20.4.17

LHS 1140b: UNA NUOVA E PROMETTENTE SUPER-TERRA

La ricerca di pianeti attorno ad altre stelle prosegue spedita dopo aver collezionato di recente scoperte epocali come Proxima b ed il sistema di TRAPPIST-1
L'obiettivo finale è quello di trovare pianeti simili alla Terra, abitati o abitabili, sperabilmente vicini al nostro sistema. 

Con la tecnologia attuale infatti la vicinanza è un requisito ancora fondamentale per poter caratterizzare in maniera certa un determinato pianeta e la sua atmosfera. Nell'impossibilità di inviare sonde sul posto, bisogna affidarci all'unico messaggero che attraversa l'universo per noi: la luce.
Negli ultimi tempi sono state effettuate scoperte sensazionali entro poche decine di anni luce dal Sole, nulla in termini astronomici, che fanno pensare ad una galassia ben più popolata di pianeti terrestri rispetto a quanto si creda. 
L'ultimo arrivato, LHS 1140b, entra prepotentemente in questa importantissima categoria in attesa di ulteriori conferme e studi approfonditi. 

Distante appena 39 anni luce in direzione della costellazione della Balena, il nuovo esopianeta orbita
attorno alla nana rossa LHS 1140, una stella più piccola (15% della massa solare) e fredda della nostra . Nel periodo di osservazione della stella non sono stati rilevati flare, è stata stimata un'età di poco superiore ai 5 miliardi di anni ed un periodo di rotazione dell'astro pari a circa 130 giorni. L'abitabilità di un pianeta e la stabilità del sistema in cui si trova sono strettamente legati alle caratteristiche della stella (o delle stelle), dunque è importantissimo conoscerne ogni caratteristica al meglio per avere un quadro chiaro e complessivo; soprattutto se il pianeta rientra nella zona abitabile ed ha caratteristiche terrestri.

Veniamo ora al pianeta appena scoperto.
La scoperta è stata possibile grazie all'utilizzo della schiera robotizzata di telescopi del MEarth Project, in Arizona, a caccia di mondi transitanti attorno alle nane rosse. Altri dati ed osservazioni sono state possibili grazie allo spettrografo HARPS, che ha rilevato le variazioni nella velocità radiale della stella causate dalla presenza del suo pianeta. 
E' stato quindi possibile rilevarlo grazie all'allineamento tra il suo piano orbitale e la nostra linea di vista: questa preziosa condizione ci permette di osservare il periodico transito del pianeta di fronte alla sua stella. Questo metodo è in grado di fornirci una montagna di preziose informazioni sul pianeta e sulla sua atmosfera. Per ora si sa che LHS 1140b ha una massa pari a 6.6 volte quella terrestre e un raggio 1.4 volte maggiore del nostro. La densità risultante è 2.3 volte quella della Terra, lasciando ben pochi dubbi sul fatto che sia un pianeta roccioso e quindi di tipo terrestre. Tale densità fa ipotizzare ad un mondo ricco di ferro e silicati con un nucleo metallico.
Altro punto importante: la sua massa e quindi la sua gravità è grande abbastanza da mantenere attorno a sè un'atmosfera complessa, capace di mitigare il clima e proteggerlo (al pari di eventuali forme di vita) dall'attività stellare e meteorica.
Orbita in 25 giorni attorno al suo astro ad una distanza di 0.09 UA, pari a meno di 1/10 della distanza che separa la Terra dal Sole. Questa vicinanza però permette al pianeta di rientrare perfettamente nella zona abitabile del suo sistema, essendo la sua una stella più piccola e fredda del nostro Sole.
E' stato inoltre possibile stimare un'orbita circolare per il pianeta, indizio di una situazione stabile per questo mondo promettente.
La vicinanza e le caratteristiche di questo pianeta sono oro per i cacciatori di pianeti e delle tracce di vita su di essi, tanto che la nuova generazione di telescopi che sarà operativa nei prossimi anni si occuperà certamente  e prioritariamente di questo pianeta. Nel frattempo però anche la tecnologia attualmente disponibile è in grado di anticipare ed aprire la strada allo studio della sua atmosfera. E' infatti lì che si concentra l'attenzione: si spera sempre di trovare tracce della presenza di vita osservando la composizione chimica dell'atmosfera, eventuali sue variazioni o la presenza di gas di origine incontrovertibilmente artificiale. 
Siamo all'inizio di questi studi ma stiamo già facendo passi da gigante anno dopo anno, accumulando esperienza e risultati impensabili anche pochi anni fa. 

7.4.17

STUDIARE L'ATMOSFERA DI ALTRE TERRE

Si stanno compiendo passi avanti nello studio delle atmosfere che circondano gli esopianeti rocciosi, in particolare quelle appartenenti alle superterre. Si tratta di pianeti di tipo terrestre, dunque rocciosi, di dimensioni maggiori di quelle della nostra Terra. 
Gli sforzi degli astronomi si concentrano sempre più sulla caratterizzazione di questa tipologia di pianeti e delle relative atmosfere in quanto si ritiene che siano i luoghi più promettenti per la ricerca della vita e delle tracce della sua presenza o attività.

