Un gruppo di astrofisici dell’Università di Berna è riuscito a trovare nuove formule matematiche che consentono di analizzare in pochi secondi (senza l’aiuto del computer) i dati delle “curve di fase” dei satelliti e dei pianeti. Le forme di queste curve, che sono legate alla radiazione solare riflessa da questi corpi celesti, contengono informazioni sulla loro superficie e atmosfera.

Finora, gli astronomi misurano le curve di fase degli esopianeti utilizzando telescopi spaziali come Hubble, Spitzer, TESS e CHEOPS: le osservazioni vengono poi confrontate con le previsioni teoriche ma è necessario un metodo per calcolare queste curve di fase. Si tratta di cercare una soluzione a un difficile problema matematico relativo alla fisica delle radiazioni, che si studia sin dal XVIII secolo.

Heng e colleghi sono stati in grado di scrivere soluzioni matematiche che legano la forza della riflessione (l’albedo) e la forma della curva di fase, su carta e senza ricorrere a un computer. Come si legge sulla rivista “Nature Astronomy”, Kevin Heng, Brett Morris e Daniel Kitzmann hanno dimostrato che il loro nuovo metodo di interpretazione dei dati, basato appunto su formule e condotto attraverso calcoli con carta e penna, è riuscito a produrre la stessa analisi effettuata dal computer a proposito delle curve di fase dell’esopianeta Kepler-7b (un pianeta che gira intorno a una stella simile al Sole che si trova nella costellazione della Lira). “L’aspetto innovativo di queste soluzioni è che sono valide per qualsiasi legge di riflessione, il che significa che possono essere utilizzate in modi molto generici. Il momento decisivo è arrivato per me quando ho confrontato questi calcoli con carta e penna con quelli di altri i ricercatori, che avevano fatto usando calcoli al computer. Sono rimasto sbalordito dal modo in cui si adattavano”, ha spiegato Heng.

Non solo. Le nuove formule hanno consentito, sempre usando solo carta e penna, di interpretare i dati delle curve di fase di Giove, raccolti dalla sonda spaziale Cassini negli anni 2000, che finora non avevano portato ad alcun risultato poiché, col metodo tradizionale, i calcoli richiedevano elevate risorse computazionali. Con le formule di Heng si è scoperto che Giove ha un’atmosfera ricca di nuvole, costituita da grandi particelle irregolari di varie dimensioni.

Heng continua a lavorare con il matematico Pierre Auclair-Desrotour dell’Osservatorio di Parigi per perfezionare e generalizzare ulteriormente le sue nuove formule. “Sono convinto che queste formule resteranno valide per molto tempo, anche oltre la mia morte – commenta Heng – e che un giorno entreranno anche nei libri di testo standard”.