Vedere dettagli sugli esopianeti con l’Epsi

Grazie a una nuova tecnica di imaging, potremo risolvere le loro strutture atmosferiche o superficiali

Con una tecnica adeguata, come potremmo vedere la Terra da una distanza di 4 anni luce? Oppure: saremmo in grado di scorgere dettagli su Proxima b, il più vicino esopianeta?

Sembra incredibile, ma si argomenta già di rilevazione diretta di dettagli superficiali sugli esopianeti vicini. Svetlana V. Berdyugina e Jeffrey R. Kuhn propongono la tecnica Epsi (ExoPlanet Surface Imaging), che ricorre all’uso della luce polarizzata per analizzare le variazioni di albedo. Gli studiosi partono dall’assunto che la luce dei pianeti sia polarizzata per l’azione di vari fattori presenti nelle loro atmosfere, come la dispersione delle molecole d’aria o nuvole, oppure imputabile alle superfici liquide.

La luce della stella ospite è meno polarizzata rispetto a quella dell’esopianeta, perciò si possono separare le due costituenti. Grazie a una complessa analisi numerica, da tali dati si può ricostruire, alquanto a grandi linee, la struttura del manto nuvoloso o l’orografia planetaria, e così riconoscere eventuali zone continentali e mari. Per distinguere le vere caratteristiche superficiali da quelle nuvolose, è necessario utilizzare la polarimetria parallelamente alle misurazioni di flusso.

Con l’Epsi potrebbero essere ricostruiti addirittura i biosegnali; per esempio, risolvendo le proprietà della superficie, gli spettri di varie aree possono essere estratti ed esplorati in cerca dei caratteristici dell’attività fotosintetica. Si può perfino sperare di ottenere segni di civiltà, come le luci artificiali delle megalopoli.

Partendo da immagini composite ottenute dalle sonde o con telescopi al suolo, i ricercatori hanno presentato promettenti simulazioni, riferite ai corpi del Sistema Solare, che dimostrano la possibilità di discriminare le principali formazioni atmosferiche (nel caso di pianeti gassosi) o superficiali (per quelli rocciosi, vedi figura), purché angolarmente risolti nei confronti della stella ospite.

Dei primi si riuscirebbe a identificare la struttura a bande, scorgere eventuali formazioni come la Grande Macchia Rossa di Giove, oppure la rotazione differenziale come su Venere e, più in generale, studiare direttamente l’idrodinamica atmosferica. Dei secondi, le principali formazioni sarebbero ben ricostruibili e da esse interpretare eventuale attività tettonica in atto o una superficie ampiamente craterizzata come quella lunare, nonché proporre una stima sulla natura dei materiali presenti (silicati o ghiacci).

La tecnica è applicabile con la tecnologia disponibile, tuttavia per indagini più concrete sono necessari grandi diametri o interferometri ibridi. Già per Proxima b, l’esopianeta più vicino, servirebbe uno strumento di almeno 12 m, meglio se con specchio monolitico.

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