25.5.17

NOVITA' GLACIALI PER TRAPPIST-1h


Grazie ai suoi 7 mondi, di cui 3 posti nella fascia abitabile, la scoperta del sistema planetario attorno alla stella TRAPPIST-1 ci ha fatto sognare. Ma siamo davvero solo all'inizio e molto resta ancora da scoprire e da comprendere.
Come giustamente diceva qualche sera fa un bravissimo conferenziere al Planetario di Milano, proprio parlando delle novità riguardanti questo sistema, non bisogna mai fermarsi ai momenti euforici dell'annuncio pubblico di una scoperta! I dati che ci permettono davvero di avere un quadro il più possibile completo e veritiero di ciò che osserviamo vengono studiati e pubblicati continuamente anche e soprattutto dopo l'annuncio giornalistico. 


E il caso di TRAPPIST-1 non fa certo eccezione! Dopo gli aggiornamenti degli scorsi articoli, in questo parleremo del mondo più lontano e sconosciuto tra i 7: TRAPPIST-1h. 
Un team di astronomi delle Università di Washington e Berna si è concentrato sul pianeta osservandolo per ben 60 ore consecutive con l'obiettivo di determinare con certezza i suoi parametri orbitali, precedentemente assai poco noti.

Già in precedenza avevamo accennato all'estrema vicinanza dei pianeti tra di loro ed alle possibili risonanze orbitali che questa vicinanza genererebbe. E proprio come accade nel sistema solare le risonanze stabilizzano e circolarizzano le orbite evitando scontri o espulsioni dall'orbita. 
Più tecnicamente: i periodi di rivoluzione attorno alla stella sono in rapporto fra loro secondo frazioni di numeri interi.
I sensori di del telescopio spaziale Kepler si sono occupati della raccolta dei dati necessari. Evidenziando e confermando le risonanze orbitali tra i 6 pianeti interni, calcolare i parametri orbitali del pianeta h è stato più semplice. Si è visto infatti che ogni due rivoluzioni di h, g ed f ne completano rispettivamente 3 e 4. Le osservazioni hanno confermato la teoria. Sapendo questo è stato quindi possibile calcolare il periodo di rivoluzione di h in 18 giorni, 18 ore, 20 minuti e 10 secondi.

Ma le scoperte non si sono fermate alla sola durata dell'anno di TRAPPIST-1h.

E' stato possibile stimare la temperatura di equilibrio del pianeta, risultata essere di -104°C (169 K), ed il raggio di poco inferiore a quello terrestre (0.727 R⊕).
Considerando la radiazione stellare incidente sul pianeta si è visto che essa risulta insufficiente per mantenere acqua liquida in superficie, ma sarebbe possibile un oceano di acqua liquida sotto uno strato di ghiaccio superficiale. Lo spessore di tale strato dipende dal calore sviluppato dall'interno del pianeta ma potrebbe ragionevolmente essere dell'ordine dei 3 km. 
Va detto che alcuni modelli che prevedono un'atmosfera ricca di idrogeno, azoto ed anidride carbonica, genererebbero un effetto serra sufficiente a mantenere dell'acqua liquida in superficie.
Considerando il raggio e le possibili composizioni del pianeta, la massa di h sarebbe compresa tra e 0.067–0.863 M⊕; per una composizione terrestre il pianeta presenterebbe una massa di 0.33 M⊕. 
C'è stato anche spazio per alcune novità provenienti dalla stella: il suo periodo di rotazione pari a 3.3 giorni ed un'età maggiore dei 500 milioni di anni precedentemente attribuiti. Quest'ultimo dato è stato rivisto considerando l'attività stellare, risultata minore del previsto. A differenza di molte altre nane rosse che illuminano altri sistemi planetari, TRAPPIST-1 risulta stabile e dall'attività non violenta, sebbene siano stati rilevati alcuni flare a bassa energia.


Articolo

22.5.17

UN'ALTRA SUPERTERRA VICINA


Se consideriamo le migliaia di pianeti extrasolari che conosciamo oggi, ci viene da sorridere pensando che solamente 30 anni fa gli unici pianeti noti nell'intero universo erano quelli del nostro sistema solare. 
La crescita ormai esponenziale del numero di scoperte di nuovi pianeti va di pari passo con l'avanzamento tecnologico che ci permette di osservare sempre più in dettaglio.
Di questa felice tendenza è testimone l'ultima scoperta, che ci fa conoscere una superterra ad appena 21.2 anni luce dal nostro sistema solare, un nulla in termini astronomici. Un mondo speciale che, con ulteriori studi ed osservazioni, potrebbe riservare anche qualche sorpresa. 
Poichè il piano orbitale del pianeta attorno alla sua stella non coincide con la nostra linea di vista, il pianeta non si trova a transitare di fronte alla sua stella come la maggior parte dei pianeti extrasolari che conosciamo oggi, dunque per scoprirlo e studiarlo è inutile il metodo del transito. Fondamentale invece per scovarlo è stato il metodo della velocità radiale, che evidenzia la perturbazione gravitazionale prodotta dalla presenza dell'invisibile pianeta sulla sua stella. 
C'è tanta Italia in questa scoperta, effettuata con il nostro Telescopio Nazionale Galileo (TNG) alle Canarie che monta HARPS-N, uno degli spettrometri più sensibili al mondo e veterano come scopritore di nuovi mondi.
Il nuovo pianeta, battezzato GJ 625b (o Gliese 625b), è un mondo roccioso posto al limite della fascia di abitabilità della sua stella. Con la sua massa pari a 2.8 volte quella del nostro pianeta, il nuovo mondo rientra nella ormai numerosa classe delle superterre.
La sua stella, GJ 625 (o Gliese 625, mv:+10.2 nel Drago), è una nana rossa ed è stata osservata per ben 3 anni dagli astronomi, proprio per evidenziare la presenza di anomalie gravitazionali (anomalie nella velocità radiale) che indicassero la presenza di uno o più pianeti in orbita. Grazie a 151 spettri raccolti da HARPS-N si è potuto stimare il periodo orbitale, pari a 14 giorni. Il pianeta ruota a 0.08 UA dal suo sole.
Come accennato, il pianeta si trova a ridosso del limite interno della fascia di abitabilità della sua stella e quindi potrebbe ospitare acqua liquida in superficie, ma molto dipende dalla sua atmosfera e dal suo periodo di rotazione. Entrambi i fattori giocano un ruolo chiave nel determinare la temperatura superficiale del pianeta ed in ultima istanza la sua possibile abitabilità.