La presenza di concentrazioni anomale di gas prodotti esclusivamente o strettamente collegati all'attività biologica può costituire un solido indizio circa la presenza di forme di vita su un determinato pianeta.
Questa volta l'attenzione si è rivolta ad una superterra in orbita attorno alla stella GJ 1132: si tratta in assoluto del pianeta più piccolo attorno a cui è stato possibile osservare e studiare l'atmosfera.
Per lo studio è stato utilizzato il telescopio da 2.2 metri dell'ESO/MPG situato in Cile. Per lo studio delle atmosfere ci si affida al buon vecchio metodo del transito: si attende che il pianeta transiti di fronte alla sua stella e, se possiede un'atmosfera, parte della luce stellare filtrerà attraverso l'involucro gassoso venendo selettivamente assorbita e rivelandoci dunque la sua composizione chimica.
Abbiamo accennato all'importanza dello studio se consideriamo le dimensioni del pianeta GJ 1132b: si tratta di una superterra ma avendo una massa ed un raggio rispettivamente pari a 1.6 e 1.4 volte quella terrestre...non è poi così super!
Insomma, questo studio certifica ufficialmente la nostra capacità di studiare atmosfere di pianeti rocciosi di piccole dimensioni, frutto del nuovo livello di sensibilità raggiunto dalla strumentazione disponibile e dai metodi di analisi dei dati.

GJ 1132b orbita in appena 1.6 giorni attorno ad una nana rossa distante circa 39 anni luce dal Sole, in direzione della costellazione della Vela. E' stato osservato simultaneamente a differenti lunghezze d'onda in 7 diverse bande dello spettro elettromagnetico. Dalle osservazioni è risultata una dimensione maggiore del pianeta ad una particolare lunghezza d'onda posta nell'infrarosso, rivelando la presenza di un'atmosfera opaca a questa particolare lunghezza d'onda. 

Utilizzando poi i dati raccolti in un modello che simuli al meglio quanto osservato, gli astronomi sono giunti ad un'atmosfera ricca di vapore acqueo e metano.
Ma, come spesso capita, la mancanza di alcuni dati al momento impedisce di saperne di più e di comparare la Terra con GJ 1132b: potrebbe essere un pianeta oceano o una terra con una calda atmosfera di vapore acqueo...
Il pianeta intanto riceve dalla sua stella 19 volte più radiazione rispetto alla Terra e la temperatura negli strati alti della sua atmosfera si stima attorno ai 260°C; la prossimità al suo sole fa ipotizzare che sia anche bloccato marealmente, rivolgendo sempre lo stesso emisfero alla stella e dunque creando complessi meccanismi climatici di trasporto del calore e di circolazione dei venti.
Se ne occuperà sicuramente a breve Hubble e nel prossimo futuro la nuova potente generazione di telescopi terrestri e spaziali. Per ora è stato fatto un altro importantissimo passo avanti.



24.3.17

UNA NUOVA SFIDA PER COMPRENDERE I SISTEMI PLANETARI

Attorno alla coppia di stelle HD 106906AB, distante 300 anni luce da noi, c'è un pianeta gigante che sfida i modelli attualmente utilizzati per spiegare la formazione planetaria
HD 106906b, questo il suo nome, è un pianeta 11 volte più massiccio di Giove in orbita attorno alle sue stelle ma ben oltre il vasto disco di detriti che la circonda. Rivoluziona a 730 UA dai suoi soli (730 volte la distanza Terra-Sole), percorrendo la sua orbita in oltre 1500 anni!
Non era mai stato osservato un pianeta la cui orbita fosse esterna rispetto al principale disco di detriti presenti attorno alla sua stella e, ora che ne è stato scoperto uno, gli astronomi cercheranno di studiare gli effetti perturbativi che la sua ingombrante presenza genera sull'esterno del disco di detriti.
Il disco, che ha una massa complessiva pari al 7% della massa lunare, presenta infatti asimmetrie a varie scale nella sua struttura ad anello attorno alle due stelle, che si estende da 65 a 550 UA circa.

Altro aspetto interessante è l'età del sistema: appena 13 milioni di anni. Un istante in termini astronomici!
Ma come è possibile che il giovanissimo pianeta in questione si trovi così lontano dal suo presunto luogo di formazione? Le ipotesi attuali si concentrano su una perturbazione gravitazionale che lo avrebbe allontanato dalle due stelle, ma il caso non ha precedenti e bisogna pensare da zero nuovi modelli e nuove dinamiche che spieghino le osservazioni. 


D'altro canto tra le ipotesi ci sono anche quelle che ipotizzano la sua formazione in situ, ovvero nel luogo in cui lo vediamo oggi. Alcune simulazioni condotte con il nuovo modello Smack (Superparticle-Method Algorithm for Collisions in Kuiper belts and debris disks) riescono a riprodurre in maniera convincente le osservazioni e l'orbita marcatamente ellittica del pianeta, senza considerare la presenza di ulteriori pianeti.

Questa nuova evidenza suggerisce agli astronomi di considerare nei sistemi planetari in esame sia i perturbatori interni che quelli esterni, al fine di comprenderne al meglio le dinamiche complessive e alcune asimmetrie e stranezze osservate in vari sistemi e dischi attualmente in studio.

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.