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.

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GJ1214 : ECLISSI DI MACCHIA STELLARE

Utilizzando uno degli strumenti più avanzati oggi a disposizione dei cacciatori di pianeti extrasolari, il Large Binocular Telescope, è stato possibile compiere un'osservazione senza precedenti: rilevare il transito di un pianeta extrasolare su una macchia stellare.
Come abbiamo detto più volte in questo blog, gli strumenti attualmente disponibili si collocano al limite per ciò che concerne la possibilità di osservare dettagli superficiali o atmosferici degli esopianeti. In rarissimi casi è stato possibile fare qualcosa di simile osservando alcuni esopianeti in differenti lunghezze d'onda e mettendo insieme i dati raccolti in modelli verosimili.
Infatti, eccezioni a parte, possiamo affermare che per ora di un pianeta extrasolare possiamo osservare la luce emessa o riflessa e conseguentemente l'immenso carico di informazioni che questa porta con sè.
Il pianeta in questione e la stella attorno a cui orbita sono già noti da tempo alla comunità astronomica e sono stati oggetto di numerosi studi approfonditi.

La stella è una nana rossa piuttosto irrequieta con un raggio pari a 1/5 di quello solare ed una massa pari ad 1/6, la cui temperatura superficiale si aggira attorno ai 3000 K (la metà di quella del Sole). Il sistema si trova a 42 anni luce in direzione della costellazione dell'Ofiuco.
Il pianeta, scoperto nel 2009 e noto come GJ1214J, è catalogato come superterra e durante la sua fase di transito sul disco della stella ha eclissato una grossa macchia stellare permettendo agli astronomi di raccogliere dati preziosissimi sfruttando questo inedito evento.
Tale occultazione ha permesso di calcolare con grande precisione la temperatura della macchia stellare e le dimensioni del pianeta utilizzando i dati raccolti in osservazioni condotte su due lunghezze d'onda differenti.
La prova della correttezza delle osservazioni non si è fatta attendere in quanto già insita nella struttura stessa del telescopio utilizzato per compiere lo studio.
Le osservazioni sono state condotte contemporaneamente da rilevatori posti nel fuoco dei due grandi specchi del Large Binocular Telescope e l'esito ottenuto è stato immediatamente confrontato ed è risultato essere il medesimo.
Il pianeta possiede un raggio pari a 2,7 volte quello terrestre ed è avvolto da uno spesso strato di nubi posto ad alta quota. La sua massa, pari a 6,5 volte quella terrestre, ha acceso l'interesse degli astronomi. GJ1214b appartiene ad una classe di pianeti che non ha eguali nel nostro sistema e quindi di estremo interesse: si tratta di pianeti terrestri giganti (dunque rocciosi) oppure di pianeti nettuniani in miniatura con una spessa e densa atmosfera estesa di idrogeno ed elio? Comprendere la natura di questo pianeta potrebbe far luce sulla struttura di questa semisconosciuta classe di mondi alieni.

La temperatura della macchia è stata stimata (grazie alla fotometria multicolore, che confronta i dati raccolti nel blu e nel rosso) essere 110 K più fredda della fotosfera stellare ed il suo studio ha permesso per la prima volta il calcolo del periodo di rotazione della stella: 80 giorni terrestri.

55 CNC e: UNA SUPER-TERRA ESTREMAMENTE ATTIVA E VARIABILE.

In questo articolo parleremo di una scoperta destinata a fare la storia dell'esplorazione e della caratterizzazione dei pianeti extrasolari.

L'oggetto di questa scoperta è il più interno tra i 5 pianeti in orbita attorno alla stella 55 Cancri A.

scoperto nel 2004 e denominato 55 Cancri e, il pianeta è studiato ininterrottamente da allora e risulta essere una vera e propria miniera di informazioni sui pianeti rocciosi sottoposti a condizioni estreme. 

Il pianeta, distante 40,9 anni luce dal Sole, rientra nella categoria delle SuperTerre ed è stato già detentore di un importantissimo record: l'8 maggio 2012 la NASA ha annunciato per la prima volta la rilevazione diretta della luce emessa da un pianeta extrasolare, proprio da parte di 55 Cnc e.
L'analisi di quella luce ha svelato un mondo dalle condizioni a dir poco proibitive ed estreme. 

A causa dell'estrema vicinanza del pianeta, il cui anno dura solo 18 ore terrestri, alla sua stella gli effetti mareali generano una situazione simile a quella che intercorre tra Terra e Luna, obbligando la stella ed il pianeta a guardarsi sempre con il medesimo emisfero. 55 Cnc e è talmente vicino alla sua stella che un anno dura solo 18 ore terrestri e la temperatura superficiale media di 2000°C arroventa l'emisfero perennemente esposto alla luce solare. 

L'analisi della quantità di radiazione infrarossa emessa dal pianeta ha mostrato un pianeta estremamente scuro e l'analisi spettrale ha confermato l'abbondanza di metalli sul pianeta.

