23.11.14

CALCOLATO PER LA PRIMA VOLTA IL CAMPO MAGNETICO DI UN ESOPIANETA

Ormai da molti anni si cerca, senza successo, il modo di osservare e mappare il campo magnetico dei pianeti extrasolari. Oggi abbiamo una chance in più di riuscirci grazie ad un metodo ideato da un team di astronomi austriaco ed applicato al famoso esopianeta HD 209458b, un gioviano caldo conosciuto anche come Osiris e posto nella costellazione di Pegaso, a 150 anni luce da noi.
La grande difficoltà sta nell'impossibilità di osservare direttamente un campo magnetico e quindi bisognava escogitare un modo per renderlo visibile e misurabile evidenziando gli effetti della sua presenza che si manifestano nell'ambiente prossimo al pianeta.
In particolare, il telescopio spaziale Hubble ha rilevato un rapidissimo allontanamento degli atomi ionizzati di idrogeno presenti nelle vicinanze del pianeta. In particolare gli atomi si allontanano dal pianeta in maniera asimmetrica, come mostra lo spettro del pianeta rilevato durante un transito. Tale comportamento è risultato inspiegabile per lungo tempo, fino alla formulazione di questo nuovo modello che mette insieme tutte le conoscenze disponibili oggi in materia di atmosfere planetarie e venti stellari.
Il nuovo modello applicato all'esopianeta studia quindi l'interazione tra il vento stellare e l'atmosfera planetaria ed ha prodotto due risultati di rilievo. E' stato possibile calcolare la velocità del vento stellare, risultata pari a 400 km/s, e l'intensità del campo magnetico di HD 209458b, dimostratasi pari al 10% di quella del nostro Giove. Il momento magnetico planetario stimato è pari a 1,26 x 10^26 ampere/m2 e la magnetosfera di HD 209458b si estende per 2,9 raggi planetari.

Nell'immagine sopra possiamo vedere in blu gli atomi di idrogeno neutro ed in rosso quelli di idrogeno ionizzato ( che includono i protoni del vento stellare ). E' bene evidente la scia che producono gli atomi di idrogeno neutro in allontanamento dal pianeta.



10.11.14

HL TAU: FINALMENTE UNA CHIARA E STORICA CONFERMA.

Le immagini dei dischi protoplanetari di cui disponiamo oggi cominciano ad essere numerose e sempre più dettagliate. Talvolta ritraggono sistemi planetari nascenti visti di taglio, altre volte li immortalano come se li stessimo sorvolando. Eppure, fatta eccezione per pochissimi casi, le riprese mancano di quel dettaglio necessario ad eliminare alcuni dubbi teorici persistenti sulla formazione dei pianeti all'interno di questo disco di gas e polveri.
Il radiotelescopio ed interferometro ALMA è riuscito a colmare questo vuoto di dati raccogliendo un'immagine storica di ciò che sta accadendo attorno alla stella HL Tau, nella costellazione del Toro a 450 anni luce da noi.
L'astro in questione ha all'incirca un milione di anni ed è proprio la sua giovane età a rendere questo sistema un ottimo candidato per la ricerca degli stadi iniziali della formazione planetaria.
La teoria ha fino ad oggi ipotizzato la formazione dei pianeti all'interno di un disco protoplanetario per accrescimento: gas e polveri presenti nel disco si raccoglievano in conglomerati di materia sempre più massivi fino a produrre comete, asteroidi ed infine pianeti. Questi ultimi ripulivano le loro orbite, stabilizzandole. 
Dunque, quello che si voleva osservare chiaramente era proprio un disco formato da anelli concentrici di materia separati da 'divisioni', ovvero anelli privi di materia al loro interno, sintomo di planetesimi che stavano per l'appunto ripulendo la loro orbita. 
Finalmente ALMA ha potuto osservare proprio questa configurazione nella recente immagine rilasciata dal team di astronomi che porta avanti questo importante studio.
Per una volta un aspetto della teoria della formazione planetaria trova una chiara ad incontrovertibile prova della sua correttezza, dopo le tantissime correzioni derivanti dall'osservazione di centinaia di sistemi planetari extrasolari assai differenti dal nostro, ognuno con le sue incredibili dinamiche al limite del fantascientifico.
Un altro importante dato che emerge è senza dubbio la velocità con cui si formerebbero i pianeti: ALMA ha osservato numerosi pianeti in formazione attorno a questa stella di appena 1 milione di anni. Senza dubbio la formazione dei pianeti avviene  in maniera molto più rapida di quanto ipotizzato fino ad oggi.
La protostella appare di magnitudine visuale 15 e costituisce, come tutte le giovanissime stelle con disco in formazione, un oggetto di Herbig-Haro dotato di due getti polari opposti.
Il disco possiede una massa totale stimata in 0,1 masse solari ed un diametro di 4000 UA.

