28.5.15

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.



8.5.15

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.

LA FOTO DI UN PIANETA EXTRASOLARE VICINO

A 40 anni luce da noi, attorno alla stella nana rossa VHS 1256, orbita un pianeta denominato VHS 1256b.
L'esopianeta è 11 volte più massiccio di Giove pur avendo dimensioni analoghe a quelle del gigante gassoso del nostro sistema solare. La sua atmosfera possiede una temperatura di 1200°C, condizione che lo rende particolarmente luminoso agli occhi del telescopio VISTA dell'ESO.

Fin qui nulla di speciale, se non fosse che si tratta dell'esopianeta più vicino alla Terra di cui si sia ottenuta una foto ed uno spettro.
Gli esopianeti fotografati sono un'esigua minoranza rispetto alle migliaia di pianeti scoperti con metodi indiretti come il transito, il microlensing e la misura delle velocità radiali. Infatti riuscire a catturare la luce di un pianeta extrasolare è come riuscire a fotografare la luce riflessa dalle ali si una falena che vola attorno ad un lampione posto a svariati km di distanza. I metodi indiretti invece si concentrano sulle perturbazioni generate dalla presenza dei pianeti attorno alla stella, ugualmente difficili da rilevare a causa della differenza tra le masse in gioco.
VHS 1256b  orbita a ben 100 UA dalla sua stella, circa 2 volte e mezza la distanza di Plutone dal Sole, rendendo più agevole da Terra la cattura della sua luce riflessa.
Dall'analisi della sua luce è emersa la sua colorazione marcatamente rossa ed una struttura atmosferica interessante che si intende studiare in dettaglio nel prossimo futuro.
A livello di composizione chimica, lo spettro ha mostrato la presenza di molecole d'acqua, metalli alcalini e l'inattesa assenza di metano.
La grande separazione dalla sua stella, unita alla vicinanza del sistema al Sole, ha reso possibile la cattura dell'immagine e di uno spettro particolarmente dettagliato che spazia dalle onde radio ai raggi X. La possibilità di ottenere uno spettro ben definito è fondamentale per poter compiere studi approfonditi legati a vari fenomeni planetari (bombardamenti cometari, esolune attive, ecc) ed elettromagnetici (aurore polari, magnetismo ed emissioni varie) altrimenti impossibili da indagare.


In conclusione, l'ultimo dato degno di nota riguarda l'età stimata del sistema. Grazie alla gran quantità di dati a disposizione, il sistema di VHS 1256 è tra i pochi conosciuti su cui è stato possibile effettuare una stima dell'età, risultata essere compresa tra i 150 ed i 300 milioni di anni.

HL TAU: NASCITA DEI PIANETI IN DIRETTA.

Nell'ottobre del 2014 circolò un'immagine storica per il suo dettaglio e per le implicazioni. 

HL Tau è una giovane stella della costellazione del Toro posta a circa 450 anni luce da noi; il suo sistema ha un'età inferiore al milione di anni ed un diametro pari a 36 miliardi di km.
In particolare l'immagine mostra una serie di cerchi scuri concentrici interpretati inizialmente come quelle orbite particolari in cui i pianeti neonati stanno facendo le pulizie, ovvero, rivoluzione dopo rivoluzione, ripuliscono la loro orbita dai detriti avanzati dal loro processo di formazione.
Questa sembra essere una tappa obbligata nella formazione di un sistema planetario ed è stata immortalata con un dettaglio senza precedenti da telescopio ALMA.


Al momento della pubblicazione dell'immagine si creò un dibattito circa l'effettiva possibilità che i cerchi scuri potessero essere le orbite planetarie in quanto troppo vicine le une alle altre. Qualcuno si spinse ad ipotizzare addirittura che la gravità avesse espulso i pianeti dal sistema a causa di questa configurazione estrema.
Recenti e più approfonditi studi però hanno dimostrato come un sistema come quello in foto possa esistere ma con particolarissime condizioni di sopravvivenza: le orbite scure ed i relativi pianeti sarebbero in risonanza gli uni rispetto agli altri. Ciò significa che la configurazione rimane stabile a patto che i pianeti orbitino in precisi tempi e a particolari distanze. Ed in particolare questi pianeti si mancherebbero per pochissimo, quanto basta per mantenere in equilibrio il sistema e non collidere.
Il tutto somiglia ad una configurazione presente anche nel nostro sistema solare: le orbite di Nettuno e Plutone. Queste si intersecano ma grazie ai particolari periodi orbitali dei pianeti i due non si scontrano mai rimanendo in equilibrio per miliardi di anni.
Anche l'aspetto temporale della questione ha lasciato interdetti gli astronomi: il sistema si è formato e sta producendo i pianeti in meno di un milione di anni, un battito di ciglia anche per il nostro sistema solare. Questa evidenza fa riflettere ora sulla rapidità con cui si forma un disco protoplanetario.
e gas attorno alla stella HL Tau.
Con ogni probabilità numerosi pianeti in formazione verranno espulsi da questo sistema entro i prossimi milioni di anni a causa dell'interazione gravitazionale con i pianeti più massicci che si verranno a formare. Questi ultimi guadagneranno orbite stabili nel sistema, ritornando ad uno stato di generale equilibrio. Questa ipotesi si basa su quanto pare sia accaduto all'interno del nostro sistema solare, chissà che HL Tau non ci sorprenda nuovamente.

6.5.15

UN NUOVO ROMPICAPO: UN GRANDE PIANETA PER UNA PICCOLA STELLA.

A 500 anni luce da noi brilla (mv= +15) una piccola e fredda stella denominata HATS-6.
Fin qui nulla di speciale, se non fosse che attorno a questo modestissimo astro orbita un pianeta gigante di dimensioni paragonabili a quelle di Giove e massa pari a quella di Saturno, HATS-6b.
La scoperta ha lasciato interdetti e a corto di spiegazioni gli astronomi che, al massimo, si aspettavano di trovare piccoli pianeti rocciosi.
L'unica idea che per ora circola ma che ancora non ha trovato conferme è quella che vede il pianeta formatosi altrove nello spazio e poi catturato dalla gravità di questa stella. Dove ciò sia accaduto e come è attualmente un mistero.
Facciamo un po' di luce su questo sistema.
La stella è una nana rossa che emette 1/20 della luce emessa dal nostro Sole e l'esistenza del pianeta ci è nota grazie al fortunato allineamento del suo piano orbitale con la nostra linea di vista, che genera un micro-eclisse dovuto al transito del pianeta di fronte alla sua debole stella.


L'anno di questo pianeta dura appena 3,3 giorni, orbitando ad una distanza dalla sua stella pari ad 1/10 di quella che separa Mercurio dal Sole.
Le dimensioni non trascurabili del pianeta rispetto a quelle della sua stella sono rese evidenti dalla curva di luce prodotta dal transito: nel momento in cui il pianeta passa di fronte alla sua stella il calo di luce di quest'ultima è particolarmente marcato, tra i più pronunciati che oggi si conoscano.
Il prossimo obiettivo è quello di studiare la composizione atmosferica: quei dati ci diranno di più sulla struttura del pianeta e sulla sua chimica (informazioni fondamentali per comprenderne l'origine)
Questo sistema verrà inserito con ogni probabilità nella lista di quelli da osservare approfonditamente con il potente e nuovo JWST che raggiungerà lo spazio nel 2018.