SEMPRE MENO SEGRETI ATTORNO A FOMALHAUT

Fomalhaut è una delle stelle più brillanti dell'intero cielo, la più luminosa della sua costellazione: il Pesce Australe. Simile a Sirio e Vega, dista da noi 25 anni luce e ha una massa ed una dimensione doppia rispetto al Sole. Risulta però sensibilmente più calda con i suoi 8500 K.
Al di là della sua luminosità, c'è molto interesse per questa stella in quanto ospita attorno a sé un estesissimo disco di gas e polveri in cui orbita Fomalhaut b, il primo pianeta extrasolare scoperto grazie ad un'osservazione diretta.

La presenza del disco fu intuita per la prima volta grazie ai dati raccolti dal telescopio spaziale IRAS nel 1983 che osservando la stella e le sue immediate vicinanze rivelarono un eccesso di radiazione infrarossa. Nel 1998 il sistema fu osservato nelle lunghezze d'onda millimetriche e submillimetriche, mettendo il luce il disco e l'estesa cavità centrale. 
La svolta però si ebbe nel 2005 quando, grazie al coronografo ed all'osservazione ad altissima risoluzione (0.5 UA per pixel) nel visibile, Hubble fece un ritratto completo al disco di gas e polveri. 
Ciò che emerse fu un disco ellittico di 140 x 57.5 UA, con una fascia di materiale asteroidale e cometario estesa 25 UA tra le 133 e le 158 UA da Fomalhaut, stella a sua volta posta a 15.3 UA dal vero centro del disco. Lo spessore massimo del disco risultò essere di 3.5 UA per una massa totale compresa tra le 50 e le 100 masse terrestri. 
Dalle analisi spettroscopiche si comprese che il disco era composto prevalentemente da ghiaccio d'acqua e silicati, seguiti da composti del ferro e del carbonio; il tutto ad una temperatura compresa tra 40 e 75 K.
Questo e poco altro è tutto ciò che si è saputo fino ad oggi di Fomalhaut e del suo disco di polveri. Tra le recenti novità è da citare senza dubbio quella riguardante la natura tripla del sistema stellare di Fomalhaut.
Ma recentemente sono state effettuate nuove osservazioni da ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). E' stato così possibile ottenere per la prima volta l'immagine più dettagliata di sempre dell'intero sistema. 
Facendo l'analisi spettroscopica di questi detriti gli astronomi hanno trovato analogie tra quel materiale e quello cometario presente nel sistema solare; hanno anche evidenziato come il sistema stia attraversando una fase analoga al late heavy bombardment subita dal giovane sistema solare, quando i detriti rimanenti dalla formazione del sistema colpirono incessantemente il neonato sistema planetario. Grazie a questi studi è stato possibile stimare l'età del sistema in 440 milioni di anni, circa 1/10 dell'età del sistema solare. 
Gli studi più recenti di ALMA hanno ridotto l'estensione della fascia di detriti a circa 13.5 UA (2 miliardi di km), a partire da 136.3 UA dalla stella. La massa contenuta all'interno della fascia è stata stimata in 0.015 masse terrestri. Tali evidenze hanno portato gli astronomi a credere che tale fascia sia plasmata dall'azione gravitazionale di almeno due pianeti, proprio come accade agli anelli di Saturno sotto l'azione di alcune sue lune.
Un'altra grande novità legata a questo studio è stata la possibilità di osservare un fenomeno che fino ad oggi era stato solo predetto: il bagliore dell'apocentro. Seguendo quanto dice il buon Keplero nella sua seconda legge, il materiale contenuto nella fascia di detriti dovrebbe rallentare in direzione dell'apocentro e raggiungere la minore velocità, ammassandosi momentaneamente, in quel punto. Se ciò e vero, e lo è, all'apocentro dovremmo trovare una maggiore concentrazione di materiale che rende questa particolare area più densa e luminosa. Ebbene, grazie a questo bagliore, è stato possibile determinare che l'abbondanza di monossido di carbonio ed anidride carbonica è analoga a quella presente nelle comete del nostro sistema solare.


Articolo
Articolo

19.5.17

KELT-11b: IL PIANETA ESPANSO

Attorno alla stella KELT-11, distante 320 anni luce dal Sole, è stato scoperto nel 2016 un pianeta davvero bizzarro: un gigante gassoso con una densità estremamente bassa, simile a quella del polistirolo!
Il pianeta è stato individuato tra le 5 milioni di stelle scandagliate dal Kilodegree Extremely Little Telescope, grazie al transito che compie periodicamente attorno al suo sole.
Anche il telescopio spaziale Spitzer ha osservato il transito del pianeta alla lunghezza d'onda di 3.6µm.
Ma come è stato possibile calcolare la densità di questo mondo lontano? Grazie al metodo con cui è stato scoperto siamo in grado di ricavare il volume del pianeta, direttamente proporzionale alla quantità di luce stellare che scherma durante il passaggio davanti alla sua stella. La massa è stata stimata dai parametri orbitali noti e dai dati del transito.
Per ottenere la densità del pianeta, un parametro fondamentale per comprendere la composizione e la struttura di un pianeta, basta fare massa/volume. 
Ed è proprio a questo punto che KELT-11b ha meravigliato gli astronomi: con un volume superiore a quello di Giove del 40% ed una massa pari appena ad 1/5 di quella gioviana si ottiene una densità estremamente bassa: 0.093 g cm3
La luminosità della stella (mv 8.0) permette di compiere misurazioni atmosferiche precise, utili anche ad affinare le tecniche di indagine delle atmosfere extrasolari. Si è visto in particolare che la sua atmosfera è spessa addirittura 2763 km, rendendolo di fatto uno dei pianeti più gonfi che si conoscano.
Ma la stella ha già intrapreso il percorso che la porterà entro 100 milioni di anni a diventare una gigante rossa e quando raggiungerà questo nuovo stadio per KELT-11b non ci sarà più nulla da fare: verrà inglobato e distrutto dalla stella in espansione. 
Il pianeta orbita molto vicino alla stella (0.06 UA) in appena 4.74 giorni.
Allo studio hanno partecipato varie università americane ed anche una quarantina di citizen scientists provenienti da 10 paesi sparsi in 4 continenti.