Finalmente le immagini prodotte dalle simulazione cominciano ad essere sostituite con quelle reali raccolte dai migliori telescopi oggi esistenti. 


7.11.14

GG TAU: TRE SOLI AL CENTRO E TANTE SORPRESE

Abbiamo parlato spesso di come si organizzino i sistemi stellari doppi, tripli e quadrupli dotati di pianeti. Quella scoperta recentemente però è una configurazione inedita che ha sorpreso gli astronomi.
Prima di quest'ultima scoperta, i sistemi planetari noti erano così organizzati:
- stella singola con attorno i pianeti;
- stella doppia con attorno i pianeti 
   - pianeti attorno ad una stella del sistema binario;
   - pianeti attorno ad ognuna delle stelle del sistema binario;
- sistema triplo: pianeti orbitanti attorno al sistema binario centrale e terza stella orbitante attorno         all'intero sistema su un'orbita più ampia;
- sistema quadruplo: pianeti orbitanti attorno al sistema binario centrale e sistema binario orbitante       attorno all'intero sistema su un'orbita più ampia.

La nuova scoperta, effettuata studiando il sistema stellare GG Tau, riporta invece un disco protoplanetario attorno a tre stelle poste nel suo centro. Fino a poco tempo fa GG Tau era ritenuto un sistema stellare doppio (con le due stelle: Aa e Ab), e solo grazie alla sua osservazione attraverso il VLT ed il VLTI è stato possibile determinarne la natura ternaria, con la stella Ab binaria a sua volta.
Nel 2011 è stato osservato un disco protoplanetario attorno alla stella Aa, distante abbastanza dalla coppia Ab da non subirne stress gravitazionali. Attorno al trio stellare gli astronomi hanno rilevato in seguito un disco di gas e polveri in rotazione, ripulito nel suo centro dalle intense forze gravitazionali di marea dei tre astri.
In questa zona instabile, la materia che vi si trova a transitare può solamente precipitare sulle stelle centrali, a differenza di ciò che accade ai margini del sistema triplo: qui la materia non è disturbata eccessivamente dalla gravità delle stelle e può generare strutture stabili e durature.

Il nuovo studio, condotto dagli interferometri IRAM e ALMA, si basa sulle emissioni del monossido di carbonio e dei grani di polvere presenti nel disco protoplanetario attorno a GG Tau. Il livello di dettaglio raggiunto non ha precedenti e mostra chiaramente un flusso di materiale che dall'anello esterno fluisce in direzione del centro del sistema stellare. La quantità di materiale spostato verso l'interno è tale da poter tranquillamente sostenere il disco protoplanetario presente attorno alla stella Aa ed addirittura, secondo i modelli, sufficiente a produrre pianeti.
Ma le scoperte non finiscono qui.



La mappa dell'emissione del CO ha mostrato due zone del disco esterno nettamente più brillanti e due volte più calde rispetto al resto: un chiaro indizio della formazione di un pianeta gassoso gigante.
 
Questo esatto momento della storia dinamica del sistema potrebbe vedere l'apertura di una divisione nel disco protoplanetario esterno generata dall'addensarsi del nuovo pianeta che sta per cominciare la pulizia della sua orbita; purtroppo però la rilevazione di quest'ultima è appena oltre le possibilità di risoluzione degli strumenti attuali.


Tutto questo sta succedendo a 450 anni luce da noi ed il team congiunto di ALMA e IRAM non vede l'ora di terminare il lavoro su questo sistema, non appena ci sarà un upgrade della strumentazione disponibile.