19.3.17

ITALIA IN PRIMA LINEA NELLA CACCIA ALLE SUPERTERRE


Una joint venture tra l'Italia ed il gruppo di astronomi che ha scoperto i pianeti di TRAPPIST-1, ha collezionato un altro importante risultato. 
Si tratta della scoperta di due superterre, ovvero pianeti rocciosi con massa superiore a quella della nostra Terra, in orbita alla stella HD 219134 distante appena 21.25 anni luce dal Sole.
Nel sistema erano già noti dal 2015 altri 5 pianeti, tre superterre e due pianeti giganti gassosi.
Il sole di questi due mondi ci appare come una stellina di magnitudine apparente 5.6 nella costellazione di Cassiopea. La sua alta metallicità (130% di quella solare) le attribuisce un'età di circa 12 miliardi e mezzo di anni.

L'importanza della scoperta è data proprio dalla loro vicinanza: secondo il team di astronomi è assai improbabile che vi siano altre superterre transitanti più vicine a noi di quelle scoperte. Tale condizione le rende ovviamente oggetto di studi approfonditi, un'occasione che non si può sprecare o ignorare.
Per giungere a questa nuova scoperta è stato utilizzato il Telescopio Nazionale Galileo (TNG), situato alle Canarie, ed il Telescopio Spaziale Spitzer.
Il TNG, con il suo sensibilissimo spettrografo HARPS-North, ha utilizzato il metodo delle velocità radiali per evidenziare i pianeti in orbita attorno alla stella. In pratica ha misurato i disturbi gravitazionali sulla posizione della stella, indotti dalla presenza dei pianeti.
Spitzer, prezioso ed assai preciso in questo genere di rilevazioni, ha utilizzato l'ormai tanto proficuo quanto collaudato metodo del transito. 
L'unione dei due metodi ha permesso di ridurre l'incertezza sulle misure della massa e del volume dei due pianeti: questo aspetto è fondamentale per determinare accuratamente la densità (massa/volume) dei pianeti e quindi comprenderne la struttura interna e la composizione. 

L'analisi delle curve di luce dei pianeti ha confermato la rocciosità e ha permesso il calcolo delle masse, pari a circa 2.7 masse terrestri per HD 219134c e a 3 masse terrestri per HD 219134b. Sono stati calcolati inoltre i rispettivi periodi orbitali di 6.8 giorni e 3.1 giorni, corti abbastanza da collocarli su orbite assai prossime al loro sole.
La prima delle due superterre, HD 219134b, orbita a meno di 0,04 UA dalla sua stella, ha un raggio pari a 1.6 volte quello terrestre e una densità di 6 g/cm3.
La nota dolente è infatti la loro temperatura: considerando la loro vicinanza ed il tipo di stella (una nana arancione, quindi poco più fredda del Sole), sui pianeti la temperatura risulterebbe incompatibile con la vita. 


D'altro canto, però, la loro vicinanza e l'allineamento fortunato che ci permette di assistere al loro transito è prezioso per poter studiare a fondo questa importante categoria di pianeti extrasolari. In particolare è possibile compiere studi sulla loro composizione interna, sulla loro origine e sulle dinamiche riguardanti l'intero sistema planetario.
Il prezioso TNG e parte del team di astronomi autore della scoperta è italiano, evidenziando nuovamente l'eccellenza italiana nella scoperta e nello studio dei pianeti extrasolari.



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9.3.17

TRAPPIST-1: SECONDO ROUND!