15.5.17

HAT-P-26b: IL NETTUNO CALDO


Tra le varie categorie di esopianeti che oggi conosciamo, alcune presenti anche all'interno del nostro sistema planetario e altre del tutto assenti, ce n'è una che ancora cela la gran parte dei suoi misteri: i pianeti nettuniani.
Come fa presumere il loro nome, si tratta di pianeti simili per dimensione e massa al nostro Nettuno ovvero a metà strada tra un gigante gassoso (come ad esempio Giove) ed un pianeta di tipo terrestre.
Oggi ne conosciamo diverse decine in giro per la galassia ma già dalle prime scoperte qualcosa aveva spiazzato ed incuriosito i cacciatori di esopianeti: questi nettuniani erano caldi e vicini alla loro stella e non freddi e distanti come il nostro! Ecco l'origine della dicitura nettuniani caldi
Di questa affollata classe di pianeti, i nettuniani, conosciamo dimensione e massa solamente di una manciata di mondi: Urano, Nettuno, GJ 436b, HAT-P-11b e HAT-P-26b. 
Ma le stranezze non finiscono certo qui perchè le scoperte di nuovi mondi ed i relativi studi si susseguono a ritmo serrato.
L'ultima in ordine di tempo riguarda le indagini approfondite compiute da Hubble e Spitzer sul nettuniano caldo HAT-P-26b, transitante di fronte alla sua stella distante 430 anni luce da noi in direzione della costellazione della Vergine. 
Nel nostro sistema planetario i pianeti giganti come Giove, Saturno, Urano e Nettuno hanno una metallicità molto più grande del Sole, che aumenta di molto con l'aumentare della distanza dal Sole. Per metallicità si intende la quantità di elementi diversi da idrogeno ed elio presenti all'interno di un corpo celeste. Si ipotizza, in accordo con i modelli di formazione del sistema solare attualmente accettati, che tale metallicità elevata sia il frutto della formazione di questi pianeti in aree distanti dal Sole, laddove si erano addensati i materiali più pesanti del disco protoplanetario. Nell'arricchimento di questi pianeti ha giocato un ruolo fondamentale l'intenso e prolungato bombardamento da parte di comete ed asteroidi ricchi di elementi pesanti.
Se queste dinamiche fossero universali i pianeti nettuniani dovrebbero presentare tutti una metallicità piuttosto elevata, tra varie decine ed il centinaio di volte maggiore rispetto ad una stella di tipo solare. E allora come mai HAT-P-26b possiede una metallicità pari ad appena 4.8 volte quella del Sole? Una metallicità molto più simile a quella di Giove (circa 5) che a quella di Nettuno (circa 100).
Nei 4 transiti osservati da Hubble e nei 2 rilevati da Spitzer (0.5-5 micrometri) è stata studiata approfonditamente la riga di assorbimento dell'acqua generalmente debole in questo tipo di pianeti eppure assai marcata in questo. E' stata utilizzata questa particolare riga perchè in condizioni di equilibrio l’acqua è l’unica sostanza relativamente abbondante che cresce proporzionalmente alla metallicità.
L'importante carenza di elementi pesanti all'interno dell'atmosfera di HAT-P-26b fa pensare ad un'atmosfera tersa composta principalmente da idrogeno ed elio e dunque primitiva, poco contaminata da altri materiali presenti nel disco o in altri planetesimi.
L'ipotesi che al momento va per la maggiore prevede la formazione del pianeta in un ambiente prossimo alla stella, dunque troppo caldo per la formazione di ghiacci e povero di materiali solidi. Si pensa inoltre che l'involucro di idrogeno ed elio si sia formato in un periodo successivo alla nascita del pianeta e alla presenza di altri planetesimi vaganti nel sistema.
Comprendere come tutto ciò sia possibile vorrà dire comprendere molto sulla nascita, l'evoluzione e la posizione di questa classe di esopianeti.

28.4.17

TERRE DI GHIACCIO

Inevitabilmente, con il progredire della tecnologia e delle tecniche di caccia ai pianeti extrasolari, ci avviciniamo sempre più alla scoperta di una Terra gemella. Abbiamo visto mondi più o meno giganti, incredibili superterre e terre poste in sistemi planetari simili al nostro o talmente differenti e complessi da dover essere ancora compresi. 
Chi segue questo blog però se n'è già accorto: molto spesso i pianeti scoperti sono talmente vicini alla loro stella da risultare roventi. 
D'altro canto si stanno scoprendo numerosi pianeti miti, specialmente negli ultimi tempi. Ma che dire dei pianeti freddi? 
La distanza dalla loro stella e la debolezza della loro emissione (e dunque del segnale ricevuto) complicano di molto la loro scoperta. Ad oggi si conoscono alcuni pianeti ghiacciati ma si tratta di un esigua minoranza rispetto al totale. Eppure, quando vengono scoperti, il loro studio risulta estremamente importante per comprendere le tipologie di pianeti e le dinamiche che governano questi mondi posti dall'altra parte del termometro.
L'ultimo arrivato tra gli esopianeti scoperti è un mondo di ghiaccio delle dimensioni della Terra (1.43 masse terrestri) che orbita alla medesima distanza dal suo sole. 
Un primo dato importante lega il pianeta al metodo con cui è stato scoperto: si tratta del pianeta più piccolo scoperto ad oggi con il metodo del microlensing.
Questa tecnica sfrutta la luce delle stelle in secondo piano per scoprire la presenza di pianeti in orbita attorno a stelle in primo piano. Nel momento in cui la stella vicina transita di fronte alla stella sullo sfondo, allineandosi lungo la nostra linea di vista, la gravità della stella in primo piano focalizza la luce della stella lontana aumentandone l'intensità per un breve periodo. Se attorno alla stella vicina orbita anche un pianeta, la luce della stella sullo sfondo subirà due aumenti consecutivi: il primo (più lungo) ad opera della gravità della stella vicina ed il secondo (più corto) prodotto dalla gravità del pianeta.
Al di là della casualità di questi eventi e dell'impossibilità di ripetere le osservazioni, la precisione del metodo del microlensing ha portato alla scoperta degli esopianeti più distanti (anche decine di migliaia di anni luce dal Sole) e tra i più piccoli oggi noti. Pianeti che con tutti gli altri metodi oggi in uso sarebbe stato impossibile rilevare.

Torniamo al nuovo mondo, noto come OGLE-2016-BLG-1195Lb, dal nome del sistema automatizzato di ricerca che per primo ha individuato l'evento di microlensing, l'Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE).
Unendo quest'ultima rilevazione ad analoghe e precedenti scoperte, si cerca di capire innanzi tutto se ci sono differenze nella distribuzione di pianeti tra il disco della galassia e la sua zona centrale (bulge).

