Pandora è al lavoro: così NASA separerà la luce dei pianeti da quella delle loro stelle

La luce di una stella può confondere gli astronomi proprio quando cercano di capire com’è fatta l’atmosfera di un pianeta lontano. Per affrontare questo problema NASA ha messo in orbita Pandora, un piccolo satellite progettato per osservare contemporaneamente gli esopianeti e le stelle attorno a cui orbitano.

Lanciato in orbita bassa terrestre l’11 gennaio 2026, Pandora ha iniziato le sue osservazioni scientifiche primarie il 25 agosto. 1

La missione durerà un anno e studierà almeno 20 esopianeti già conosciuti, osservando ripetutamente ciascun sistema durante i transiti planetari. L’obiettivo è individuare elementi come acqua, nubi e foschie, ma soprattutto capire quali segnali provengano davvero dal pianeta e quali siano invece prodotti dalla sua stella. 15

Il problema della luce stellare

Un transito si verifica quando, dal punto di vista della Terra, un pianeta passa davanti alla propria stella. Una parte della luce stellare attraversa l’atmosfera del pianeta e alcune lunghezze d’onda vengono assorbite dai gas presenti. Analizzando queste variazioni si ottiene uno spettro di trasmissione, che può offrire indizi sulla composizione atmosferica. 310

La stella, però, non è una lampada perfettamente stabile. Le macchie stellari, aree più fredde e scure, e le facole, regioni più luminose, possono modificare la luminosità apparente e lo spettro della stella. Il risultato può imitare una traccia atmosferica, nasconderla o deformarla. 4

Pandora è stato progettato per misurare entrambe le componenti nello stesso momento: il pianeta in transito e la stella che lo ospita. I suoi strumenti raccoglieranno dati nella luce visibile e nel vicino infrarosso, creando una serie prolungata di osservazioni simultanee e a più bande. Gli astronomi potranno così stimare l’attività della stella e tenere conto della sua influenza quando analizzeranno lo spettro dell’esopianeta. 15

Un anno di osservazioni ripetute

Durante la missione primaria, Pandora osserverà almeno 20 esopianeti. Ogni obiettivo dovrebbe essere visitato circa 10 volte, con sessioni della durata di circa 24 ore centrate sul transito del pianeta. 35

Ripetere le misurazioni è fondamentale: una singola osservazione offre soltanto un’istantanea del sistema. Con più passaggi, gli scienziati potranno verificare se una possibile caratteristica atmosferica resta coerente mentre cambiano la luminosità e il comportamento della stella nelle diverse bande. Questo dovrebbe rendere più semplice distinguere un segnale planetario dalla variabilità stellare. 25

Il telescopio della missione è uno strumento interamente in alluminio, con un’apertura di circa 45 centimetri, pari a 17 pollici. È stato sviluppato dal Lawrence Livermore National Laboratory in collaborazione con Corning Incorporated. 4

Pandora utilizza inoltre un sensore nel vicino infrarosso fornito da NASA Goddard e sviluppato originariamente come ricambio per uno strumento del telescopio spaziale James Webb. Il rivelatore amplia la copertura nell’infrarosso e consente di seguire nel tempo il comportamento complessivo del sistema formato da stella e pianeta.

Perché l’acqua è uno degli obiettivi principali

Pandora cercherà tracce atmosferiche di foschie, nubi e acqua. 1 L’acqua è particolarmente importante perché aiuta a comprendere la composizione e il clima di un pianeta ed è un elemento centrale nello studio delle condizioni potenzialmente favorevoli all’abitabilità. NASA considera i dati della missione una base per interpretare meglio le osservazioni degli esopianeti effettuate da Webb e da futuri osservatori dedicati alla ricerca di mondi potenzialmente abitabili.

Rilevare acqua, da solo, non dimostrerebbe però che un pianeta sia abitabile o abitato. Il significato della scoperta dipenderebbe dal resto dell’atmosfera e dall’ambiente globale del pianeta. Il contributo di Pandora sarà soprattutto rendere più affidabili le misurazioni su cui si fondano queste valutazioni.

La prima missione del programma Astrophysics Pioneers

Pandora è il primo satellite lanciato nell’ambito del programma Astrophysics Pioneers di NASA, che sostiene missioni di astrofisica ambiziose e relativamente compatte. Il programma permette di affrontare domande scientifiche mirate con veicoli più piccoli rispetto ai grandi osservatori spaziali. 14

La missione si distingue anche per l’uso di osservazioni simultanee e a più colori degli esopianeti e delle loro stelle. Invece di trattare l’attività stellare come semplice rumore di fondo, Pandora la include direttamente nella misurazione. È proprio questo approccio a puntare al problema della contaminazione stellare negli spettri di trasmissione degli esopianeti. 710

Le fonti disponibili descrivono Pandora come la prima missione destinata a produrre questo tipo di insieme di dati: osservazioni simultanee, a più bande e su una lunga base temporale, di esopianeti e stelle ospiti. 10 Non supportano invece l’affermazione più ampia secondo cui sarebbe il primo telescopio spaziale mai progettato per ogni forma di osservazione dettagliata e multicolore della luce stellare che attraversa le atmosfere degli esopianeti.

Chi guida Pandora

Il Goddard Space Flight Center di NASA guida la missione scientifica. La principal investigator è Elisa Quintana. Il Lawrence Livermore National Laboratory co-guida il progetto e si occupa della gestione, dell’ingegneria e degli aspetti tecnici della missione. 1

L’Università dell’Arizona dirige le operazioni di missione e contribuisce al programma scientifico. Lawrence Livermore ha inoltre sviluppato il telescopio CODA insieme a Corning, mentre NASA Goddard ha fornito il rivelatore a infrarossi. 4

Un supporto per l’era di James Webb

Il telescopio spaziale James Webb è in grado di effettuare misurazioni estremamente sensibili delle atmosfere degli esopianeti. Anche i suoi dati, tuttavia, devono essere interpretati separando correttamente il segnale del pianeta dalle variazioni della stella ospite.

Il monitoraggio ripetuto nella luce visibile e nel vicino infrarosso consentirà a Pandora di quantificare meglio questa contaminazione stellare e di offrire una base più solida per leggere gli spettri raccolti da Webb.

In questo senso Pandora è tanto una missione di calibrazione quanto una missione dedicata agli esopianeti. I suoi risultati aiuteranno gli scienziati a stabilire se una possibile traccia atmosferica è reale, se è legata alla stella o se resta ancora incerta. Queste informazioni potranno orientare la progettazione e la scelta degli obiettivi di futuri osservatori alla ricerca delle atmosfere di mondi potenzialmente abitabili. 7