Il mondo intero è rimasto affascinato dalla scoperta dei tre pianeti potenzialmente abitabili attorno alla vicina stella TRAPPIST-1 e gli appassionati, oltre agli addetti ai lavori, stanno cercando di imparare tutto quello che possono su questi mondi assai promettenti.
Passata l'euforia dell'annuncio, i lavori vanno avanti e procedono spediti verso nuove osservazioni e dunque nuove informazioni sull'intero sistema ed in particolare sui tre mondi posti all'interno della fascia di abitabilità.
Infatti, i principali telescopi terrestri e spaziali (oltre a quelli che saranno ultimati nel prossimo futuro) hanno in programma osservazioni dettagliate e ripetute del sistema al fine di ottenere quanti più dati possibili e migliorare i dati già in possesso.
Il telescopio spaziale Kepler, in prima linea sul fronte della scoperta di esopianeti transitanti, sta conducendo un instancabile lavoro di monitoraggio del sistema. Dal 15 dicembre 2016 al 4 marzo 2017, nell'ambito della missione K2, ha osservato i minuscoli cali di luce prodotti dal transito dei 7 pianeti davanti alla loro stella. I dati raccolti da Kepler sono disponibili da oggi (scaricabili qui) e gli astronomi sperano, grazie ad essi, di poter aumentare la precisione dei dati già in possesso ed in particolare di poter stimare con precisione anche la massa ed il periodo orbitale del settimo pianeta, TRAPPIST-1h, fino ad oggi note con grande incertezza.
L'osservazione di Kepler, nota come K2 Campaign 12, è in assoluto la più lunga osservazione continuativa condotta sul sistema di TRAPPIST-1 e permetterà di studiare anche le interazioni gravitazionali tra i pianeti del sistema (assai vicini tra loro, oltre che alla loro stella) e la possibilità che se ne nascondano altri finora sfuggiti alle osservazioni.
Per dare un'idea della priorità rappresentata dallo studio di questo sistema basti pensare a quanto è stato fatto di recente dal team di Kepler. Nell'ottobre 2015, quando non erano noti i promettenti pianeti di TRAPPIST-1, vennero stabilite le coordinate entro cui Kepler doveva osservare e raccogliere dati nella sua Campaign 12: la stella TRAPPIST-1 ed il suo seguito non erano incluse nell'area di cielo osservata. Nel maggio 2016, appena annunciata la scoperta dei primi 3 pianeti terrestri nel sistema, il team si mise al lavoro per correggere il puntamento di Kepler e includere la stella nelle osservazioni future. Nell'ottobre dello stesso anno il telescopio era pronto per raccogliere dati. Durante la campagna 12 c'è stata un'interruzione nella raccolta dei dati dovuta ad un reset del software di bordo in seguito al bombardamento di raggi cosmici, problema risolto in cinque giorni senza gravi conseguenze.

Lo studio approfondito del sistema quindi prosegue, con appassionati ed astronomi sempre più affascinati e a caccia di certezze.

28.2.17

TANTA ROCCIA ATTORNO A DUE SOLI


A 1000 anni luce di distanza brilla una coppia di stelle nota come SDSS 1557, composta da una nana bianca ed una nana bruna in orbita al comune centro di massa in appena 2.27 ore. 
Per la prima volta sono stati osservati detriti rocciosi in orbita attorno ad un sistema binario, evidenziati dall'inquinamento dell'atmosfera stellare causato dal materiale roccioso e ricco di metalli in caduta verso la coppia di astri. La situazione permetterebbe di ipotizzare la presenza di uno o più pianeti rocciosi nel sistema.
L'attualmente ipotetico pianeta sarebbe molto simile al celebre Tatooine dell'universo fantascientifico di Guerre Stellari, con un cielo solcato da due soli.
La scoperta è di particolare importanza perchè prima d'ora, attorno ai sistemi stellari binari, erano noti solamente pianeti giganti gassosi e non era mai stata osservata una fascia asteroidale. 
L'analisi spettroscopica del materiale in caduta verso la superficie di una delle stelle ha mostrato la presenza abbondante di metalli, silicio e magnesio: tutti ingredienti indispensabili e necessari per la formazione di pianeti rocciosi di tipo terrestre. Tutto il materiale rilevato equivarrebbe ad un corpo asteroidale di circa 4 km di diametro (100 miliardi di tonnellate di massa).
A causa dell'intensa gravità esercitata dalle due stelle, si riteneva impossibile la formazione di pianeti rocciosi nati dalla progressiva aggregazione di polveri ed asteroidi. Questa scoperta determina un'opportunità unica di monitorare proprio questo controverso passaggio. Altrettanto importante è la posizione in cui si trova il materiale rispetto ai due astri: la distanza è abbastanza elevata da permettere orbite stabili e assai poco perturbate dal sistema binario centrale.
Non è stata ancora osservata la presenza di uno o più pianeti rocciosi nel sistema, ma la disposizione del materiale in una cintura asteroidale attorno ai due soli fa ben sperare.
Per osservare il lontano sistema binario hanno unito le forze il Gemini Observatory South Telescope e il Very Large Telescope, i quali hanno permesso di osservare e determinare la composizione chimica dei detriti. Le prossime osservazioni saranno compito del quanto mai indispensabile e performante Hubble Space Telescope; bisognerà fare presto però perchè entro poche settimane le polveri rocciose e ricche di metalli sprofonderanno all'interno della stella sparendo alla vista per sempre.