L'evento di microlensing è stato osservato contemporaneamente dallo telescopio spaziale Spitzer e dal Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet) sulla Terra, La grande distanza che separa i telescopi e la contemporaneità delle osservazioni hanno permesso di osservare l'evento (KMTNet) e calcolare con precisione la massa del pianeta e della sua stella (Spitzer). 
OGLE-2016-BLG-1195Lb orbita a ben 13.000 anni luce da noi in direzione della costellazione dello Scorpione, attorno ad un astro talmente piccolo e debole che non si è neanche sicuri che si tratti di una stella: con una massa pari ad appena il 7.8% della massa solare potrebbe essere una nana bruna o una nana ultrafredda.
Sulla Terra godiamo di un clima mite perchè il nostro pianeta si trova alla giusta distanza dal Sole, grande abbastanza da non incenerirci e sufficientemente piccola da non farci congelare. Ma la giusta distanza varia al variare della tipologia di stella: essa di troverebbe assai vicina all'astro nel caso della piccola e fredda stella del mondo appena scoperto. Eppure il pianeta in questione orbita a 1.16 UA dalla sua stella, una distanza assai simile a quella che separa la Terra dal Sole ed molto grande per quel tipo di sistema. Con un sole così debole però questo pianeta terrestre è senza dubbio un mondo glaciale, una versione grande come la Terra del nostro Plutone.
La scoperta e lo studio di questo pianeta hanno rappresentato una vera e propria sfida alla nostra capacità di guardare così lontano nella galassia. Una sfida vinta e un altro passo avanti, che ci permette di comprendere sempre più la grande varietà di mondi che la nostra Galassia ci offre e che giorno dopo giorno riusciamo ad osservare.




20.4.17

LHS 1140b: UNA NUOVA E PROMETTENTE SUPER-TERRA

La ricerca di pianeti attorno ad altre stelle prosegue spedita dopo aver collezionato di recente scoperte epocali come Proxima b ed il sistema di TRAPPIST-1
L'obiettivo finale è quello di trovare pianeti simili alla Terra, abitati o abitabili, sperabilmente vicini al nostro sistema. 

Con la tecnologia attuale infatti la vicinanza è un requisito ancora fondamentale per poter caratterizzare in maniera certa un determinato pianeta e la sua atmosfera. Nell'impossibilità di inviare sonde sul posto, bisogna affidarci all'unico messaggero che attraversa l'universo per noi: la luce.
Negli ultimi tempi sono state effettuate scoperte sensazionali entro poche decine di anni luce dal Sole, nulla in termini astronomici, che fanno pensare ad una galassia ben più popolata di pianeti terrestri rispetto a quanto si creda. 
L'ultimo arrivato, LHS 1140b, entra prepotentemente in questa importantissima categoria in attesa di ulteriori conferme e studi approfonditi. 

Distante appena 39 anni luce in direzione della costellazione della Balena, il nuovo esopianeta orbita
attorno alla nana rossa LHS 1140, una stella più piccola (15% della massa solare) e fredda della nostra . Nel periodo di osservazione della stella non sono stati rilevati flare, è stata stimata un'età di poco superiore ai 5 miliardi di anni ed un periodo di rotazione dell'astro pari a circa 130 giorni. L'abitabilità di un pianeta e la stabilità del sistema in cui si trova sono strettamente legati alle caratteristiche della stella (o delle stelle), dunque è importantissimo conoscerne ogni caratteristica al meglio per avere un quadro chiaro e complessivo; soprattutto se il pianeta rientra nella zona abitabile ed ha caratteristiche terrestri.

Veniamo ora al pianeta appena scoperto.
La scoperta è stata possibile grazie all'utilizzo della schiera robotizzata di telescopi del MEarth Project, in Arizona, a caccia di mondi transitanti attorno alle nane rosse. Altri dati ed osservazioni sono state possibili grazie allo spettrografo HARPS, che ha rilevato le variazioni nella velocità radiale della stella causate dalla presenza del suo pianeta. 
E' stato quindi possibile rilevarlo grazie all'allineamento tra il suo piano orbitale e la nostra linea di vista: questa preziosa condizione ci permette di osservare il periodico transito del pianeta di fronte alla sua stella. Questo metodo è in grado di fornirci una montagna di preziose informazioni sul pianeta e sulla sua atmosfera. Per ora si sa che LHS 1140b ha una massa pari a 6.6 volte quella terrestre e un raggio 1.4 volte maggiore del nostro. La densità risultante è 2.3 volte quella della Terra, lasciando ben pochi dubbi sul fatto che sia un pianeta roccioso e quindi di tipo terrestre. Tale densità fa ipotizzare ad un mondo ricco di ferro e silicati con un nucleo metallico.
Altro punto importante: la sua massa e quindi la sua gravità è grande abbastanza da mantenere attorno a sè un'atmosfera complessa, capace di mitigare il clima e proteggerlo (al pari di eventuali forme di vita) dall'attività stellare e meteorica.
Orbita in 25 giorni attorno al suo astro ad una distanza di 0.09 UA, pari a meno di 1/10 della distanza che separa la Terra dal Sole. Questa vicinanza però permette al pianeta di rientrare perfettamente nella zona abitabile del suo sistema, essendo la sua una stella più piccola e fredda del nostro Sole.
E' stato inoltre possibile stimare un'orbita circolare per il pianeta, indizio di una situazione stabile per questo mondo promettente.
La vicinanza e le caratteristiche di questo pianeta sono oro per i cacciatori di pianeti e delle tracce di vita su di essi, tanto che la nuova generazione di telescopi che sarà operativa nei prossimi anni si occuperà certamente  e prioritariamente di questo pianeta. Nel frattempo però anche la tecnologia attualmente disponibile è in grado di anticipare ed aprire la strada allo studio della sua atmosfera. E' infatti lì che si concentra l'attenzione: si spera sempre di trovare tracce della presenza di vita osservando la composizione chimica dell'atmosfera, eventuali sue variazioni o la presenza di gas di origine incontrovertibilmente artificiale. 
Siamo all'inizio di questi studi ma stiamo già facendo passi da gigante anno dopo anno, accumulando esperienza e risultati impensabili anche pochi anni fa. 

7.4.17

STUDIARE L'ATMOSFERA DI ALTRE TERRE

Si stanno compiendo passi avanti nello studio delle atmosfere che circondano gli esopianeti rocciosi, in particolare quelle appartenenti alle superterre. Si tratta di pianeti di tipo terrestre, dunque rocciosi, di dimensioni maggiori di quelle della nostra Terra. 
Gli sforzi degli astronomi si concentrano sempre più sulla caratterizzazione di questa tipologia di pianeti e delle relative atmosfere in quanto si ritiene che siano i luoghi più promettenti per la ricerca della vita e delle tracce della sua presenza o attività.

