Questione di tempismo

Il nome hot Saturn è mutuato da quello degli hot Jupiter, noti per essere molto comuni dato che le loro grandi masse, pari o superiori a quella di Giove, e la loro vicinanza alla stella li rende rivelabili molto facilmente a causa delle variazioni che inducono sul moto della loro stella madre. Se tali variazioni sono invece indotte da pianeti meno massici e orbitanti a distanze paragonabili a quelle terrestri o anche più lontani, esse risultano molto minori e quindi più difficili da rilevare.
Il nome hot Saturn è mutuato da quello degli hot Jupiter, noti per essere molto comuni dato che le loro grandi masse, pari o superiori a quella di Giove, e la loro vicinanza alla stella li rende rivelabili molto facilmente a causa delle variazioni che inducono sul moto della loro stella madre. Se tali variazioni sono invece indotte da pianeti meno massicci e orbitanti a distanze paragonabili a quelle terrestri o anche più lontani, esse risultano molto minori e quindi più difficili da rilevare.

Strumentazione all’avanguardia e tempi di osservazioni sono due ingredienti importanti nello studio dei sistemi planetari.

Il primo aspetto, quello strumentale, nel nostro caso ci viene dato da HARPS-N, lo spettrografo di alta risoluzione montato al Telescopio Nazionale Galileo. L’altro aspetto, il tempo che i ricercatori hanno a disposizione, è da tenere in considerazione dato che la maggior parte dei fenomeni celesti avviene in tempi estremamente lunghi, se comparati alla nostra quotidianità. Quello che si può ottenere in poche notti di osservazione in molti casi equivale allo scattare una fotografia di un gruppo di persone e a dovere, da quell’unica istantanea, evincere il corso della vita di ciascuno, l’età, l’attitudine, i legami affettivi e molto altro. Compito difficile, di sicuro. Così anche l’evoluzione di un sistema planetario dipende da molti fattori, e i parametri che caratterizzano l’orbita dei pianeti non sono deducibili da poche osservazioni. L’ideale sarebbe poter seguire quel dato sistema nel tempo raccogliendo un sempre maggiore numero d’informazioni.

Questo è stato possibile per il sistema planetario KELT-6, un sistema giù noto per ospitare il pianeta transitante del tipo “Saturno caldo” (Hot Saturn), denominato KELT-6b, molto caldo e molto vicino alla sua stella, attorno a cui orbita in soli 7,8 giorni. Il gruppo GAPS ha indagato ulteriormente il sistema analizzando i dati raccolti in passato da altre team di ricerca con altri strumenti e quelli più recenti ottenuti con HARPS-N e Tillinghast Reflectior Echelle Spectrograph (TRES- USA) arrivando a comprovare l’esistenza di un secondo pianeta, KELT6-c, con periodo orbitale di ben 3 anni e mezzo, massiccio, con una massa di almeno 3,71 masse gioviane.

Non solo. Il gruppo di ricerca GAPS è andato a fondo anche sul pianeta già noto, KELT6-b, di cui si è misurato l’effetto Rossiter-McLaughlin (R-M) che aiuta a descrivere la geometria dell’orbita del pianeta che transita davanti alla stella. E’ stato possibile fare considerazioni sulla sua evoluzione dinamica e sulla sua stabilità. I suoi elementi orbitali rappresentano gli ingredienti giusti per applicare la ricetta descritta dal meccanismo di migrazione co-planare di alta eccentricità. Questa teoria avvalora l’idea che gli hot Jupiter (o hot Saturn come nel nostro caso) si siano formati attraverso interazioni gravitazionali di lungo periodo con un pianeta più esterno, di grande massa, su un’orbita iniziale estremamente eccentrica che si è andata circolarizzando nel corso del tempo per effetto mareale con la stella ospite al periastro.

