22.5.17

UN'ALTRA SUPERTERRA VICINA


Se consideriamo le migliaia di pianeti extrasolari che conosciamo oggi, ci viene da sorridere pensando che solamente 30 anni fa gli unici pianeti noti nell'intero universo erano quelli del nostro sistema solare. 
La crescita ormai esponenziale del numero di scoperte di nuovi pianeti va di pari passo con l'avanzamento tecnologico che ci permette di osservare sempre più in dettaglio.
Di questa felice tendenza è testimone l'ultima scoperta, che ci fa conoscere una superterra ad appena 21.2 anni luce dal nostro sistema solare, un nulla in termini astronomici. Un mondo speciale che, con ulteriori studi ed osservazioni, potrebbe riservare anche qualche sorpresa. 
Poichè il piano orbitale del pianeta attorno alla sua stella non coincide con la nostra linea di vista, il pianeta non si trova a transitare di fronte alla sua stella come la maggior parte dei pianeti extrasolari che conosciamo oggi, dunque per scoprirlo e studiarlo è inutile il metodo del transito. Fondamentale invece per scovarlo è stato il metodo della velocità radiale, che evidenzia la perturbazione gravitazionale prodotta dalla presenza dell'invisibile pianeta sulla sua stella. 
C'è tanta Italia in questa scoperta, effettuata con il nostro Telescopio Nazionale Galileo (TNG) alle Canarie che monta HARPS-N, uno degli spettrometri più sensibili al mondo e veterano come scopritore di nuovi mondi.
Il nuovo pianeta, battezzato GJ 625b (o Gliese 625b), è un mondo roccioso posto al limite della fascia di abitabilità della sua stella. Con la sua massa pari a 2.8 volte quella del nostro pianeta, il nuovo mondo rientra nella ormai numerosa classe delle superterre.
La sua stella, GJ 625 (o Gliese 625, mv:+10.2 nel Drago), è una nana rossa ed è stata osservata per ben 3 anni dagli astronomi, proprio per evidenziare la presenza di anomalie gravitazionali (anomalie nella velocità radiale) che indicassero la presenza di uno o più pianeti in orbita. Grazie a 151 spettri raccolti da HARPS-N si è potuto stimare il periodo orbitale, pari a 14 giorni. Il pianeta ruota a 0.08 UA dal suo sole.
Come accennato, il pianeta si trova a ridosso del limite interno della fascia di abitabilità della sua stella e quindi potrebbe ospitare acqua liquida in superficie, ma molto dipende dalla sua atmosfera e dal suo periodo di rotazione. Entrambi i fattori giocano un ruolo chiave nel determinare la temperatura superficiale del pianeta ed in ultima istanza la sua possibile abitabilità.



SEMPRE MENO SEGRETI ATTORNO A FOMALHAUT

Fomalhaut è una delle stelle più brillanti dell'intero cielo, la più luminosa della sua costellazione: il Pesce Australe. Simile a Sirio e Vega, dista da noi 25 anni luce e ha una massa ed una dimensione doppia rispetto al Sole. Risulta però sensibilmente più calda con i suoi 8500 K.
Al di là della sua luminosità, c'è molto interesse per questa stella in quanto ospita attorno a sé un estesissimo disco di gas e polveri in cui orbita Fomalhaut b, il primo pianeta extrasolare scoperto grazie ad un'osservazione diretta.