La presenza di concentrazioni anomale di gas prodotti esclusivamente o strettamente collegati all'attività biologica può costituire un solido indizio circa la presenza di forme di vita su un determinato pianeta.
Questa volta l'attenzione si è rivolta ad una superterra in orbita attorno alla stella GJ 1132: si tratta in assoluto del pianeta più piccolo attorno a cui è stato possibile osservare e studiare l'atmosfera.
Per lo studio è stato utilizzato il telescopio da 2.2 metri dell'ESO/MPG situato in Cile. Per lo studio delle atmosfere ci si affida al buon vecchio metodo del transito: si attende che il pianeta transiti di fronte alla sua stella e, se possiede un'atmosfera, parte della luce stellare filtrerà attraverso l'involucro gassoso venendo selettivamente assorbita e rivelandoci dunque la sua composizione chimica.
Abbiamo accennato all'importanza dello studio se consideriamo le dimensioni del pianeta GJ 1132b: si tratta di una superterra ma avendo una massa ed un raggio rispettivamente pari a 1.6 e 1.4 volte quella terrestre...non è poi così super!
Insomma, questo studio certifica ufficialmente la nostra capacità di studiare atmosfere di pianeti rocciosi di piccole dimensioni, frutto del nuovo livello di sensibilità raggiunto dalla strumentazione disponibile e dai metodi di analisi dei dati.

GJ 1132b orbita in appena 1.6 giorni attorno ad una nana rossa distante circa 39 anni luce dal Sole, in direzione della costellazione della Vela. E' stato osservato simultaneamente a differenti lunghezze d'onda in 7 diverse bande dello spettro elettromagnetico. Dalle osservazioni è risultata una dimensione maggiore del pianeta ad una particolare lunghezza d'onda posta nell'infrarosso, rivelando la presenza di un'atmosfera opaca a questa particolare lunghezza d'onda. 

Utilizzando poi i dati raccolti in un modello che simuli al meglio quanto osservato, gli astronomi sono giunti ad un'atmosfera ricca di vapore acqueo e metano.
Ma, come spesso capita, la mancanza di alcuni dati al momento impedisce di saperne di più e di comparare la Terra con GJ 1132b: potrebbe essere un pianeta oceano o una terra con una calda atmosfera di vapore acqueo...
Il pianeta intanto riceve dalla sua stella 19 volte più radiazione rispetto alla Terra e la temperatura negli strati alti della sua atmosfera si stima attorno ai 260°C; la prossimità al suo sole fa ipotizzare che sia anche bloccato marealmente, rivolgendo sempre lo stesso emisfero alla stella e dunque creando complessi meccanismi climatici di trasporto del calore e di circolazione dei venti.
Se ne occuperà sicuramente a breve Hubble e nel prossimo futuro la nuova potente generazione di telescopi terrestri e spaziali. Per ora è stato fatto un altro importantissimo passo avanti.



24.3.17

UNA NUOVA SFIDA PER COMPRENDERE I SISTEMI PLANETARI

Attorno alla coppia di stelle HD 106906AB, distante 300 anni luce da noi, c'è un pianeta gigante che sfida i modelli attualmente utilizzati per spiegare la formazione planetaria
HD 106906b, questo il suo nome, è un pianeta 11 volte più massiccio di Giove in orbita attorno alle sue stelle ma ben oltre il vasto disco di detriti che la circonda. Rivoluziona a 730 UA dai suoi soli (730 volte la distanza Terra-Sole), percorrendo la sua orbita in oltre 1500 anni!
Non era mai stato osservato un pianeta la cui orbita fosse esterna rispetto al principale disco di detriti presenti attorno alla sua stella e, ora che ne è stato scoperto uno, gli astronomi cercheranno di studiare gli effetti perturbativi che la sua ingombrante presenza genera sull'esterno del disco di detriti.
Il disco, che ha una massa complessiva pari al 7% della massa lunare, presenta infatti asimmetrie a varie scale nella sua struttura ad anello attorno alle due stelle, che si estende da 65 a 550 UA circa.

Altro aspetto interessante è l'età del sistema: appena 13 milioni di anni. Un istante in termini astronomici!
Ma come è possibile che il giovanissimo pianeta in questione si trovi così lontano dal suo presunto luogo di formazione? Le ipotesi attuali si concentrano su una perturbazione gravitazionale che lo avrebbe allontanato dalle due stelle, ma il caso non ha precedenti e bisogna pensare da zero nuovi modelli e nuove dinamiche che spieghino le osservazioni. 


D'altro canto tra le ipotesi ci sono anche quelle che ipotizzano la sua formazione in situ, ovvero nel luogo in cui lo vediamo oggi. Alcune simulazioni condotte con il nuovo modello Smack (Superparticle-Method Algorithm for Collisions in Kuiper belts and debris disks) riescono a riprodurre in maniera convincente le osservazioni e l'orbita marcatamente ellittica del pianeta, senza considerare la presenza di ulteriori pianeti.

Questa nuova evidenza suggerisce agli astronomi di considerare nei sistemi planetari in esame sia i perturbatori interni che quelli esterni, al fine di comprenderne al meglio le dinamiche complessive e alcune asimmetrie e stranezze osservate in vari sistemi e dischi attualmente in studio.

19.3.17

ITALIA IN PRIMA LINEA NELLA CACCIA ALLE SUPERTERRE


Una joint venture tra l'Italia ed il gruppo di astronomi che ha scoperto i pianeti di TRAPPIST-1, ha collezionato un altro importante risultato. 
Si tratta della scoperta di due superterre, ovvero pianeti rocciosi con massa superiore a quella della nostra Terra, in orbita alla stella HD 219134 distante appena 21.25 anni luce dal Sole.
Nel sistema erano già noti dal 2015 altri 5 pianeti, tre superterre e due pianeti giganti gassosi.
Il sole di questi due mondi ci appare come una stellina di magnitudine apparente 5.6 nella costellazione di Cassiopea. La sua alta metallicità (130% di quella solare) le attribuisce un'età di circa 12 miliardi e mezzo di anni.

L'importanza della scoperta è data proprio dalla loro vicinanza: secondo il team di astronomi è assai improbabile che vi siano altre superterre transitanti più vicine a noi di quelle scoperte. Tale condizione le rende ovviamente oggetto di studi approfonditi, un'occasione che non si può sprecare o ignorare.
Per giungere a questa nuova scoperta è stato utilizzato il Telescopio Nazionale Galileo (TNG), situato alle Canarie, ed il Telescopio Spaziale Spitzer.
Il TNG, con il suo sensibilissimo spettrografo HARPS-North, ha utilizzato il metodo delle velocità radiali per evidenziare i pianeti in orbita attorno alla stella. In pratica ha misurato i disturbi gravitazionali sulla posizione della stella, indotti dalla presenza dei pianeti.
Spitzer, prezioso ed assai preciso in questo genere di rilevazioni, ha utilizzato l'ormai tanto proficuo quanto collaudato metodo del transito. 
L'unione dei due metodi ha permesso di ridurre l'incertezza sulle misure della massa e del volume dei due pianeti: questo aspetto è fondamentale per determinare accuratamente la densità (massa/volume) dei pianeti e quindi comprenderne la struttura interna e la composizione. 