Con una massa peri a 8 volte quella terrestre racchiusa in due volte e mezza la dimensione del nostro pianeta, l'ipotesi che si tratti di un pianeta nettuniano gassoso è stata accantonata a causa dell'eccessiva densità.

Nel 2012 il pianeta tornò alla ribalta grazie ad un nuovo modello che lo descriveva come un possibile "pianeta carbonio" (pianeta ricchissimo di carbonio e composti carboniosi) che, a causa delle condizioni estreme, si sarebbe trasformato in un pianeta composto principalmente da grafite in superficie e diamante dall'interno. Tale modello spiegava una serie di evidenze spettroscopiche tra cui la bassissima emissione di radiazione infrarossa.

Questo è ciò che si sapeva del pianeta fino a ieri. Oggi un nuovo tassello si aggiunge al mosaico e potrebbe addirittura ridisegnare buona parte di ciò che si credeva di conoscere su questo stranissimo mondo.
Per due anni un gruppo di astronomi dell'Università di Cambridge ha osservato in dettaglio l'atmosfera del pianeta, prestando particolare attenzione alla sua temperatura. Il telescopio Spitzer ha effettuato le misurazioni notando una variazione del segnale pari al 300% nell'arco del periodo osservativo... una vera rivoluzione planetaria in corso. Tra il 2011 ed il 2013 la temperatura planetaria media è passata da 1000 a 2700°C .

Si tratta della prima misura in assoluto della variazione di un'atmosfera extrasolare e la cosa risulta ancora più sbalorditiva se si pensa che è stata fatta su un pianeta roccioso di piccola taglia e non su un gigante gassoso.
L'ipotesi che attualmente va per la maggiore è quella che vedrebbe un'intensa attività vulcanica globale come responsabile della variazione termica dell'intera atmosfera per ben 3 volte in due anni di rilevazioni. Un'attività che farebbe impallidire quella sulla luna gioviana Io ( il corpo geologicamente più attivo del sistema solare con i suoi 400 vulcani perennemente attivi) e che sarebbe portata avanti da immensi pennacchi e vulcani sparsi per tutto il pianeta.

Dopo questa scoperta 55 Cancri e, grazie alla sua vicinanza e alla mole di dati disponibili, sarà inserito nella lista dei pianeti extrasolari da osservare in dettaglio con gli strumenti di nuova generazione.

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WASP-43b: IL PRIMO STUDIO APPROFONDITO SU UN'ATMOSFERA ALIENA.

Ciò di cui parliamo oggi rappresenta sicuramente un grosso passo avanti nello studio e nella comprensione della struttura e delle caratteristiche dei pianeti extrasolari.
Abbiamo accennato spesso alla difficoltà estrema nel caratterizzare le atmosfere di questi mondi lontani: bisogna infatti catturare la debolissima luce che filtra attraverso la sottile atmosfera di un pianeta in transito di fronte alla sua stella... il tutto a decine o centinaia di anni luce da noi osservatori.
A questo si deve sommare un'analisi spettroscopica di quella debole luce che ci permette di comprendere la composizione e la struttura dell'atmosfera in esame.

Lo studio sul pianeta WASP-43b si è occupato proprio di questo ed ha collezionato risultati senza precedenti.
WASP-43b è un esopianeta distante 260 anni luce nella costellazione del Sestante che, al di là della sua atmosfera, presenta anche altre caratteristiche degne di nota. E' grande come il nostro Giove ( anche se possiede il doppio della sua massa), ma orbita 40 volte più vicino alla sua stella di quanto non faccia Mercurio rispetto al Sole. Proprio questo aspetto lo rende l'esopianeta con l'anno più corto, appena 19 ore!
Appartiene quindi alla categoria dei Gioviani Caldi e, come tutti gli esopianeti prossimi al loro astro, mostra sempre lo stesso emisfero alla sua stella. Quest'ultima caratteristica ha una grossa influenza sul clima del pianeta che presenta un'emisfero perennemente bollente ed uno perennemente glaciale.

Lo studio in questione ha messo in luce che la temperatura dell'atmosfera di WASP-43b decresce lentamente con l'aumentare dell'altitudine ed i due emisferi possiedono temperature marcatamente differenti. I due dati permettono di concludere che sul pianeta non ci sono meccanismi efficienti di rimescolamento delle masse d'aria e quindi della temperatura, che passa dai 1700°C diurni ai 500°C notturni. Questo risultato è stato possibile grazie alla camera WFC3 a bordo di Hubble, che ancora una volta, dopo 22 anni, dimostra il suo incommensurabile valore.
Altro dato interessantissimo è stato il rilevamento di vapore acqueo nell'atmosfera planetaria e la sua distribuzione. Il pianeta è così caldo che tutta l'acqua è in forma di vapore e non condensa in nubi ghiacciate come sul nostro Giove.
La mappatura termica dell'atmosfera di WASP-43b è stata possibile grazie al monitoraggio continuo del pianeta nell'arco di ben 3 anni... ovvero 4 giorni terrestri!