Può un telescopio aver già osservato un pianeta senza che gli astronomi riescano a riconoscerlo? È quello che è accaduto con alcuni dati raccolti dal James Webb Space Telescope, l’osservatorio spaziale sviluppato da NASA, ESA e CSA. Il segnale di un mondo lontano era presente nelle immagini, ma si confondeva con il chiarore della stella attorno alla quale orbita.
A risolvere l’enigma non è stato un nuovo specchio, né uno strumento installato a bordo. È bastato cambiare il modo in cui vengono elaborate le osservazioni. Un gruppo di ricercatori guidato da Rodrigo Ferrer-Chavez della Northwestern University ha sviluppato FLIP, una tecnica capace di ricostruire con grande precisione la luce indesiderata prodotta dal sistema ottico del telescopio e sottrarla dalle immagini.
Il problema è meno intuitivo di quanto sembri. Un pianeta extrasolare, cioè situato fuori dal Sistema solare, può essere estremamente difficile da fotografare anche quando è gigantesco. Le stelle che lo illuminano sono molto più brillanti: persino un giovane gigante gassoso può apparire 100.000 volte meno luminoso della propria stella. Basta poca luce dispersa per nasconderlo.
Gli astronomi individuano molti esopianeti attraverso gli effetti prodotti sulla loro stella, come i cali di luminosità durante un transito. Ottenere un’immagine diretta è un’altra sfida: significa separare il debole segnale del pianeta dal bagliore circostante, senza confondere un disturbo ottico con un vero corpo celeste.
Una fotografia astronomica non nasce pronta per essere osservata: i dati raccolti devono essere calibrati e interpretati. Cambiare il trattamento del segnale può dunque modificare ciò che riusciamo a identificare.
La novità è che il limite non dipende sempre dalla quantità di luce raccolta. Contano anche impercettibili cambiamenti nella forma e nell’allineamento degli specchi, che modificano l’aspetto delle immagini. FLIP riesce a tenerne conto. In alcuni test, la sensibilità di rilevamento è migliorata fino a 15 volte, senza interventi sull’hardware.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature nel novembre 2026, suggerisce che altre scoperte potrebbero nascondersi negli archivi astronomici.
Perché è così difficile fotografare un pianeta lontano?
Il principale ostacolo è la luminosità della stella madre. Anche il James Webb, che osserva soprattutto nell’infrarosso, fatica a distinguere una sorgente debole quando è vicina a un’altra molto intensa.
Per attenuare il problema utilizza un coronografo, un dispositivo che oscura la luce centrale della stella, creando una sorta di eclissi artificiale. Parte del bagliore continua però a diffondersi. Questo alone può nascondere un pianeta presente nell’immagine.
Perché anche le vibrazioni più piccole contano?
Perché cambiamenti infinitesimali alterano il percorso della luce all’interno del telescopio. La temperatura può modificare gli specchi di pochi picometri, millesimi di nanometro. Anche alcuni componenti dei sistemi di raffreddamento possono produrre microscopiche vibrazioni.
Tradizionalmente gli scienziati cercano di eliminare il disturbo confrontando l’osservazione con quella di un’altra stella. Ma se nel frattempo l’assetto ottico è leggermente cambiato, le due immagini non coincidono perfettamente. La sottrazione lascia quindi tracce luminose difficili da distinguere dal segnale cercato.
Come funziona il software che ricrea il telescopio?
FLIP, sigla di Physics-based Learning for Imaging Planets, utilizza una sorta di gemello digitale del James Webb. È un modello matematico che riproduce il viaggio della luce attraverso gli specchi fino ai rivelatori.
Il programma regola i parametri finché la simulazione riproduce l’immagine reale. A quel punto calcola il contributo della luce stellare dispersa e lo sottrae. Utilizza strumenti di ottimizzazione simili a quelli impiegati nell’apprendimento automatico, ma non affida a un’intelligenza artificiale il riconoscimento dei pianeti: il modello si basa sulle leggi fisiche del telescopio.
Quale pianeta è comparso nelle immagini rielaborate?
Si chiama 51 Eridani b, è un gigante gassoso situato a circa 96 anni luce dalla Terra ed era già stato scoperto nel 2015 con osservazioni da terra. La novità riguarda il modo in cui è stato individuato nei dati del Webb.
Nelle immagini registrate a una lunghezza d’onda di circa 4,3 micrometri, la procedura tradizionale non riusciva a isolarne il segnale. FLIP ha invece permesso una rilevazione statisticamente significativa, superiore a cinque sigma. Quella regione dello spettro infrarosso è particolarmente interessante perché l’anidride carbonica assorbe luce proprio a quelle lunghezze d’onda.
Quanto è importante il miglioramento di 15 volte?
Il valore massimo non vale per ogni immagine o per ogni pianeta. I ricercatori hanno verificato la tecnica su osservazioni di tre sistemi stellari: 51 Eridani, HIP 65426 e TYC 5899. A seconda dei dati analizzati, il limite di rilevamento è migliorato tra 2 e 15 volte rispetto alle elaborazioni precedenti.
Questo significa poter cercare segnali più deboli, quindi potenzialmente mondi meno massicci, più freddi o più vecchi. Non significa che la risoluzione sia aumentata quindici volte o che Webb possa già fotografare pianeti identici alla Terra.
È un passo verso la scoperta di mondi abitabili?
È un progresso utile, ma non costituisce una scoperta di vita extraterrestre. I risultati dimostrati riguardano soprattutto l’osservazione diretta di pianeti giganti, molto diversi dalla Terra. Fotografare piccoli mondi rocciosi accanto a stelle luminose richiede condizioni ancora più impegnative.
La NASA sta progettando l’Habitable Worlds Observatory, un futuro telescopio pensato per osservare pianeti simili al nostro e studiarne le atmosfere alla ricerca di possibili indizi di abitabilità. Il calendario di lancio non è ancora definitivo.
FLIP potrebbe contribuire a gestire la precisione richiesta. Nel frattempo, l’applicazione più concreta è già davanti agli astronomi: riesaminare le osservazioni esistenti, dove potrebbero trovarsi altri segnali planetari finora sfuggiti all’analisi.