L'analisi delle curve di luce dei pianeti ha confermato la rocciosità e ha permesso il calcolo delle masse, pari a circa 2.7 masse terrestri per HD 219134c e a 3 masse terrestri per HD 219134b. Sono stati calcolati inoltre i rispettivi periodi orbitali di 6.8 giorni e 3.1 giorni, corti abbastanza da collocarli su orbite assai prossime al loro sole.
La prima delle due superterre, HD 219134b, orbita a meno di 0,04 UA dalla sua stella, ha un raggio pari a 1.6 volte quello terrestre e una densità di 6 g/cm3.
La nota dolente è infatti la loro temperatura: considerando la loro vicinanza ed il tipo di stella (una nana arancione, quindi poco più fredda del Sole), sui pianeti la temperatura risulterebbe incompatibile con la vita. 


D'altro canto, però, la loro vicinanza e l'allineamento fortunato che ci permette di assistere al loro transito è prezioso per poter studiare a fondo questa importante categoria di pianeti extrasolari. In particolare è possibile compiere studi sulla loro composizione interna, sulla loro origine e sulle dinamiche riguardanti l'intero sistema planetario.
Il prezioso TNG e parte del team di astronomi autore della scoperta è italiano, evidenziando nuovamente l'eccellenza italiana nella scoperta e nello studio dei pianeti extrasolari.



Articolo
Articolo

9.3.17

TRAPPIST-1: SECONDO ROUND!


Il mondo intero è rimasto affascinato dalla scoperta dei tre pianeti potenzialmente abitabili attorno alla vicina stella TRAPPIST-1 e gli appassionati, oltre agli addetti ai lavori, stanno cercando di imparare tutto quello che possono su questi mondi assai promettenti.
Passata l'euforia dell'annuncio, i lavori vanno avanti e procedono spediti verso nuove osservazioni e dunque nuove informazioni sull'intero sistema ed in particolare sui tre mondi posti all'interno della fascia di abitabilità.
Infatti, i principali telescopi terrestri e spaziali (oltre a quelli che saranno ultimati nel prossimo futuro) hanno in programma osservazioni dettagliate e ripetute del sistema al fine di ottenere quanti più dati possibili e migliorare i dati già in possesso.
Il telescopio spaziale Kepler, in prima linea sul fronte della scoperta di esopianeti transitanti, sta conducendo un instancabile lavoro di monitoraggio del sistema. Dal 15 dicembre 2016 al 4 marzo 2017, nell'ambito della missione K2, ha osservato i minuscoli cali di luce prodotti dal transito dei 7 pianeti davanti alla loro stella. I dati raccolti da Kepler sono disponibili da oggi (scaricabili qui) e gli astronomi sperano, grazie ad essi, di poter aumentare la precisione dei dati già in possesso ed in particolare di poter stimare con precisione anche la massa ed il periodo orbitale del settimo pianeta, TRAPPIST-1h, fino ad oggi note con grande incertezza.
L'osservazione di Kepler, nota come K2 Campaign 12, è in assoluto la più lunga osservazione continuativa condotta sul sistema di TRAPPIST-1 e permetterà di studiare anche le interazioni gravitazionali tra i pianeti del sistema (assai vicini tra loro, oltre che alla loro stella) e la possibilità che se ne nascondano altri finora sfuggiti alle osservazioni.
Per dare un'idea della priorità rappresentata dallo studio di questo sistema basti pensare a quanto è stato fatto di recente dal team di Kepler. Nell'ottobre 2015, quando non erano noti i promettenti pianeti di TRAPPIST-1, vennero stabilite le coordinate entro cui Kepler doveva osservare e raccogliere dati nella sua Campaign 12: la stella TRAPPIST-1 ed il suo seguito non erano incluse nell'area di cielo osservata. Nel maggio 2016, appena annunciata la scoperta dei primi 3 pianeti terrestri nel sistema, il team si mise al lavoro per correggere il puntamento di Kepler e includere la stella nelle osservazioni future. Nell'ottobre dello stesso anno il telescopio era pronto per raccogliere dati. Durante la campagna 12 c'è stata un'interruzione nella raccolta dei dati dovuta ad un reset del software di bordo in seguito al bombardamento di raggi cosmici, problema risolto in cinque giorni senza gravi conseguenze.

Lo studio approfondito del sistema quindi prosegue, con appassionati ed astronomi sempre più affascinati e a caccia di certezze.

28.2.17

TANTA ROCCIA ATTORNO A DUE SOLI


A 1000 anni luce di distanza brilla una coppia di stelle nota come SDSS 1557, composta da una nana bianca ed una nana bruna in orbita al comune centro di massa in appena 2.27 ore. 
Per la prima volta sono stati osservati detriti rocciosi in orbita attorno ad un sistema binario, evidenziati dall'inquinamento dell'atmosfera stellare causato dal materiale roccioso e ricco di metalli in caduta verso la coppia di astri. La situazione permetterebbe di ipotizzare la presenza di uno o più pianeti rocciosi nel sistema.
L'attualmente ipotetico pianeta sarebbe molto simile al celebre Tatooine dell'universo fantascientifico di Guerre Stellari, con un cielo solcato da due soli.
La scoperta è di particolare importanza perchè prima d'ora, attorno ai sistemi stellari binari, erano noti solamente pianeti giganti gassosi e non era mai stata osservata una fascia asteroidale. 
L'analisi spettroscopica del materiale in caduta verso la superficie di una delle stelle ha mostrato la presenza abbondante di metalli, silicio e magnesio: tutti ingredienti indispensabili e necessari per la formazione di pianeti rocciosi di tipo terrestre. Tutto il materiale rilevato equivarrebbe ad un corpo asteroidale di circa 4 km di diametro (100 miliardi di tonnellate di massa).
A causa dell'intensa gravità esercitata dalle due stelle, si riteneva impossibile la formazione di pianeti rocciosi nati dalla progressiva aggregazione di polveri ed asteroidi. Questa scoperta determina un'opportunità unica di monitorare proprio questo controverso passaggio. Altrettanto importante è la posizione in cui si trova il materiale rispetto ai due astri: la distanza è abbastanza elevata da permettere orbite stabili e assai poco perturbate dal sistema binario centrale.
Non è stata ancora osservata la presenza di uno o più pianeti rocciosi nel sistema, ma la disposizione del materiale in una cintura asteroidale attorno ai due soli fa ben sperare.
Per osservare il lontano sistema binario hanno unito le forze il Gemini Observatory South Telescope e il Very Large Telescope, i quali hanno permesso di osservare e determinare la composizione chimica dei detriti. Le prossime osservazioni saranno compito del quanto mai indispensabile e performante Hubble Space Telescope; bisognerà fare presto però perchè entro poche settimane le polveri rocciose e ricche di metalli sprofonderanno all'interno della stella sparendo alla vista per sempre.

