8.7.16

FOTOGRAFATO UN PIANETA CON TRE SOLI

A 320 anni luce dalla Terra, nella costellazione del Centauro, c'è un sistema stellare triplo che ospita
un pianeta gigante.

Grazie allo strumento SPHERE a bordo del VLT, gli astronomi sono stati in grado di fotografare il pianeta HD 131399 Ab e le sue stelle. Tra l'altro, secondo le teorie attuali, quel pianeta non dovrebbe esistere: le potenti interazioni gravitazionali tra le tre stelle avrebbero dovuto impedirne la formazione o comunque destabilizzarne l'orbita ed espellerlo dal sistema....ma ciò non accade!


Il sistema stellare triplo ospita una una stella principale con una massa pari a 1,8 volte quella del Sole ed una coppia di stelle meno massicce e luminose.
L'orbita di HD 131399 Ab attorno alla stella più luminosa è la più ampia mai osservata in un sistema stellare multiplo: un anno su quel pianeta dura 550 anni terrestri. 
Si tratta di un mondo giovanissimo, appena 16 milioni di anni, e tra i più freddi e meno massicci finora conosciuti. Con i suoi 580°C ed una massa pari a circa 4 volte quella di Giove, risulta essere anche il pianeta meno massiccio e più freddo di cui si è riusciti ad ottenere un'immagine diretta.

Un ipotetico osservatore posto sulla superficie del pianeta vedrebbe, a seconda della stagione (in ogni caso più lunga di una vita umana), tre albe e tre tramonti al giorno oppure un giorno perenne. Per la maggior parte della sua orbita nel cielo del pianeta si vedrebbero 3 stelle, le due che formano una coppia stretta e la più luminosa che varia la distanza apparente dalla coppia durante l'anno. Così facendo sul pianeta ci sarebbe un'unica alba tripla ed un unico tramonto triplo, permettendo l'alternanza del dì e della notte. Ma, con il progressivo distanziarsi delle stelle nel cielo durante l'anno, quando il tramonto della stella principale coincide con il sorgere dell'altra coppia allora si ha un dì costante per circa un quarto dell'orbita del pianta....ovvero 140 anni terrestri! 


Attorno alla stella principale A, a 300 UA di distanza, orbita la coppia stretta di stelle B e C. La coppia BC è separata da 10 UA, la stessa distanza che separa Saturno dal Sole. In questo ambiente stellare transita il pianeta nella sua orbita a 80 UA dalla stella A (il doppio della distanza che separa Plutone dal Sole). L'orbita ampia di HD 131399 Ab lo porta a poco più di 1/3 della distanza dalle stelle BC, al limite per poter mantenere un'orbita stabile. 
Il funzionamento di questo sistema desta estremo interesse tra gli astronomi e sono già state fissate ulteriori osservazioni per affinare la conoscenza della traiettoria orbitale del pianeta.


Infine, grazie all'osservazione diretta del pianeta è stato possibile ottenerne lo spettro. Tale spettro è fondamentale per determinare direttamente parametri fisici e chimici propri del pianeta, come la temperatura. Osservando nell'infrarosso (1.4 - 1.6 micron) è stato possibile caratterizzare l'atmosfera: sono presenti acqua, metano e forti venti in quota.

UN PIANETA CON TRE SOLI


Oggi conosciamo centinaia di sistemi planetari sparsi per la galassia che ospitano migliaia di pianeti. Data la grande varietà di configurazioni con cui si presentano, potremmo dire che quasi ogni sistema ha le sue affascinanti peculiarità e la natura sa sempre come stupirci.
L'ultima meraviglia scoperta è il sistema stellare triplo HD 131399, ospitante un pianeta che in teoria non dovrebbe esistere. 
HD 131399 si trova a circa 319 anni luce dalla Terra in direzione della costellazione del Cenaturo ed è composto da tre astri molto differenti. La componente principale A, una stella giovane (16 milioni di anni appena) di classe A1, è simile a Sirio e Vega ed ospita il pianeta. Le altre due stelle del sistema, B e C, orbitano l'una attorno all'altra, separate da 10 UA (1 UA è la distanza Terra - Sole, 10 UA è circa la distanza tra la Terra e Saturno), e la coppia rivoluziona attorno alla componente principale A alla distanza di 300 UA. 
Il sistema è talmente luminoso che risulta visibile nel cielo come una stella di magnitudine 7, dunque appena fuori dalle possibilità del semplice occhio umano ma perfettamente alla portata di binocoli e piccoli telescopi.


Studiato in dettaglio dal VLT, attraverso SPHERE è stato possibile ottenere un'immagine del pianeta e del suo sistema. Si tratta infatti della prima immagine in assoluto di un pianeta appartenente ad un sistema ternario, oltre che uno tra gli esopianeti più freddi e meno massicci fotografati finora. Ottenere l'immagine di un esopianeta è ancora un lavoro estremamente difficile nonostante ormai se ne conoscano migliaia. 
Ci eravamo meravigliati dei pianeti ribattezzati "Tatooine" in onore del pianeta natale di Luke Skywalker, ovvero quelli che orbitano attorno ad un sistema stellare doppio. Sembravano una rarità fino a pochi anni fa eppure oggi si crede siano molto più diffusi di quanto si pensi visto e considerato il numero crescente di scoperte e soprattutto il fatto che la maggior parte delle stelle si legano in sistemi binari o multipli. I due soli di questi mondi possono creare un perenne giorno, se il tramonto di uno coincide con il sorgere dell'altro, oppure creare albe e tramonti doppi di incredibile bellezza. 
Ma vediamo ora da vicino il nuovo pianeta HD 131399 Ab.


