Un gruppo di ricerca guidato da Akihiko Fukui (NAOJ), Norio Narita (NAOJ) e Kenji Kuroda (l'Università di Tokyo) ha osservato per la prima volta l'atmosfera della super-Terra "GJ3470b", utilizzando due telescopi (OAO Okayama Astrophysical Observatory, NAOJ).
Questa super-Terra è 14 volte la massa del nostro pianeta, ed è il secondo più leggero tra i pianeti extrasolari già esaminati. I dati delle osservazioni hanno rivelato che probabilmente è coperto da dense nubi.
È molto difficile misurare i raggi degli esopianeti, così in molti casi abbiamo informazioni solo sulle loro masse. Tuttavia, se un esopianeta ha una particolare orbita di "transito planetario (Transit Primario)" in cui passa davanti alla stella primaria (stella madre), si può stimare il suo raggio.
Durante il transito, la luminosità osservata della stella diminuisce leggermente a seconda della dimensione del pianeta. Quindi, si può stimare il raggio del pianeta misurando il tasso sbiadimento di luce, in modo molto preciso.
Il gruppo di ricerca ha effettuato osservazioni estremamente accurate sul transito del pianeta extrasolare GJ3470b utilizzando il Near-Infrared Imager/Spectrograph, una macchina fotografica montata sul telescopio riflettore di 188 centimetri e tre telecamere in luce visibile Multicolor Imaging Telescopes for Survey and Monstrous Explosions (MITSuME), tutte appartenenti al telescopio OAO.
Esse hanno misurato il tasso calante di luminosità delle stelle in 4 colori (dal visibile al vicino infrarosso). Le osservazioni hanno consentito di stimare per ogni colore il raggio del pianeta.
Come risultato, il raggio derivato dalla radiazione del vicino infrarosso (1,3 micrometro di lunghezza d'onda) è circa il 6% più corto di quello della luce visibile.
La differenza tra i colori dei raggi, probabilmente è il riflesso delle caratteristiche atmosferiche del pianeta. Quando la luce della stella primaria è trasmessa attraverso la spessa atmosfera del pianeta, la lunghezza della luce viene assorbita o dispersa dalle molecole atmosferiche, che potrebbero causare la differenza dei raggi apparente per ogni lunghezza d'onda di osservazione.
Finora, l'atmosfera di solo due super-Terre tra GJ3470b è stato studiato in dettaglio.
La stima del raggio di un pianeta extrasolare è un compito molto difficile. Generalmente, il tasso di sbiadimento della luce della stella causato dal transito della super-Terra è estremamente basso. Nel caso di GJ3470b, tuttavia, la dimensione della stella primaria è piccola, quindi il rapporto è relativamente grande.
Pertanto, il tasso di dissolvenza della luce della stella principale a causa del transito diventa più grande in modo che sia misurabile e osservabile con i telescopi a terra con un diametro di dimensioni medie.
Il raggio stimato del pianeta dalle osservazioni delle radiazioni del vicino infrarosso questa volta risulta essere circa 4,3 volte più grande di quella della Terra. Inoltre, i calcoli teorici basati sulla massa e sul raggio del pianeta stimano che il pianeta dovrebbe avere una enorme quantità di atmosfera.
Fukui ha commentato: "Supponiamo che l'atmosfera sia costituita da idrogeno ed elio, la massa dell'atmosfera sarebbe dal 5 al 20% della massa totale del pianeta. Confrontando col fatto che la massa dell'atmosfera terrestre è di circa un decimillesimo di percentuale (0,0001%) della massa totale della Terra, questo pianeta risulta che ha un'atmosfera molto densa".
A causa delle differenze nei raggi dei colori trovati da questa osservazione, è sicuro nell'affermare che le nuvole spesse non coprono GJ3470b.
Se dense nubi coprissero il pianeta, non dovrebbero esistere differenze di colore nei raggi.
Il gruppo di ricerca prevede di condurre osservazioni di precisione ancora maggiore utilizzando il telescopio Subaru o di altri grandi telescopi.
"L'orbita di GJ3470b dalla sua stella principale è molto vicina, a soli 0,036 UA (unità astronomiche), che è di circa 28 volte inferiore alla distanza tra il Sole e la Terra, e ruota in un breve ciclo di soli 3,3 giorni. Gli scienziati ancora non capiscono bene come si sia formato un tale pianeta.
GJ3470b è davvero forse non coperto da nuvole spesse, quindi crediamo che la composizione dell'atmosfera potrebbe essere rilevata senza essere bloccata dalle sue nuvole. Se trovassimo qualsiasi sostanza, come acqua o metano, che diventa ghiaccio a bassa temperatura, probabilmente significa che questo pianeta si formó originariamente a distanza (qualche unità astronomiche) dalla stella primaria, dove il ghiaccio potrebbe esistere muovendosi verso la stella primaria.
