Coelum Astronomia 215 - 2017 - Page 32

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Coelum Astronomia

Il metodo della velocità radiale

Sopra. Se una stella è sottoposta all’attrazione gravitazionale di un pianeta, ruota intorno al baricentro del sistema stella/pianeta, avvicinandosi alla Terra e allontanandosene periodicamente. La luce che ci arriva dalla stella mentre si avvicina a noi ha una lunghezza d’onda minore (è spostata verso il blu), mentre la luce che la stella ci invia mentre si allontana ha una lunghezza d’onda maggiore (è spostata verso il rosso). Questo fenomeno prende il nome di effetto Doppler e può essere utilizzato per determinare il periodo orbitale e altre caratteristiche del corpo non luminoso che influenza con la sua gravità il moto della stella. Crediti: ESO.

Per tornare a 51 Pegasi b, la sua scoperta si deve al metodo della velocità radiale, basato sulla spettroscopia Doppler. Alla base di questo metodo ci sono gli sviluppi tecnologici, compiuti tra gli anni ‘80 e ‘90 del secolo scorso, nella costruzione di spettrografi di altissima precisione, in grado di misurare variazioni minuscole nella posizione delle righe spettrali associate alla luce stellare, spostamenti nell’ordine di poche parti per milione. Quando una stella si avvicina alla Terra, la posizione delle sue righe spettrali vira leggermente verso il blu. Ciò perché la lunghezza d’onda della luce diminuisce per via del cosiddetto effetto Doppler. Viceversa, se la stella si allontana da noi, le righe si spostano verso il rosso, perché la lunghezza d’onda della luce che ci arriva dalla stella aumenta.

L’esatta quantificazione degli spostamenti verso il blu e verso il rosso permette di tracciare nel tempo una mappa delle variazioni della velocità radiale della stella, cioè di quanti metri al secondo essa si avvicina alla Terra o se ne allontana periodicamente.

Sono proprio queste periodicità che costituiscono l’essenza del metodo della velocità radiale. La gravità, infatti, è una forza che agisce su tutti i corpi in base alla loro massa: i pianeti sono costretti a orbitare intorno alle stelle, molto più massicce, ma anche queste subiscono una trazione gravitazionale da parte dei pianeti che girano loro intorno. Più un pianeta è massiccio e vicino alla sua stella, più nitida e riconoscibile sarà l’impronta lasciata sulla velocità radiale di