Come fanno gli astronomi a pesare una stella che dista migliaia di miliardi di chilometri di distanza ed è troppo grande per stare sul piatto della bilancia? Nella maggior parte dei casi utilizzano modelli al computer.
Un nuovo studio dell'astrofisico David Kipping afferma che in casi particolari, si può pesare una stella direttamente, senza elaborati modelli al computer. Se la stella ospita un pianeta e il pianeta ha una luna, e ciascuno di essi passa davanti alla loro stella, allora si possono misurare le dimensioni e le orbite per conoscere il peso esatto della stella.
"Mi sono spesso chiesto come facciano gli astronomi a pesare le stelle. La nuova tecnica si aggiunge a quelle già esistenti", ha detto Kipping, un collega presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Gli astronomi hanno scoperto più di 90 pianeti che incrociano e transitano davanti alle loro stelle. Misurando la quantità di luce stellare bloccata, si può calcolare quanto grande è il pianeta rispetto alla stella. Ma non si può sapere esattamente quanto grande è il pianeta, a meno che non si conoscano la dimensioni reali della stella.
I modelli al computer possono dare una stima molto buona, ma non sono misure reali. Kipping si rese conto che se un pianeta in transito avesse una luna abbastanza grande da essere osservata, allora il sistema pianeta-luna-stella potrebbe essere misurato esattamente.
.
"Fondamentalmente, noi misuriamo le orbite del pianeta intorno alla stella e alla luna. Poi attraverso le leggi di Keplero del moto, è possibile calcolare la massa della stella", ha spiegato Kipping.
Il processo non è semplice e richiede diversi passaggi. Misurando l'affievolimento della luce della stella durante il transito plantario e lunare, gli astronomi apprendono i tre numeri chiave:
1) i periodi orbitali della Luna e del pianeta;
2) la dimensione delle loro orbite rispetto alla stella;
3) le dimensioni del pianeta e della luna rispetto alla stella.
Inserendo i numeri nella terza legge di Keplero si ottiene la densità della stella e del pianeta. Poiché la densità è massa divisa per il volume, le densità e le dimensioni proporzionate danno le masse relative.
Infine, gli scienziati misurano l'oscillazione della stella a causa della forza gravitazionale del pianeta, nota come la velocità radiale.
Combinando la velocità misurata con le masse relative, si è in grado di calcolare la massa della stella direttamente.
"Se non ci fosse la luna, questo esercizio tutto sarebbe del tutto impossibile" ha dichiarato Kipping.
"Senza la luna significa che non possiamo risolvere la densità del pianeta, in modo che il tutto dovesse arrestarsi".
Kipping non ha ancora messo in pratica ancora, dal momento che nessuna stella nota possiede sia un pianeta che la luna di transito.
Tuttavia, la navicella spaziale Keplero della NASA dovrebbe scoprire alcuni di tali sistemi.
"Quando saranno trovati, saremo pronti a pesarli", ha detto Kipping.
Questa ricerca è riportata nelle Comunicazioni mensile della Royal Astronomical Society.
Un nuovo studio dell'astrofisico David Kipping afferma che in casi particolari, si può pesare una stella direttamente, senza elaborati modelli al computer. Se la stella ospita un pianeta e il pianeta ha una luna, e ciascuno di essi passa davanti alla loro stella, allora si possono misurare le dimensioni e le orbite per conoscere il peso esatto della stella.
"Mi sono spesso chiesto come facciano gli astronomi a pesare le stelle. La nuova tecnica si aggiunge a quelle già esistenti", ha detto Kipping, un collega presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Gli astronomi hanno scoperto più di 90 pianeti che incrociano e transitano davanti alle loro stelle. Misurando la quantità di luce stellare bloccata, si può calcolare quanto grande è il pianeta rispetto alla stella. Ma non si può sapere esattamente quanto grande è il pianeta, a meno che non si conoscano la dimensioni reali della stella.
I modelli al computer possono dare una stima molto buona, ma non sono misure reali. Kipping si rese conto che se un pianeta in transito avesse una luna abbastanza grande da essere osservata, allora il sistema pianeta-luna-stella potrebbe essere misurato esattamente.
.
"Fondamentalmente, noi misuriamo le orbite del pianeta intorno alla stella e alla luna. Poi attraverso le leggi di Keplero del moto, è possibile calcolare la massa della stella", ha spiegato Kipping.
Il processo non è semplice e richiede diversi passaggi. Misurando l'affievolimento della luce della stella durante il transito plantario e lunare, gli astronomi apprendono i tre numeri chiave:
1) i periodi orbitali della Luna e del pianeta;
2) la dimensione delle loro orbite rispetto alla stella;
3) le dimensioni del pianeta e della luna rispetto alla stella.
Inserendo i numeri nella terza legge di Keplero si ottiene la densità della stella e del pianeta. Poiché la densità è massa divisa per il volume, le densità e le dimensioni proporzionate danno le masse relative.
Infine, gli scienziati misurano l'oscillazione della stella a causa della forza gravitazionale del pianeta, nota come la velocità radiale.
Combinando la velocità misurata con le masse relative, si è in grado di calcolare la massa della stella direttamente.
"Se non ci fosse la luna, questo esercizio tutto sarebbe del tutto impossibile" ha dichiarato Kipping.
"Senza la luna significa che non possiamo risolvere la densità del pianeta, in modo che il tutto dovesse arrestarsi".
Kipping non ha ancora messo in pratica ancora, dal momento che nessuna stella nota possiede sia un pianeta che la luna di transito.
Tuttavia, la navicella spaziale Keplero della NASA dovrebbe scoprire alcuni di tali sistemi.
"Quando saranno trovati, saremo pronti a pesarli", ha detto Kipping.
Questa ricerca è riportata nelle Comunicazioni mensile della Royal Astronomical Society.
A cura di Arthur McPaul
Fonte:
"http://www.sciencedaily.com/releases/2010/10/101015140801.htm"
Nessun commento:
Posta un commento