Un pianeta di solo otto volte la massa di Giove è stata confermato in orbita attorno ad una stella simile Sole.
A cura di Arthur McPaul
Fonte: http://www.astrobio.net/pressrelease/3540/first-directly-imaged-planet-confirmed-orbiting-sun-like-star
Il pianeta è il meno massiccio noto che orbita ad una così grande distanza dalla sua stella ospite. La scoperta è stata fatta utilizzando una tecnologia ottica ad alta risoluzione presso l'Osservatorio Gemini che ha ripreso direttamente le immagini e gli spettri del pianeta.
Nel settembre del 2008 il sistema planetario sospetto richiese ulteriori osservazioni per essere confermato dal un team guidato da David Lafreniere (presso l'Università di Toronto, ora presso l'Università di Montreal e il Centro per la Ricerca in Astrofisica del Quebec).
[L'immagine in alto del telescopio Gemini, ripresa nel 2008, è la prima immagine di un pianeta in orbita attorno ad una stella lontana simile al Sole.
L'oggetto (cerchiato in rosso) è circa 8 volte la massa di Giove. Credito: Osservatorio Gemini]
"Nel 2008 non si sapeva per certo che ci fosse questogiovane oggetto planetario accanto a una giovane stella simile al Sole", dice Lafreniere.
La vicinanza strettissima dei due oggetti suggeriva l'idea che essi fossero associati ma era ancora possibile (ma improbabile) che erano indipendenti e solo per caso allineati nel cielo.
Secondo Lafreniere, "Le nostre nuove osservazioni escludono tale possibilità e confermano pertanto che il pianeta e la stella sono collegati gli uni agli altri".
Con questa conferma, da parte Lafreniere e colleghi, il sistema, noto come 1RXS J160929.1-210.524 (o 1RXS 1609 in breve), offre agli scienziati con un esemplare unico che sfida le teorie di formazione planetaria a causa della sua estrema separazione dalla stella. Lo studio di 1RXS 1609 aggiungere nuove idee alle nostre conoscenze sulla formazione dei pianeti e aiuta gli astrobiologi a determinare dove cercare mondi abitabili intorno a stelle lontane.
"Questo mondo alieno potrebbe dirci che la natura ha più di un modo di fare pianeti", dice il co-autore Ray Jayawardhana dell'Università di Toronto.
"Oppure, potrebbe essere il segno di una gioventù violenta quando degli incontri ravvicinati tra i pianeti neonati scagliarono alcuni fratelli fuori verso l'interno", aggiunge.
[Nuove immagini di 1RXS J160929.1-210.524 a 3,05 micron e 3,8, rispettivamente a sinistra e a destra. Le immagini sono state ottenute con il Gemini Near Infrared Imager (Niri) con il sistema di Altair ottica adattiva. Questi dati sono stati utilizzati per determinare una stima migliore di massa del pianeta. Credito: Osservatorio Gemini / AURA / Lafrenière David (Università di Montreal), Ray Jayawardhana (Università di Toronto), e Kerkwijk Marten van (Università di Toronto)]
Con il suo primo rilevamento da parte del team con l'Osservatorio Gemini, nell'aprile del 2008, questo oggetto è diventato il primo pianeta conosciuto probabilmente in orbita una stella simile al Sole, che è stato rivelato da immagini dirette. Al momento della sua scoperta, il team ha anche ottenuto uno spettro del pianeta ed è stato in grado di determinare molte delle sue caratteristiche, che si confermano in questo nuovo lavoro.
"A posteriori, questo rende i nostri dati iniziali, il primo spettro di un pianeta extrasolare mai confermato!", dice Lafreniere. Lo spettro presenta caratteristiche di assorbimento dovute al vapore acqueo, monossido di carbonio e idrogeno molecolare.
Con le osservazioni dirette di Gemini era stato precedentemente scoperto un sistema di tre pianeti attorno alla stella HR 8799, tuttavia, orbitano molto più vicino alla loro stella ospite.
Il recente lavoro del team su 1RXS 1609 ha inoltre verificato che nessun ulteriore pianeta di grandi dimensioni (tra 1 e 8 masse di Giove) dovrebbe essere presente nel sistema. Le osservazioni future potrebbero far luce sull'origine di questo misterioso pianeta. In particolare, in pochi anni, dovrebbe essere possibile rilevare una lieve differenza di movimento tra il pianeta e la sua stella a causa della loro orbita reciproca.