22.2.17

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


16.2.17

A CACCIA DI ESOLUNE


Una esoluna è una luna che orbita attorno ad un pianeta extrasolare, ovvero ad un pianeta che rivoluziona attorno ad una stella diversa dal Sole. 
Da alcuni anni si è aperta ufficialmente la caccia alla prima esoluna ma, nonostante i grandi telescopi attuali ed i metodi raffinati che vengono utilizzati per scoprire i pianeti attorno ad altre stelle, per ora non è stata annunciata alcuna scoperta. Riuscire ad identificare il segnale di una luna extrasolare è oggi al limite della strumentazione disponibile, ma il telescopio spaziale Kepler ci sta provando nell'ambito del programma "Hunt for Exomoons with Kepler" (HEK) della NASA.
Le lune extrasolari, esattamente come i relativi esopianeti, si presentano in forme molto più varie rispetto a ciò che è osservabile nel solo sistema solare: ad esempio è facile pensare che pianeti giganti gassosi di dimensione e massa molto superiore a quella del nostro Giove possano ospitare lune grandi come la Terra o forse più.
Queste implicazioni sono importantissime per due motivi: 
- più sono grandi e più è facile rilevarle;


- se i relativi pianeti si trovano all'interno della zona abitabile del loro sistema, anche grandi lune (magari condizioni simili alla Terra) possono ospitare la vita.
Come più volte abbiamo visto in questo blog seguendo le nuove scoperte, oggi siamo in grado di rilevare pianeti di taglia inferiore a quella terrestre e quindi saremmo potenzialmente in grado di osservare lune extrasolari come quelle di cui abbiamo appena parlato.

Come fare? Che metodo usare? In breve, la procedure è analoga a quella utilizzata per scoprire pianeti in orbita attorno alle stelle. I metodo ritenuto migliore che oggi viene utilizzato in questa caccia è quello del transito. Tra gli altri, risultano promettenti (anche se limitanti) anche quello del timing delle pulsar e del microlensing gravitazionale.
Dalla curva di luce ottenuta durante il transito del pianeta di fronte alla sua stella bisognerebbe osservare un segnale secondario di entità minore dovuto al transito della luna del pianeta. 

Un nuovo studio, basato su 30 simulazioni, ha mostrato come Kepler possa essere in grado di rilevare lune con una dimensione pari ad almeno il 10% di quella terrestre.  


Le simulazioni hanno ricostruito una vasta gamma di condizioni in cui potrebbero formarsi satelliti extrasolari di dimensioni sufficienti per essere osservati da Kepler. E' risultato che i detriti scagliati nello spazio dallo scontro di due pianeti rocciosi con masse comprese tra 2 e 7 masse terrestri (superterre),con velocità prossima a quella di fuga e angolo di impatto obliquo, potrebbero generare un satellite abbastanza grande da essere alla portata di Kepler.

Articolo

14.2.17

LA NANA BIANCA E LA SUA COMETA


Il telescopio spaziale Hubble, in collaborazione con il telescopio Keck delle Hawaii, ha diretto il suo sguardo verso la nana bianca WD 1425+540 distante 170 anni luce in direzione della costellazione del Boote. 
Attorno alla stella è stata scoperta una cintura di oggetti del tutto simile alla nostra Fascia di Kuiper e si sospetta la presenza di uno o più pianeti rocciosi. 
Ancora più interessante è che per la prima volta si osserva "in diretta" la distruzione e dispersione nell'atmosfera della stella di un oggetto di enormi dimensioni dalla composizione del tutto simile ad una cometa.
Ma come facciamo ad affermare ciò? L'oggetto contiene molta più acqua ed è 100.000 volte più massiccio (0,1% della massa di Plutone) di una cometa periodica media del sistema solare. Ha una composizione chimica analoga a quella della celebre cometa di Halley ed è ricca di azoto, silicio, ferro, idrogeno, ossigeno, zolfo, carbonio, calcio, magnesio e molti altri composti essenziali per la vita.

Tra il 25% ed il 50% delle nane bianche note possiedono un'atmosfera inquinata da materiale roccioso di origine planetaria o asteroidale, ma questa è la prima volta che il materiale ha una natura cometaria.
Di non minore effetto è il pensiero che questo materiale deve essere sopravvissuto alla violenta fase di gigante rossa della stella, precedente al suo lentissimo declino come nana bianca.
L'osservazione della disintegrazione in corso di questo materiale ha fatto ipotizzare la presenza di uno o più pianeti sopravvissuti che hanno perturbato con la loro presenza (o migrazione) la cintura cometaria attorno alla stella. Tale perturbazione avrebbe fatto decadere verso la stella il materiale precedentemente in quiete.
Durante gli accertamenti è stata scoperta una stella compagna della nana bianca, distante 2000 UA, rendendo WD 1425+540 un ampio sistema stellare binario. In seguito a questa scoperta è stata formulata una seconda ipotesi che vede la nuova compagna come responsabile della perturbazione gravitazionale del materiale presente nella cintura.


Nell'analisi del materiale cometario in caduta verso la stella si è visto che la quantità di azoto, importantissimo elemento per la vita come la conosciamo noi e mai visto prima in una situazione analoga, è enorme e presente in concentrazioni mai osservate neanche nel nostro sistema planetario (eccezione fatta per la cometa di Halley).
E' impossibile non fare parallelismi con la nostra Fascia di Kuiper, ricca di potenziali comete spente e quindi di acqua e sostanze prebiotiche. Infatti, molto probabilmente, nel sistema solare di alcuni miliardi di anni fa sono state proprio le comete provenienti da queste aree remote del sistema a portare l'acqua sulla superficie terrestre e non solo.
Il sistema di WD 1425+540 è di estremo interesse per la comprensione di strutture come la Fascia di Kuiper, per lo studio del futuro remoto del sistema solare e per la ricerca dei mattoni della vita attorno ad altre stelle.

1.2.17

UNA DIRETTA DI OLTRE 120 ANNI FA..