Si tratta di un gigante gassoso con una massa pari a 4 volte quella di Giove che orbita in 550 anni attorno alla componente A, da cui dista 80 UA ( il doppio di quanto dista Plutone dal Sole). Questi dati hanno strabiliato gli astronomi: secondo le attuali teorie, un pianeta così massiccio posto su un'orbita così distante dalla sua stella e sottoposto alla potente influenza gravitazionale di ben tre astri, verrebbe espulso dal sistema rapidamente. Ciò che invece si osserva è che il pianeta gode di ottima salute e percorre un'orbita attualmente stabile, con un'eccentricità stimata in 0.35±0.25.


Le dinamiche sulla sua nascita sono ancora incerte: potrebbe essersi formato su un'orbita più vicina ad A ed aver migrato verso l'esterno successivamente, oppure essersi originato attorno alla coppia BC per poi essere catturato dalla gravità di A. 
Grazie all'osservazione diretta del pianeta è stato possibile stimarne la temperatura, risultata attorno agli 850 K (circa 580°C). Lo strumento IFS (Integral Field Spectrograph), implementato su SPHERE e costruito in Italia, ha permesso di acquisire lo spettro del pianeta e quindi la misurazione della temperatura. 

Essendo un mondo gassoso non possiamo scrutare il cielo dalla sua superficie, ma ipotizziamo per un attimo di poterlo fare: cosa vedremmo nel corso del lunghissimo anno del pianeta? Per un quarto della sua orbita (ovvero 140 anni) il pianeta sperimenterebbe un dì costante con i tre astri nel cielo poichè il sole principale tramonterebbe al sorgere della coppia di soli minori. Ciò accade quando il pianeta si trova tra A e la coppia BC. Col procedere del pianeta lungo l'orbita la distanza apparente del sole principale e della coppia di soli minori nel cielo diminuirebbe progressivamente, generando per la maggior parte dell'anno un'alternanza di dì e notte con albe e tramonti tripli. L'alternanza si ha quando la posizione del pianeta è opposta a quella della coppia BC: in tal caso le tre stelle sarebbero visibili solo durante il dì.


UN NUOVO SISTEMA CON 5 PIANETI


Attorno alla stella HIP 41378, posta a 380 anni luce in direzione della costellazione del Cancro, un team di astronomi ha individuato ben 5 pianeti transitanti. 
Il merito è ancora una volta del telescopio Kepler che, anche in questo caso, dimostra il perfetto recupero dopo la grave avaria del 2013. Kepler ha osservato questa stella per 75 giorni.




La stella è simile al nostro Sole e possiede un raggio ed una massa pari rispettivamente a 1,4 e 1,15 volte quella del Sole. 
I 5 pianeti completano tutti le loro orbite in meno di 1 anno terrestre, formando quindi un sistema planetario molto compatto.
 
Considerando le dimensioni, questo sistema ospita un pianeta gigante gassoso come Giove, uno simile a Nettuno, un altro più piccolo di Saturno e due piccoli nettuni.






Articolo

2.7.16

LA LUCE DI UN MONDO LONTANO

La stella CVSO 30 al centro e il candidato esopianeta
CVSO 30c a sinistra
Non siamo nel sistema solare e neanche tra le stelle vicine al Sole: siamo a ben 1200 anni luce di distanza in direzione della costellazione di Orione!

Là, a ben 11 quadrilioni di km, si trova la giovanissima stella CVSO 30 di appena 2.5 milioni di anni: un astro osservato in dettaglio dall'ESO (European Southern Observatory) e dal VLT (Very Large Telescope).

Per avere un'idea della distanza: la luce che vedete in questa foto ha lasciato quella stella quando sulla Terra papa Leone III incoronava Carlo Magno, nella notte di Natale dell'800 d.C, e viaggiando alla velocità della luce (300.000 km/s) ha impiegato 1200 anni per raggiungerci.



Nonostante sia stato fotografato assieme alla sua stella, il potenziale mondo alieno CVSO 30c attende ancora le conferme del caso e pertanto è da considerarsi un "candidato".
Se venisse confermato, si tratterebbe di un pianeta che ruota a ben 660 UA dalla sua stella, impiegando circa 27000 anni terrestri a completare un'orbita. 

Attraverso il metodo del transito gli astronomi avevano già scoperto il potenziale pianeta CVSO 30b attorno alla medesima stella.
Entrambi i candidati sarebbero dei giganti gassosi come Giove e Saturno ma, a differenza dei nostri compagni di sistema, occupano orbite molto differenti. CVSO 30b, infatti, è talmente vicino alla stella (0,008 UA) da completare il suo anno in appena 11 ore!
Ora gli astronomi cercano di capire come sia possibile l'esistenza di un tale sistema: si ipotizza che in passato i due pianeti giganti possano aver interagito gravitazionalmente causando la migrazione dalle loro orbite originarie. 
Fotografare direttamente un pianeta extrasolare è estremamente complicato. Ad oggi è stata osservata direttamente (direct imaging) solo una manciata di pianeti, a fronte delle migliaia scoperti con il metodo del transito. Ma la tecnologia sta facendo passi da gigante e c'è da scommettere che nel prossimo futuro la fotografia diretta di questi nuovi e lontanissimi mondi darà grandi soddisfazioni!