Il Co-autore Marten van Kerkwijk (Università di Toronto) rileva che la differenza sarà "molto piccola", dato che il periodo orbitale è di oltre mille anni. Ma aggiunge che con Gemini dovrebbe essere possibile misurare la precisa velocità del pianeta rispetto al suo ospite. Questo mostrerà se esso è probabilmente su un'orbita quasi circolare, come ci si aspetterebbe se veramente formatosi lontano dalla sua stella, o se è in un ambiente molto non circolare o addirittura un'orbita non legata, come potrebbe essere nel caso che si sia formato più vicino alla sua stella, ma è stato cacciato in un incontro ravvicinato con un altro pianeta.
[Trame del moto dalle osservazioni Gemini di 1RXS J160929.1-210.524 a conferma che la stella e il pianeta formano un sistema vincolato. Credito: Osservatorio Gemini / AURA / Lafrenière David (Università di Montreal), Ray Jayawardhana (Università di Toronto), e Kerkwijk Marten van (Università di Toronto)]
La stella ospite si trova a circa 500 anni luce di distanza in un gruppo di giovani stelle chiamate Upper Scorpius che hanno circa cinque milioni di anni. L'indagine iniziale ha studiato più di 85 stelle in questo gruppo. Il pianeta ha una temperatura stimata di circa 1800 Kelvin (circa 1500 gradi Celsius) ed è molto più caldo di Giove, che ha una temperatura atmosferica di circa 160 Kelvin (-110 gradi Celsius).
La stella di accoglienza ha una massa stimata di circa l'85% di quella del nostro Sole. La giovane età del sistema, spiega l'alta temperatura del pianeta. La contrazione del pianeta sotto la sua stessa gravità durante la sua formazione ha rapidamente aumentato la sua temperatura fino a migliaia di gradi. Una volta che questa fase di contrazione sarà finita, il pianeta si raffredderà lentamente irradiando luce infrarossa. Dopo miliardi di anni, il pianeta alla fine raggiungerà una temperatura simile a quella di Giove.
Le osservazioni hanno utilizzato il Near-Infrared Imager (Niri) e il sistema di ottica adattiva Altair sul Gemini telescopio Nord. L'ottica adattiva permette agli scienziati di eliminare gran parte delle distorsioni causate dalla nostra atmosfera per affinare la risoluzione come se fosse vista dello spazio.
"Senza l'ottica adattiva, non avremmo potuto vedere questo pianeta", dice Lafreniere. "L'atmosfera terrestre sfoca l'immagine di una stella, rendendo il pianeta non rilevabile. L'ottica adattiva rimuove questa sfocatura e fornisce una migliore visione di oggetti molto deboli vicini alle loro stelle ".
I risultati saranno pubblicati in un prossimo numero dell'Astrophysical Journal.
Nel settembre del 2008 il sistema planetario sospetto richiese ulteriori osservazioni per essere confermato dal un team guidato da David Lafreniere (presso l'Università di Toronto, ora presso l'Università di Montreal e il Centro per la Ricerca in Astrofisica del Quebec).
[L'immagine in alto del telescopio Gemini, ripresa nel 2008, è la prima immagine di un pianeta in orbita attorno ad una stella lontana simile al Sole.
L'oggetto (cerchiato in rosso) è circa 8 volte la massa di Giove. Credito: Osservatorio Gemini]
"Nel 2008 non si sapeva per certo che ci fosse questogiovane oggetto planetario accanto a una giovane stella simile al Sole", dice Lafreniere.
La vicinanza strettissima dei due oggetti suggeriva l'idea che essi fossero associati ma era ancora possibile (ma improbabile) che erano indipendenti e solo per caso allineati nel cielo.
Secondo Lafreniere, "Le nostre nuove osservazioni escludono tale possibilità e confermano pertanto che il pianeta e la stella sono collegati gli uni agli altri".
Con questa conferma, da parte Lafreniere e colleghi, il sistema, noto come 1RXS J160929.1-210.524 (o 1RXS 1609 in breve), offre agli scienziati con un esemplare unico che sfida le teorie di formazione planetaria a causa della sua estrema separazione dalla stella. Lo studio di 1RXS 1609 aggiungere nuove idee alle nostre conoscenze sulla formazione dei pianeti e aiuta gli astrobiologi a determinare dove cercare mondi abitabili intorno a stelle lontane.
"Questo mondo alieno potrebbe dirci che la natura ha più di un modo di fare pianeti", dice il co-autore Ray Jayawardhana dell'Università di Toronto.
"Oppure, potrebbe essere il segno di una gioventù violenta quando degli incontri ravvicinati tra i pianeti neonati scagliarono alcuni fratelli fuori verso l'interno", aggiunge.