La presenza del disco fu intuita per la prima volta grazie ai dati raccolti dal telescopio spaziale IRAS nel 1983 che osservando la stella e le sue immediate vicinanze rivelarono un eccesso di radiazione infrarossa. Nel 1998 il sistema fu osservato nelle lunghezze d'onda millimetriche e submillimetriche, mettendo il luce il disco e l'estesa cavità centrale. 
La svolta però si ebbe nel 2005 quando, grazie al coronografo ed all'osservazione ad altissima risoluzione (0.5 UA per pixel) nel visibile, Hubble fece un ritratto completo al disco di gas e polveri. 
Ciò che emerse fu un disco ellittico di 140 x 57.5 UA, con una fascia di materiale asteroidale e cometario estesa 25 UA tra le 133 e le 158 UA da Fomalhaut, stella a sua volta posta a 15.3 UA dal vero centro del disco. Lo spessore massimo del disco risultò essere di 3.5 UA per una massa totale compresa tra le 50 e le 100 masse terrestri. 
Dalle analisi spettroscopiche si comprese che il disco era composto prevalentemente da ghiaccio d'acqua e silicati, seguiti da composti del ferro e del carbonio; il tutto ad una temperatura compresa tra 40 e 75 K.
Questo e poco altro è tutto ciò che si è saputo fino ad oggi di Fomalhaut e del suo disco di polveri. Tra le recenti novità è da citare senza dubbio quella riguardante la natura tripla del sistema stellare di Fomalhaut.
Ma recentemente sono state effettuate nuove osservazioni da ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). E' stato così possibile ottenere per la prima volta l'immagine più dettagliata di sempre dell'intero sistema. 
Facendo l'analisi spettroscopica di questi detriti gli astronomi hanno trovato analogie tra quel materiale e quello cometario presente nel sistema solare; hanno anche evidenziato come il sistema stia attraversando una fase analoga al late heavy bombardment subita dal giovane sistema solare, quando i detriti rimanenti dalla formazione del sistema colpirono incessantemente il neonato sistema planetario. Grazie a questi studi è stato possibile stimare l'età del sistema in 440 milioni di anni, circa 1/10 dell'età del sistema solare. 
Gli studi più recenti di ALMA hanno ridotto l'estensione della fascia di detriti a circa 13.5 UA (2 miliardi di km), a partire da 136.3 UA dalla stella. La massa contenuta all'interno della fascia è stata stimata in 0.015 masse terrestri. Tali evidenze hanno portato gli astronomi a credere che tale fascia sia plasmata dall'azione gravitazionale di almeno due pianeti, proprio come accade agli anelli di Saturno sotto l'azione di alcune sue lune.
Un'altra grande novità legata a questo studio è stata la possibilità di osservare un fenomeno che fino ad oggi era stato solo predetto: il bagliore dell'apocentro. Seguendo quanto dice il buon Keplero nella sua seconda legge, il materiale contenuto nella fascia di detriti dovrebbe rallentare in direzione dell'apocentro e raggiungere la minore velocità, ammassandosi momentaneamente, in quel punto. Se ciò e vero, e lo è, all'apocentro dovremmo trovare una maggiore concentrazione di materiale che rende questa particolare area più densa e luminosa. Ebbene, grazie a questo bagliore, è stato possibile determinare che l'abbondanza di monossido di carbonio ed anidride carbonica è analoga a quella presente nelle comete del nostro sistema solare.


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19.5.17

KELT-11b: IL PIANETA ESPANSO

Attorno alla stella KELT-11, distante 320 anni luce dal Sole, è stato scoperto nel 2016 un pianeta davvero bizzarro: un gigante gassoso con una densità estremamente bassa, simile a quella del polistirolo!
Il pianeta è stato individuato tra le 5 milioni di stelle scandagliate dal Kilodegree Extremely Little Telescope, grazie al transito che compie periodicamente attorno al suo sole.
Anche il telescopio spaziale Spitzer ha osservato il transito del pianeta alla lunghezza d'onda di 3.6µm.
Ma come è stato possibile calcolare la densità di questo mondo lontano? Grazie al metodo con cui è stato scoperto siamo in grado di ricavare il volume del pianeta, direttamente proporzionale alla quantità di luce stellare che scherma durante il passaggio davanti alla sua stella. La massa è stata stimata dai parametri orbitali noti e dai dati del transito.
Per ottenere la densità del pianeta, un parametro fondamentale per comprendere la composizione e la struttura di un pianeta, basta fare massa/volume. 
Ed è proprio a questo punto che KELT-11b ha meravigliato gli astronomi: con un volume superiore a quello di Giove del 40% ed una massa pari appena ad 1/5 di quella gioviana si ottiene una densità estremamente bassa: 0.093 g cm3
La luminosità della stella (mv 8.0) permette di compiere misurazioni atmosferiche precise, utili anche ad affinare le tecniche di indagine delle atmosfere extrasolari. Si è visto in particolare che la sua atmosfera è spessa addirittura 2763 km, rendendolo di fatto uno dei pianeti più gonfi che si conoscano.
Ma la stella ha già intrapreso il percorso che la porterà entro 100 milioni di anni a diventare una gigante rossa e quando raggiungerà questo nuovo stadio per KELT-11b non ci sarà più nulla da fare: verrà inglobato e distrutto dalla stella in espansione. 
Il pianeta orbita molto vicino alla stella (0.06 UA) in appena 4.74 giorni.
Allo studio hanno partecipato varie università americane ed anche una quarantina di citizen scientists provenienti da 10 paesi sparsi in 4 continenti.