Abbiamo parlato spesso della difficoltà di riprendere immagini dirette dei pianeti orbitanti attorno ad altre stelle (direct imaging), una difficoltà a cui stiamo ponendo rimedio assai rapidamente ed efficientemente.
Il nemico numero uno da eliminare in questa caccia è la differenza di luminosità tra una stella ed il suo pianeta. Il riverbero causato dalla luce di un astro, miliardi di volte più intensa di quella riflessa (o emessa) dai suoi pianeti, tende a cancellare le tracce dei suoi pianeti e a nasconderli alla nostra vista. 
Entra in gioco uno degli strumenti da lavoro più importanti per i cacciatori di esopianeti: il coronografo stellare. Nell'ambito della ricerca e dello studio degli esopianeti, tale strumento è utilizzato per osservare pianeti o per effettuare riprese dei dischi protoplanetari in orbita attorno ad altre stelle.  Viene posto lungo l'asse ottico del telescopio con il preciso scopo di intercettare e bloccare la luce accecante della stella e rivelare gli oggetti deboli presenti nelle sue vicinanze. Banalmente il meccanismo è lo stesso che utilizziamo quando, coprendo il Sole con una mano (e quindi proteggendoci gli occhi dalla luce accecante), seguiamo ad esempio un aereo che passa nelle sue vicinanze.
Oggi esistono moltissimi tipi coronografi stellari, studiati ed attrezzati per restituire un'immagine sempre meno disturbata di ciò che si trova nelle vicinanze della stella.
Fondamentali sono anche le ottiche adattive, ovvero un sistema di adattamento degli specchi dei telescopi che annulla l'effetto turbolento dell'atmosfera attraverso una deformazione uguale e contraria a quella prodotta dalla nostra atmosfera. Risultato: un'immagine di qualità spaziale ripresa però dalla superficie terrestre! 
L'utilizzo combinato di queste tecnologie applicate ai migliori telescopi al mondo e l'osservazione del sistema di HR 8799 in banda infrarossa ha permesso al mondo di godere della danza dei suoi 4 pianeti.
La stella in questione, al limite dell'osservabilità ad occhio nudo, si trova a 129 anni luce nella costellazione di Pegaso ed è una stella leggermente più grande e calda del Sole.
Attorno alla stella è stata confermata la presenza di 4 pianeti (un quinto, intravisto da ALMA, è ancora in attesa di conferme) e di una cintura asteroidale. Dalle prime osservazioni di Hubble del 1998, quasi 20 anni di studi e di riprese hanno permesso agli astronomi di seguire nel tempo le variazioni all'interno del sistema.  
Naturalmente, anche la dimensione e la distanza dei pianeti dalla loro stella conta molto: più i pianeti sono grandi e distanti più è facile per noi immortalarli. Il sistema di HR 8799 è perfetto: i pianeti hanno masse superiori a quelle del nostro Giove e sono tutti a distanze pari a 2-2.5 volte quelle di Saturno, Urano e Nettuno. 


La fascia asteroidale del sistema, posta a circa 75 UA dalla stella, si estende nell'area che nel sistema solare è occupata dal Disco Diffuso, oltre la Fascia di Kuiper.
I 4 pianeti, assieme a Fomalhaut b (o Dagon), sono stati i primi pianeti extrasolari il cui moto orbitale è stato confermato mediante l'utilizzo di fotografie dirette.




16.1.17

ALFA CENTAURI ED IL FUTURO DELL'ESPLORAZIONE SPAZIALE


Unisci la scoperta di un pianeta extrasolare potenzialmente promettente attorno alla stella più vicina in assoluto al Sole ad un progetto capace di passare dal dominio della fantascienza a quello della scienza in tempi ridotti. Quale garanzia? Il lavoro delle migliori menti e la sovvenzione di lungimiranti sognatori. Risultato? Il primo viaggio interstellare entro questo secolo.

L'indagine approfondita della struttura e della meccanica celeste del sistema stellare più vicino a noi, Alfa Centauri, è diventata una grande priorità. Tanto che l'ESO ha appena firmato un accordo con la Breakthrough Initiatives per adattare niente meno che il Very Large Telescope alla ricerca di pianeti extrasolari nel sistema stellare vicino. 

La Breakthrough Initiatives è un programma di esplorazione scientifica e di sviluppo tecnologico fondato nel 2015 dal filantropo Yuri Milner allo scopo di esplorare il cosmo, ricercare la vita extraterrestre e promuovere un dibattito sulla tematica a livello mondiale. 


L'obiettivo dell'upgrade è la scoperta di eventuali ulteriori pianeti nel sistema di Alfa Centauri verso cui indirizzare una piccola flotta di nanosonde in fase di progettazione nell'ambito del progetto Breakthrough Starshot. 


L'accordo prevede lo stanziamento di fondi per l'upgrade dello strumento VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared), montato sul Very Large Telescope dell'ESO in Cile. Ma non solo: viene riservato inoltre un adeguato tempo telescopio per poter condurre una campagna di osservazioni mirate ed approfondite del sistema nel 2019.

Breakthrough Starshot è un progetto da 100 milioni di dollari che mira a portare a termine il primo viaggio interstellare attraverso l'invio di una flotta di nanosonde ultraleggere verso il sistema stellare vicino, il tutto a velocità pari al 20% di quelle della luce e in pochi decenni da oggi.


Ad alimentare questa iniziativa è stata la storica scoperta nel 2016 del pianeta Proxima b, orbitante attorno alla stella più piccola e meno luminosa del sistema stellare triplo di Alfa Centauri, così come la possibilità attuale di unire le forze e le conoscenze per raggiungere questo nuovo traguardo dell'umanità.
Al di là della sfida ingegneristica rappresentata dalla costruzione delle nanosonde, da lanciare a frazioni molto rilevanti della velocità della luce entro i prossimi decenni, il progetto Breakthrough Starshot necessita anzi tutto la conoscenza dell'intero sistema stellare in tutti i suoi aspetti.


Si pensa che l'osservazione del sistema di Alfa Centauri nelle lunghezze d'onda del medio infrarosso possa facilitare la scoperta di pianeti riducendo per quanto possibile l'enorme divario di luminosità che li differenzia dalle loro stelle, milioni di volte più luminose. Dopo essere stato migliorato e reso più sensibile, VISIR si occuperà proprio di queste osservazioni ricorrendo anche all'ausilio delle ottiche adattive e di coronografi di ultima generazione.

Breakthrough Initiatives pagherà gran parte dei costi di sviluppo delle tecnologie mentre l'ESO metterà a disposizione ed organizzerà la campagna osservativa ed il tempo telescopio necessario.


Il miglioramento dello strumento VISIR, nell'ambito dello studio di Alfa Centauri, sarà un perfetto banco di prova per testarne l'efficienza in vista del trasferimento tecnologico e di conoscenze che confluirà nello strumento METIS, montato a bordo del E-ELT. Se tutto andrà secondo i piani, METIS su E-ELT sarà in grado di studiare potenziali pianeti delle dimensioni di Marte in orbita attorno ad Alfa Centauri e ad un gran numero di stelle vicine.

Articolo
Breakthrough Initiatives