[Nuove immagini di 1RXS J160929.1-210.524 a 3,05 micron e 3,8, rispettivamente a sinistra e a destra. Le immagini sono state ottenute con il Gemini Near Infrared Imager (Niri) con il sistema di Altair ottica adattiva. Questi dati sono stati utilizzati per determinare una stima migliore di massa del pianeta. Credito: Osservatorio Gemini / AURA / Lafrenière David (Università di Montreal), Ray Jayawardhana (Università di Toronto), e Kerkwijk Marten van (Università di Toronto)]
Con il suo primo rilevamento da parte del team con l'Osservatorio Gemini, nell'aprile del 2008, questo oggetto è diventato il primo pianeta conosciuto probabilmente in orbita una stella simile al Sole, che è stato rivelato da immagini dirette. Al momento della sua scoperta, il team ha anche ottenuto uno spettro del pianeta ed è stato in grado di determinare molte delle sue caratteristiche, che si confermano in questo nuovo lavoro.
"A posteriori, questo rende i nostri dati iniziali, il primo spettro di un pianeta extrasolare mai confermato!", dice Lafreniere. Lo spettro presenta caratteristiche di assorbimento dovute al vapore acqueo, monossido di carbonio e idrogeno molecolare.
Con le osservazioni dirette di Gemini era stato precedentemente scoperto un sistema di tre pianeti attorno alla stella HR 8799, tuttavia, orbitano molto più vicino alla loro stella ospite.
Il recente lavoro del team su 1RXS 1609 ha inoltre verificato che nessun ulteriore pianeta di grandi dimensioni (tra 1 e 8 masse di Giove) dovrebbe essere presente nel sistema. Le osservazioni future potrebbero far luce sull'origine di questo misterioso pianeta. In particolare, in pochi anni, dovrebbe essere possibile rilevare una lieve differenza di movimento tra il pianeta e la sua stella a causa della loro orbita reciproca.
Il Co-autore Marten van Kerkwijk (Università di Toronto) rileva che la differenza sarà "molto piccola", dato che il periodo orbitale è di oltre mille anni. Ma aggiunge che con Gemini dovrebbe essere possibile misurare la precisa velocità del pianeta rispetto al suo ospite. Questo mostrerà se esso è probabilmente su un'orbita quasi circolare, come ci si aspetterebbe se veramente formatosi lontano dalla sua stella, o se è in un ambiente molto non circolare o addirittura un'orbita non legata, come potrebbe essere nel caso che si sia formato più vicino alla sua stella, ma è stato cacciato in un incontro ravvicinato con un altro pianeta.
[Trame del moto dalle osservazioni Gemini di 1RXS J160929.1-210.524 a conferma che la stella e il pianeta formano un sistema vincolato. Credito: Osservatorio Gemini / AURA / Lafrenière David (Università di Montreal), Ray Jayawardhana (Università di Toronto), e Kerkwijk Marten van (Università di Toronto)]
La stella ospite si trova a circa 500 anni luce di distanza in un gruppo di giovani stelle chiamate Upper Scorpius che hanno circa cinque milioni di anni. L'indagine iniziale ha studiato più di 85 stelle in questo gruppo. Il pianeta ha una temperatura stimata di circa 1800 Kelvin (circa 1500 gradi Celsius) ed è molto più caldo di Giove, che ha una temperatura atmosferica di circa 160 Kelvin (-110 gradi Celsius).
La stella di accoglienza ha una massa stimata di circa l'85% di quella del nostro Sole. La giovane età del sistema, spiega l'alta temperatura del pianeta. La contrazione del pianeta sotto la sua stessa gravità durante la sua formazione ha rapidamente aumentato la sua temperatura fino a migliaia di gradi. Una volta che questa fase di contrazione sarà finita, il pianeta si raffredderà lentamente irradiando luce infrarossa. Dopo miliardi di anni, il pianeta alla fine raggiungerà una temperatura simile a quella di Giove.
Le osservazioni hanno utilizzato il Near-Infrared Imager (Niri) e il sistema di ottica adattiva Altair sul Gemini telescopio Nord. L'ottica adattiva permette agli scienziati di eliminare gran parte delle distorsioni causate dalla nostra atmosfera per affinare la risoluzione come se fosse vista dello spazio.
"Senza l'ottica adattiva, non avremmo potuto vedere questo pianeta", dice Lafreniere. "L'atmosfera terrestre sfoca l'immagine di una stella, rendendo il pianeta non rilevabile. L'ottica adattiva rimuove questa sfocatura e fornisce una migliore visione di oggetti molto deboli vicini alle loro stelle ".
I risultati saranno pubblicati in un prossimo numero dell'Astrophysical Journal.
A cura di Arthur McPaul
Fonte: http://www.astrobio.net/pressrelease/3540/first-directly-imaged-planet-confirmed-orbiting-sun-like-star
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