Per ulteriori informazioni: Media INAF- Questione di tempismo 

Così uguali ma diverse

Rappresentazione artistica del sistema binario XO-2 dove si vede in primo piano uno dei due giganti gassosi orbitanti attorno a XO-2S e il secondo pianeta che le transita davanti; l’oggetto luminoso in alto a destra rappresenta la compagna XO-2N con il suo pianeta transitante (il puntino nero). Crediti: adattamento dell’immagine ESO/Calçada
Rappresentazione artistica del sistema binario XO-2 dove si vede in primo piano uno dei due giganti gassosi orbitanti attorno a XO-2S e il secondo pianeta che le transita davanti; l’oggetto luminoso in alto a destra rappresenta la compagna XO-2N con il suo pianeta transitante (il puntino nero). Crediti: adattamento dell’immagine ESO/Calçada

Nuove informazioni sulla composizione chimica del sistema binario visuale XO-2 formato da due sistemi planetari: la componente XO-2N ha un pianeta, osservato transitare davanti alla sua stella e già noto da tempo, mentre la componente XO-2S risulta avere almeno 2 pianeti rivelati proprio grazie al programma GAPS-Global Architecture of Planetary Systems con il potente cercatore di pianeti extrasolari HARPS-N montato al Telescopio Nazionale Galileo.

XO-2N e XO-2S sono due stelle coeve e di massa comparabile, ma che hanno avuto una diversa evoluzione stellare. Questa differenza è stata osservata nell’abbondanza degli elementi chimici, in particolare in quelli più pesanti, che normalmente condensano nelle regioni interne dei dischi proto-planetari. Si è misurato un valore molto differente nei dintorni delle due stelle. Gli elementi chimici più leggeri (volatili) non mostrano, invece, una grande differenza in abbondanza.

Il risultato è che la differenza nella composizione chimica delle due atmosfere stellari deve essere direttamente legata alla presenza o meno di pianeti e questo porta a ipotizzare due scenari. Naturalmente bisogna tenere in considerazione anche il fatto che i pianeti noti sono solo tre per due stelle e quindi tali interpretazioni sono limitate dai pochi, seppur unici e importanti, dati a disposizione.

La prima possibile interpretazione è che la componente S sia quella che ha mantenuto la composizione chimica originaria e la N si sia arricchita. La seconda interpretazione prevede invece che sia la componente N quella che ha mantenuto la composizione chimica originaria mentre la S si è depauperata. Entrambi gli scenari non sono attualmente inquadrabili in una teoria consistente quindi per ora non si è propensi né per l’uno né per l’altro.

Sono necessari altre evidenze osservative sullo stesso sistema XO-2, e magari su altri analoghi che si potrebbero scoprire a breve con la strumentazione sempre più sofisticata di cui gli astronomi dispongono.

Per ulteriori informazioni Media INAF – Falsa magra o falsa grassa?

 

Vicinissima, Super-Terra !

Rappresentazione artistica del sistema planetario HD 219134. Crediti:  Avet Harutyunyan / FGG-TNG
Rappresentazione artistica del sistema planetario HD 219134. Crediti: Avet Harutyunyan / FGG-TNG

Importante il contributo dell’INAF-Istituto Nazionale di Astrofisica e dell’Università di Padova nella scoperta di HD 219134b, il pianeta roccioso più vicino a noi a circa 21 anni-luce di distanza, il primo scoperto con il metodo delle velocità radiali grazie al potente cacciatore di pianeti extrasolari, HARPS-N montato al TNG-Telescopio Nazionale Galileo. Grazie a questo potente spettrometro è stato possibile fare una misura della massa del pianeta, pari a 4,5 volte quella della Terra, e del suo periodo orbitale, pari a soli tre giorni terrestri, il che comporta una grande vicinanza alla sua stella madre e temperature superficiali incandescenti, tali da non permettere la vita come la conosciamo noi.

Il pianeta è stato confermato successivamente col metodo del transito grazie allo Spitzer Space Telescope della NASA, permettendo in questo modo una determinazione del raggio, circa 1,6 volte quello della Terra. Combinando dimensioni e massa la densità che si ricava del pianeta è di circa 6 grammi per centimetro cubo, che lo rende il pianeta roccioso più vicino a noi.

Questa super-Terra non può essere osservata in modo diretto data la sua grande vicinanza alla stella anche se la stella può essere vista a occhio nudo in una notte serena nella costellazione di Cassiopea, vicino alla stella polare.