22.2.17

TRAPPIST-1: IL SISTEMA DELLE MERAVIGLIE

Mobilitando la stampa mondiale e dandole appuntamento per le 19 di questa sera (ora italiana), la NASA aveva già fatto intuire la portata dell'annuncio. E quello condiviso poco fa rappresenta solamente l'ultimo degli storici annunci a cui ci ha abituato la NASA in materia di pianeti extrasolari. 
Su questo blog ho sottolineato spesso quanto il nostro sistema planetario sia in realtà un caso più unico che raro nel panorama delle centinaia di sistemi planetari extrasolari che oggi conosciamo: l'unico (per quanto ne sappiamo) composto da 8 pianeti e tra i pochissimi con più di 5 pianeti.
Da stasera sappiamo che esiste almeno un altro sistema che si aggiunge a questo piccolo gruppo: si tratta di TRAPPIST-1, ad appena 39.13 anni luce in direzione della costellazione dell'Acquario.
Dalla Terra il sole di questo sistema planetario appare come una debolissima stellina di magnitudine apparente 18.8.

Il sistema in questione contiene 7 pianeti, tutti rocciosi e di taglia terrestre!
Tre di questi mondi orbitano all'interno della zona abitabile del sistema, là dove la temperatura è tale da permettere la presenza di acqua liquida in superficie.
La somiglianza strutturale tra il sistema solare ed il sistema planetario in orbita attorno alla stella TRAPPIST-1 termina però con l'aspetto numerico! La stella del sistema infatti è molto diversa dal nostro Sole: si tratta di una nana rossa ultrafredda (2550 K superficiali) con una massa ed una dimensione pari a circa 1/10 di quella solare ed una luminosità pari al 4%.
Dopo alcuni anni di studio è risultata essere una stella tranquilla, ovvero non soggetta ad eventi violenti ed improvvisi come invece capita ad altre nane rosse.
Un ulteriore fatto interessante è la longevità di questo tipo di stelle: TRAPPIST-1 si stima possa vivere nell'ordine delle migliaia di miliardi di anni, assicurando stabilità e sicurezza all'intero sistema planetario. Inoltre, nella sola Via Lattea, le stelle come questa sono ben il 15% del totale!

Utilizzando il telescopio TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope - La Silla, Cile), un piccolo telescopio ad altissima precisione studiato per rilevare i transiti di piccoli pianeti e planetesimi, erano già stati scoperti ben 3 pianeti di taglia terrestre nel sistema.

Un'altra profonda diversità tra il nuovo sistema planetario ed il nostro sta nella disposizione e nella distanza tra i pianeti: i 7 pianeti sono tutti vicinissimi alla stella ed anche tra di loro! Ciò vuol dire che la forte interazione gravitazionale che li lega al loro astro li costringe a mostrare sempre il medesimo emisfero alla loro stella; la vicinanza tra i singoli pianeti genera invece ulteriori e reciproche interazioni gravitazionali.
Basti pensare che il più interno orbita a 0,01 UA (1,5 milioni di km) ed il più lontano di tutti, TRAPPIST-1h, orbita ad appena 0,06 UA (9 milioni di km) dalla sua stella: Mercurio orbita a 0,4 UA ed è il primo pianeta del sistema solare!
Ad orbite così strette corrispondono anni assai brevi: i periodi oscillano tra 1.5 e 12.4 giorni.
A causa della massa ridotta e della bassa temperatura superficiale della stella, i pianeti sono sottoposti ad un irraggiamento simile a quello ricevuto dai pianeti terrestri del sistema solare.
Tutti i pianeti percorrono orbite circolari nello stesso senso, indicando un'origine comune e coeva con la loro stella. E' possibile quindi che i pianeti si siano inizialmente formati su orbite più esterne e che, in un secondo momento, i pianeti siano migrati verso le regioni più interne del sistema.

