NASA, ESA, K. Sahu and J. Anderson (STScI), H. Bond (STScI e Pennsylvania State University), M. Dominik (Università di St. Andrews)
L'analisi dei tempi di variazione della luminosità delle stelle permette di stabilire con elevata accuratezza il valore della forza di gravità sulla superficie di astri molto lontani e deboli, per i quali finora era impossibile stabilire questo dato, essenziale per capire se un pianeta che orbita attorno a una stella possa ospitare acqua liquida e vita.
La forza di gravità sulla superficie di una stella può essere misurata grazie a un nuovo metodo sviluppato da ricercatori dell'Università di Vienna, del Max-Planck Institut per l'astrofisica a Göttingen e dell'Università della British Columbia a Vancouver, che firmano un articolo pubblicato su "Science Advances". La tecnica messa a punto da Thomas Kallinger, Jaymie M. Matthews e colleghi permette di stimare il valore della gravità superficiale con un'accuratezza del quattro per cento.
Dato che la gravità sulla superficie dipende dalla massa della stella e dal raggio (proprio come il nostro peso sulla Terra dipende dalla sua massa e raggio), la tecnica consentirà agli astronomi di misurare meglio masse e dimensioni delle stelle lontane, un'informazione è essenziale per poter stabilire se e quali degli eventuali pianeti che orbitano attorno a esse possono ospitare forme di vita.
"La dimensione di un pianeta extrasolare - spiega Matthews, che ha partecipato alla ricerca - è misurata in rapporto alla dimensione della sua stella. Se si identifica un pianeta attorno a una stella che si pensa sia simile al Sole, ma è in realtà una stella gigante, si potrebbe credere, sbagliando, di aver trovato un mondo abitabile con dimensioni della Terra. La nostra tecnica può dirci quanto è grande e luminosa la stella, e se un pianeta in orbita attorno a essa ha dimensione e temperatura che permettano l'esistenza di oceani di acqua e, forse, di vita."
Se si potesse stare in piedi sulla superficie di una stella, allora il peso di una persona cambierebbe da stella a stella. Una persona che sulla Terra pesa 75 chilogrammi, sul Sole ne peserebbe 1500, mentre su una gigante rossa con un diametro circa 35 volte più grande (il destino del Sole in un lontano futuro) peserebbe 50 volte meno. (Cortesia Jaymie Matthews e Thomas Kallinger) Finora per valutare la gravità superficiale di una stella ci si basava sulla sua luminosità, ma questa tecnica è alquanto approssimativa, vale solo per stelle che si trovano in un particolare periodo della loro evoluzione e non può essere applicata quando la loro luce arriva a noi troppo debole.
Il nuovo metodo si basa invece sulla rilevazione di piccole oscillazioni nella luminosità di quelle stelle. Matthews e colleghi hanno dimostrato che queste oscillazioni sono strettamente legate alla circolazione dei gas caldi all'interno della stella, un fenomeno chiamato granulazione. Il modello di questo fenomeno sviluppato dai ricercatori mostra infatti che la durata degli "sfarfallii" di una stella è collegato al valore della gravità a livello della superficie dell'astro.
La tecnica è applicabile con sicurezza alle stelle di massa compresa fra 0,8 e 3 volte la massa del Sole, appartenenti a una vasta gamma di fasi dell'evoluzione stellare, ossia dalle stelle della sequenza principale che hanno tempi di granulazione che vanno da pochi minuti a qualche ora, fino alle giganti rosse con tempi granulazione di giorni o addirittura settimane.