INTANTO, ATTORNO AD UNA STELLA COME IL SOLE...

Credit: ESO/Bohn et al.

Il Very Large Telescope dell'ESO, attraverso lo strumento SPHERE. ha immortalato per la prima volta due mondi in orbita attorno ad una stella come il nostro Sole. In passato era già capitato di fotografare un pianeta extrasolare in orbita attorno ad una stella di tipo solare, ma solo uno!

Tutto questo sta succedendo a circa 300 anni luce da noi, nella costellazione della Mosca.

L'abbagliante luce della stella TYC 8998-760-1 è stata schermata da un coronografo, permettendo di evidenziare il segnale migliaia di volte più debole emesso dai due pianeti. 

Si tratta di due mondi giganti che si trovano in un ambiente molto simile a quello dell'infanzia del sistema solare: da qui l'interesse degli astronomi: stiamo osservando in diretta fasi della vita del nostro sistema solare ormai, qui da noi, passate da miliardi di anni. Il sistema esiste infatti da appena 17 milioni di anni ed i due giovani pianeti sono ancora molto caldi e dunque più facilmente visibili nell'infrarosso con la tecnica utilizzata per la scoperta. 

Credit: ESO/Bohn et al.

I due giganti gassosi, a differenza dei nostri Giove e Saturno, orbitano a grande distanza dalla loro stella: 160 e 320 unità astronomiche. Il più interno è 14 volte più massiccio di Giove, il più esterno 6.

Un'occasione da sfruttare per comprendere meglio i meccanismi che portano alla formazione dei sistemi planetari attorno a stelle come il Sole.

Fonte

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.

Articolo

UNA FASCIA DI KUIPER ATTORNO AD UN'ALTRA STELLA

Attorno ad HD 115600, una giovane stella molto simile al Sole distante 360 anni luce in direzione della costellazione del Centauro, è stata scoperta una cintura di materiale composta da roccia e ghiaccio posizionata alla stessa distanza della Fascia di Kuiper del nostro sistema solare. 

A scoprirla è stato il Gemini Planet Imager (GPI) a bordo del telescopio Gemini Sud (Cile), uno degli strumenti più avanzati nella scoperta e nello studio chimico-fisico dei dischi protoplanetari dei pianeti extrasolari. In particolare, si tratta del primo oggetto scoperto con il nuovo potentissimo sistema di ottiche adattive estreme ( EAO, Extreme Adaptive Optics ), in grado di eliminare l'interferenza della turbolenza atmosferica di cui soffrono i telescopi terrestri e produrre un'immagine nitida come se si osservasse dallo spazio.

Il disco di materia si trova tra le 37 e le 55 unità astronomiche dalla stella (ovvero tra i 5.5 e gli 8.2 miliardi di km), una distanza che nel nostro sistema è occupata dalla Fascia di Kuiper.
A rafforzare le analogie tra i due dischi di materia è lo studio della sua composizione chimica. 

Dalle prime analisi infatti tale disco sembra costituito da ghiaccio d'acqua, silicati e composti del carbonio.
Studiando la morfologia del disco invece, il team di astronomi ha scoperto che esso non è centrato sulla sua stella (eccentricità dello 0.1-0.2) indicando quindi con ogni probabilità la presenza di pianeti (probabilmente giganti ed orbitanti tra le 10 e le 20 unità astronomiche) attualmente invisibili ma la cui presenza influenza gravitazionalmente la posizione del disco.

Le prime ricostruzioni della dinamica di questo sistema evidenziano come il modello combaci con quanto osservato se all'interno del sistema poniamo pianeti giganti con orbite particolarmente eccentriche.
Considerando quanto scoperto, ciò che stiamo osservando oggi in questo sistema stellare è ciò che con ogni probabilità è successo nel nostro sistema solare circa 5 miliardi di anni fa. In quel periodo i giovani pianeti in formazione nel nostro sistema stavano riordinando le loro orbite, circolarizzandole, stabilizzandole e ripulendole dai detriti. I detriti che non vennero espulsi dal giovane sistema solare vennero spinti dalla gravità dei pianeti giganti e dal vento solare verso i confini del sistema solare andando a costituire la Fascia di Kuiper.
Un ulteriore punto in favore di un futuro studio approfondito di questo sistema riguarda la stella. Si tratta, come detto, di una stella di tipo solare con una massa pari a 1,4 volte quella del Sole ed un'età di soli 15 milioni di anni facente parte di una corrente stellare nota come Scoprione-Centauro OB Association... la stessa dove si presume si sia formato anche il nostro Sole.