Sicuramente, data la sua posizione così vicina alla Terra, HD 219134b sarà anche uno dei pianeti più studiati nei prossimi anni. Il pianeta è un target ideale per il JWST-James Webb Space Telescope della NASA e per i futuri telescopi da Terra.

Fonte Media INAF – Roccioso e a soli 23 anni luce 

NASA-Spitzer Space Telescope – NASA’s Spitzer Confirms Closest Rocky Exoplanet  

Disegna la missione CHEOPS !

Manda il tuo disegno su CHEOPS. Crediti: ESA
Manda il tuo disegno su CHEOPS. Crediti: ESA

“Manda il tuo disegno nello spazio con Cheops” è la nuova campagna promossa dall’Agenzia Spaziale Europea dedicata alla missione CHEOPS-CHaracterising ExOPlanets Satellite sviluppata dall’ESA – Agenzia Spaziale Europea congiuntamente alla Svizzera, con il contributo di altri stati membri dell’ESA tra cui l’Italia. L’ASI – Agenzia Spaziale Italiana coordina l’iniziativa in collaborazione con l’INAF – Istituto Nazionale di Astrofisica e l’Università degli Studi di Padova.

A questa iniziativa sono invitati a partecipare tutti i giovani di età compresa tra gli 8 e i 14 anni che dovranno creare un disegno ispirato alla missione CHEOPS, dedicata allo studio dei pianeti extrasolari di dimensioni e massa simili alla Terra e non più grandi di Nettuno. Questi pianeti sono già stati confermati, ma con CHEOPS si potrà ricavare la misura del raggio del pianeta durante il transito davanti alla sua stella madre. Tale misura, insieme a quella della massa planetaria, permettono di conoscere il valore della densità del pianeta extrasolare e, di conseguenza, di definire se il pianeta è roccioso o gassoso.

I 3000 disegni raccolti verranno incisi su due placche di metallo e caricati su CHEOPS, il cui lancio è in programma per il 2017. Qualora il numero di partecipanti fosse superiore a 3000 verrà organizzata una lotteria per selezionare le opere da incidere sulle placche.

I disegni selezionati verranno annunciati nel 2016.

Ulteriori informazioni: ASI – Manda il tuo disegno nello spazio con CHEOPS Media INAF – Disegni nello spazio con CHEOPS e Cheops in Italy.

 

Ariel, ad un passo verso nuovi mondi

Pianeti extrasolari, fisica del plasma e universo a raggi X sono gli argomenti selezionati dall’ESA per le prossimi missioni, tra cui ARIEL, il cui lancio è previsto per il 2025. Crediti: ESA/ ATG medialab
Pianeti extrasolari, fisica del plasma e universo a raggi X sono gli argomenti selezionati dall’ESA per le prossimi missioni, tra cui ARIEL, il cui lancio è previsto per il 2025. Crediti: ESA/ ATG medialab

Sviluppata da un consorzio di oltre 50 istituti di 12 paesi europei, tra cui anche l’INAF, ARIEL (Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey) è una delle tre missioni selezionate in giugno dall’Agenzia Spaziale Europea nell’ambito del programma scientifico Cosmic Vision e, se passerà l’ultima fase per la selezione, verrà mandata in orbita tra circa dieci anni.

L’obiettivo è quello di trovare una regola che leghi la presenza, la dimensione o i parametri orbitali di un pianeta alle proprietà della sua stella ospite. E’ necessario, infatti, avere un campione significativo di pianeti extrasolari per capire come sia legata la chimica di un pianeta all’ambiente in cui esso si è formato oppure come la sua nascita ed evoluzione vengano influenzati dalla stella ospite.

Ariel, in tre anni e mezzo di durata della missione, osserverà oltre 500 pianeti extrasolari già scoperti con altri strumenti, focalizzando l’attenzione su una grande varietà di ambienti planetari: dai giganti gassosi del tipo Giovi caldi alle Super-Terre in orbita molto stretta attorno alla stella, oppure attorno a stelle più luminose del nostro Sole.

Ulteriori informazioni: Media INAF – C’è “aria” di nuovi mondi