I pianeti hanno dimensioni variabili tra il 75% ed il 110% di quelle terrestri:  b,c,e,f,g hanno dimensioni terrestri mentre i pianeti d e h hanno le dimensioni di Marte.
I dati raccolti sono sufficientemente accurati da poter rilevare e quantificare le interazioni gravitazionali tra i singoli pianeti e dunque stimare la massa e la densità dei primi sei. La densità, parametro importantissimo per comprendere la composizione e la struttura di un pianeta, varia tra il 60 ed il 117% di quella terrestre.
Lo spettro di TRAPPIST-1b e TRAPPIST-1c aveva già escluso in precedenza la presenza di un'importante atmosfera di idrogeno priva di sistemi nuvolosi, suggerendo agli astronomi la possibile presenza di atmosfere più simili a quella di Venere o comunque ricche di vapore acqueo.
Ma ciò che ha strabiliato di più il team di astronomi autore della scoperta è la presenza di ben 3 pianeti all'interno della fascia abitabile del sistema, tutti molto simili alla Terra per dimensioni e massa. Si tratta dei pianeti TRAPPIST-1e, TRAPPIST-1f e TRAPPIST-1g. Un quadro già promettente in partenza, ma che necessita ulteriori studi sulla composizione della loro atmosfera e sulla loro temperatura.
Alla scoperta e caratterizzazione di questi pianeti hanno collaborato i maggiori telescopi spaziali (Spitzer, Hubble) e terrestri (VLT, TRAPPIST North e South, UK Infrared Telescope, i telescopi W. Herschel e Liverpool, l'Osservatorio Astronomico del Sudafrica).
Nel prossimo futuro il loro monitoraggio, alla ricerca di tracce di vita, di acqua e della struttura e composizione della loro atmosfera, continuerà con il James Webb Space Telescope  e la nuova generazione di supertelescopi terrestri attualmente in costruzione.

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16.2.17

A CACCIA DI ESOLUNE


Una esoluna è una luna che orbita attorno ad un pianeta extrasolare, ovvero ad un pianeta che rivoluziona attorno ad una stella diversa dal Sole. 
Da alcuni anni si è aperta ufficialmente la caccia alla prima esoluna ma, nonostante i grandi telescopi attuali ed i metodi raffinati che vengono utilizzati per scoprire i pianeti attorno ad altre stelle, per ora non è stata annunciata alcuna scoperta. Riuscire ad identificare il segnale di una luna extrasolare è oggi al limite della strumentazione disponibile, ma il telescopio spaziale Kepler ci sta provando nell'ambito del programma "Hunt for Exomoons with Kepler" (HEK) della NASA.
Le lune extrasolari, esattamente come i relativi esopianeti, si presentano in forme molto più varie rispetto a ciò che è osservabile nel solo sistema solare: ad esempio è facile pensare che pianeti giganti gassosi di dimensione e massa molto superiore a quella del nostro Giove possano ospitare lune grandi come la Terra o forse più.
Queste implicazioni sono importantissime per due motivi: 
- più sono grandi e più è facile rilevarle;


- se i relativi pianeti si trovano all'interno della zona abitabile del loro sistema, anche grandi lune (magari condizioni simili alla Terra) possono ospitare la vita.
Come più volte abbiamo visto in questo blog seguendo le nuove scoperte, oggi siamo in grado di rilevare pianeti di taglia inferiore a quella terrestre e quindi saremmo potenzialmente in grado di osservare lune extrasolari come quelle di cui abbiamo appena parlato.

Come fare? Che metodo usare? In breve, la procedure è analoga a quella utilizzata per scoprire pianeti in orbita attorno alle stelle. I metodo ritenuto migliore che oggi viene utilizzato in questa caccia è quello del transito. Tra gli altri, risultano promettenti (anche se limitanti) anche quello del timing delle pulsar e del microlensing gravitazionale.
Dalla curva di luce ottenuta durante il transito del pianeta di fronte alla sua stella bisognerebbe osservare un segnale secondario di entità minore dovuto al transito della luna del pianeta. 

Un nuovo studio, basato su 30 simulazioni, ha mostrato come Kepler possa essere in grado di rilevare lune con una dimensione pari ad almeno il 10% di quella terrestre.  


Le simulazioni hanno ricostruito una vasta gamma di condizioni in cui potrebbero formarsi satelliti extrasolari di dimensioni sufficienti per essere osservati da Kepler. E' risultato che i detriti scagliati nello spazio dallo scontro di due pianeti rocciosi con masse comprese tra 2 e 7 masse terrestri (superterre),con velocità prossima a quella di fuga e angolo di impatto obliquo, potrebbero generare un satellite abbastanza grande da essere alla portata di Kepler.

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