Un pianeta extrasolare o esopianeta è un pianeta non appartenente al sistema solare, orbitante cioè attorno a una stella diversa dal Sole. Al settembre 2017 risultano conosciuti 3.670 pianeti extrasolari in 2.750 sistemi planetari diversi, con più di 2.400 pianeti candidati e circa 200 in attesa di conferma o controversi. I metodi di individuazione di pianeti extrasolari sono diversi e si sono evoluti nel corso degli anni, ermettendo oggi di scoprire nuovi pianeti a un ritmo sempre crescente.
RILEVAMENTO DIRETTO: Nella classe del rilevamento diretto troviamo tutti i metodi, spettroscopici e fotometrici, che permettono di osservare direttamente il pianeta o la sua atmosf era. La grossa difficoltà di questo tipo di osservazioni è l’estrema debolezza dell’emissione (ottica riflessa e/o infrarossa termica) del pianeta rispetto a quella della stella centrale.
RILEVAMENTO INDIRETTO: Nella classe del rilevamento indiretto ricadono le tecniche che permettono di individuare un pianeta a partire dagli effetti che esso induce o vengono indotti sulla o dalla stella ospite.
METODO DELLE VELOCITA’ RADIALI: Per meglio definirne le caratteristiche fisiche di un pianeta, il metodo di ricerca attualmente più fruttuoso è quello delle velocità radiali, conosciuto anche col nome di metodo Doppler, il più utilizzato dai “cacciatori di pianeti”. Le variazioni nella velocità con cui la stella si avvicina o si allontana dalla Terra (questa velocità è definita, appunto, come velocità radiale della stella rispetto alla Terra) possono far dedurre la presenza di un pianeta, a causa di sbilanciamenti della linea spettrale della stella, in accordo con l’effetto Doppler.
METODO DEL TRANSITO: Se un pianeta attraversa (o transita) di fronte alla propria stella, allora è osservabile una riduzione della luminosità della stella eclissata. L’ammontare della variazione dipende dalla dimensione del pianeta e della stella stessa. I pianeti extrasolari si distinguono dalle stelle variabili a eclisse dal fatto che nella curva di luce dei primi c’è un’unica variazione, nelle seconde invece le variazioni sono due. Con questo metodo si possono determinare le dimensioni del pianeta extrasolare.
ASTROMETRIA: Il primo metodo storicamente usato è l’astrometrico i cui primi tentativi risalgono al 1943, oggi poco utilizzato.
MICROLENTE GRAVITAZIONALE: Abbiamo, poi, il metodo della microlente gravitazionale. L’effetto della lente gravitazionale avviene quando i campi gravitazionali di un pianeta e della sua stella cooperano per focalizzare la luce di una stella lontana. Affinché riesca l’effetto, occorre che l’osservatore, la stella, il pianeta e la stella lontana si trovino per caso esattamente sulla stessa linea di vista. Poiché un allineamento così perfetto capita molto di rado (e l’effetto è molto piccolo, da cui il nome micro) occorre tenere sotto sorveglianza un grande numero di stelle. Questo metodo funziona al meglio per le stelle che si trovano tra noi e il nucleo galattico, perché esso mette a disposizione un gran numero di stelle sullo sfondo.
DISCHI CIRCUMSTELLARI E PROTOPLANETARI: Un approccio ancora più recente consiste nello studio delle nubi di polveri. Molti sistemi solari contengono una quantità notevole di polvere, la cui presenza è dovuta a passaggi di comete e a collisioni tra asteroidi e pianeti, la quale forma un disco attorno alla stella, assorbe una parte della sua radiazione e la riemette come radiazione infrarossa. La pressione di radiazione esercitata dalla stella spingerebbe le particelle di polvere nello spazio interstellare in un tempo a scala relativamente breve. Pertanto, la rilevazione di polvere indica un continuo rimpiazzamento dovuto a nuove collisioni, fornendo una forte evidenza indiretta della presenza di piccoli oggetti quali comete e asteroidi che orbitano attorno alla stella madre. In più, il rilevamento di una cavità centrale in un disco avvalora l’ipotesi dell’esistenza di un pianeta che ha spazzato la polvere presente nella propria orbita, mentre la presenza di un ammasso di polvere potrebbe essere stata determinata dall’influenza gravitazionale di un pianeta. Sfortunatamente questo metodo può essere usato solo con osservazioni dallo spazio, perché la nostra atmosfera assorbe la maggior parte della radiazione infrarossa, rendendo impossibili le osservazioni dalla Terra.
VARIAZIONI DEGLI INTERVALLI DI EMISSIONI DI UNA PULSAR: L’individuazione di pianeti extrasolari orbitanti attorno alle pulsar è deducibile dal passaggio del pianeta davanti al fascio di luce emesso dalla pulsar. Questo intervallo può essere rilevato conoscendo il periodo di rotazione della pulsar e calcolando l’intervallo.
