatorio Astronomico della Regione Autonoma Valle d’Aosta (OAVdA) i dati della missione Gaia sono stati già utilizzati un paio di mesi fa in occasione dell’occultazione di una stella da parte del pianeta nano Plutone: un fenomeno così raro che i responsabili dell’ESA hanno eccezionalmente deciso di concedere i dati al gruppo di ricercatori impegnato a studiarlo.

Il pianeta nano
Plutone è stato scoperto il 18 febbraio 1930 dallo statunitense Clyde Tombaugh. A circa 6 miliardi di km dal Sole, si tratta di un corpo molto freddo che impiega quasi 250 anni a compiere la propria orbita. Plutone rappresenta l’unico esempio di oggetto trans-nettuniano (ovvero che si trova oltre l’orbita del pianeta Nettuno nel Sistema Solare) a essere circondato da una sottile atmosfera composta da azoto, metano e monossido di carbonio. “Benché scoperta nel 1988, gli studiosi ancora non hanno compreso l’evoluzione chimica e fisica di questa misteriosa atmosfera”, spiega Albino Carbognani, ricercatore all’OAVdA, responsabile del Progetto Asteroidi e associato dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). “Per questo motivo, appena ne hanno la possibilità, gli astronomi cercano di osservarla e analizzarla – impresa tutt’altro che facile vista l’enorme distanza che separa Plutone dalla Terra”.

L’occultazione
L’ultima occasione favorevole per uno studio di questo genere si è presentata la sera del 19 luglio 2016 quando il pianeta nano è passato esattamente davanti a una debole stella, invisibile a occhio nudo nella costellazione del Sagittario, nascondendone la luce per appena 115 secondi. Un evento di questo tipo, detto ‘occultazione’, permette di studiare l’atmosfera di Plutone vedendo le variazioni della luce della stella man mano che il pianeta si frappone, prospetticamente, tra noi e la stella stessa.

I dati di Gaia
L’occultazione era visibile dall’area del Mar Mediterraneo, ma solo da una ben definita fascia della superficie, come nel caso delle eclissi totali di Sole che sono osservabili solo da determinate località poste lungo il passaggio dell’ombra della Luna. “La posizione della fascia di occultazione dipende in modo cruciale dalla precisa conoscenza della posizione della stella in cielo”, continua Carbognani. “Per questo motivo i responsabili dell’ESA, prima che accadesse l’occultazione, hanno concesso in anteprima i dati ottenuti dal telescopio spaziale Gaia relativi alla posizione della stella ai ricercatori impegnati nel difficile compito di osservare il passaggio di Plutone proprio in quella zona della volta celeste”. I dati di Gaia sono circa 10 volte più precisi delle posizioni precedentemente conosciute per questa stella e così è stato possibile individuare i luoghi dell’esatto passaggio dell’ombra di Plutone con una incertezza di soli 100 km sulla superficie terrestre!

Settanta Osservatori da tutto il mondo
Grazie a queste informazioni, la campagna osservativa per l’occultazione di Plutone è stata organizzata coinvolgendo una settantina di osservatori, dall’Europa all’Africa settentrionale, dalle Canarie, fino a Israele. I principali telescopi utilizzati sono stati il Telescopio Nazionale Galileo (3,58 m di diametro), collocato a 2.400 metri di quota sull’isola di La Palma (Canarie), il leggendario telescopio da 1 m di diametro del Pic du Midi, a quasi 2.900 metri di quota sui Pirenei francesi, e il Telescopio Principale dell’Osservatorio Astronomico della Regione Autonoma della Valle d’Aosta (OAVdA), con 0,81 m di diametro.
“Il centro di ricerca e di cultura scientifica di Lignan ha avuto un ruolo centrale”, dichiara il direttore, prof. Enzo Bertolini. “Infatti abbiamo ospitato il coordinatore della campagna osservativa internazionale, il prof. Bruno Sicardy, astronomo francese dell’Université Pierre et Marie Curie dell’Observatoire de Paris. Sicardy, esperto di livello mondiale nel campo delle occultazioni, ha scelto di venire in OAVdA avendo apprezzato la competenza dello staff e la qualità della strumentazione in occasione di passate collaborazioni. Inoltre l’Osservatorio Astronomico di Saint-Barthélemy godeva di una collocazione favorevole rispetto alla fascia di occultazione”. Per il periodo della sua permanenza Sicardy è stato affiancato proprio da Albino Carbognani, esperto di fotometria.
Il lavoro preparatorio per la complessa osservazione è iniziato già alla sera di domenica 17 luglio. L’occultazione si è verificata attorno alle ore 22.50 di martedì 19 luglio. Grazie alla perizia dei ricercatori e alla bontà del cielo di Saint-Barthélemy i dati fotometrici ottenuti in OAVdA sono risultati di ottima qualità e paragonabili a quelli raccolti con strumenti più rinomati, come il telescopio di Pic du Midi. Proprio le immagini riprese con il Telescopio Principale e la loro analisi sono state selezionate come “Immagine della settimana” per il sito web dell’Agenzia Spaziale Europea della sonda Gaia.

Il congelamento dell’atmosfera di Plutone
La prima elaborazione dei dati compiuta da Sicardy in OAVdA suggerisce che l’aumento della pressione dell’atmosfera di Plutone, riscontrato dal 1988 a oggi e le cui cause non sono del tutto comprese, sembra aver subito una battuta di arresto. Quindi si potrebbe essere agli inizi del fatidico ‘congelamento’ dell’atmosfera plutoniana, che gli astronomi si aspettavano già dopo il passaggio di Plutone nel punto della sua orbita più vicino al Sole, nel 1989.
“Se l’andamento sarà confermato dagli studi successivi, si tratta di un fenomeno mai osservato prima d’ora su un corpo del Sistema Solare”, conclude Carbognani. “Siamo molto contenti di aver dato un contributo importante a questa ricerca, decisiva per conoscere meglio il Sistema Solare in cui viviamo. Siamo anche orgogliosi di averlo fatto avendo avuto accesso, in anticipo e in esclusiva, al catalogo stellare della missione spaziale Gaia. Continueremo a collaborare con Gaia anche per il network internazionale per il follow up dei corpi minori scoperti da questo telescopio spaziale e per le ricerche di pianeti extrasolari che svolgiamo in collaborazione con l’INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino per il Progetto APACHE”. L’occultazione di Plutone per lo studio della sua atmosfera rappresenta quindi solo il primo risultato concreto ottenuto all’Osservatorio Astronomico della Regione Autonoma Valle d’Aosta utilizzando i dati di Gaia, una delle più ambiziose missioni dell’agenzia spaziale europea.

Link per saperne di più:
“Image Of The Week: Pluto Stellar Occultation”  (pubblicata sul sito web della sonda Gaia dell’ESA)

“Press Conference: First Data Release from ESA’s Gaia Mission”  (video della conferenza stampa per la pubblicazione della prima parte dei dati della sonda Gaia dell’ESA)

“Gaia e la madre di tutte le mappe del cielo”  (news dal sito dell’Istituto Nazionale di Astrofisica)

(Per contatti, immagini e maggiori informazioni scrivere a:
Albino Carbognani albino.carbognani@gmail.com, ricercatore responsabile del Progetto Asteroidi all’OAVdA)

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