"Al contrario, se tale sostanza non fosse trovata nell'atmosfera, potrebbe essere possibile che si sia formato nei pressi della stella primaria. Ci aspettiamo di ottenere indizi importanti per capire come le super-Terre sono formate attraverso osservazioni della componente atmosferica di GJ3470b" ha detto Fukui.
Il tempo spesso favorevole ad Okayama è stato a nostro favore per ottenere i risultati delle osservazioni. Un continuo cielo sereno per diverse ore attraverso un tempo di transito previsto è fondamentale per misurare con precisione la distanza di un pianeta extrasolare.
I ricercatori continueranno le osservazioni con i telescopi a OAO, sperando di portare ulteriori progressi.
Traduzione e adattamento a cura di Arthur McPaul
Foto di apertura
Immagine della Super-Terra "GJ3470b". La dimensione del pianeta (parte anteriore) e stella primaria (indietro) rappresenta il rapporto effettivo. (Credit: NAOJ)
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130612093544.htm
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Questa super-Terra è 14 volte la massa del nostro pianeta, ed è il secondo più leggero tra i pianeti extrasolari già esaminati. I dati delle osservazioni hanno rivelato che probabilmente è coperto da dense nubi.
È molto difficile misurare i raggi degli esopianeti, così in molti casi abbiamo informazioni solo sulle loro masse. Tuttavia, se un esopianeta ha una particolare orbita di "transito planetario (Transit Primario)" in cui passa davanti alla stella primaria (stella madre), si può stimare il suo raggio.
Durante il transito, la luminosità osservata della stella diminuisce leggermente a seconda della dimensione del pianeta. Quindi, si può stimare il raggio del pianeta misurando il tasso sbiadimento di luce, in modo molto preciso.
Il gruppo di ricerca ha effettuato osservazioni estremamente accurate sul transito del pianeta extrasolare GJ3470b utilizzando il Near-Infrared Imager/Spectrograph, una macchina fotografica montata sul telescopio riflettore di 188 centimetri e tre telecamere in luce visibile Multicolor Imaging Telescopes for Survey and Monstrous Explosions (MITSuME), tutte appartenenti al telescopio OAO.
Esse hanno misurato il tasso calante di luminosità delle stelle in 4 colori (dal visibile al vicino infrarosso). Le osservazioni hanno consentito di stimare per ogni colore il raggio del pianeta.
Come risultato, il raggio derivato dalla radiazione del vicino infrarosso (1,3 micrometro di lunghezza d'onda) è circa il 6% più corto di quello della luce visibile.
La differenza tra i colori dei raggi, probabilmente è il riflesso delle caratteristiche atmosferiche del pianeta. Quando la luce della stella primaria è trasmessa attraverso la spessa atmosfera del pianeta, la lunghezza della luce viene assorbita o dispersa dalle molecole atmosferiche, che potrebbero causare la differenza dei raggi apparente per ogni lunghezza d'onda di osservazione.
Finora, l'atmosfera di solo due super-Terre tra GJ3470b è stato studiato in dettaglio.
La stima del raggio di un pianeta extrasolare è un compito molto difficile. Generalmente, il tasso di sbiadimento della luce della stella causato dal transito della super-Terra è estremamente basso. Nel caso di GJ3470b, tuttavia, la dimensione della stella primaria è piccola, quindi il rapporto è relativamente grande.
Pertanto, il tasso di dissolvenza della luce della stella principale a causa del transito diventa più grande in modo che sia misurabile e osservabile con i telescopi a terra con un diametro di dimensioni medie.
Il raggio stimato del pianeta dalle osservazioni delle radiazioni del vicino infrarosso questa volta risulta essere circa 4,3 volte più grande di quella della Terra. Inoltre, i calcoli teorici basati sulla massa e sul raggio del pianeta stimano che il pianeta dovrebbe avere una enorme quantità di atmosfera.
Fukui ha commentato: "Supponiamo che l'atmosfera sia costituita da idrogeno ed elio, la massa dell'atmosfera sarebbe dal 5 al 20% della massa totale del pianeta. Confrontando col fatto che la massa dell'atmosfera terrestre è di circa un decimillesimo di percentuale (0,0001%) della massa totale della Terra, questo pianeta risulta che ha un'atmosfera molto densa".
A causa delle differenze nei raggi dei colori trovati da questa osservazione, è sicuro nell'affermare che le nuvole spesse non coprono GJ3470b.
Se dense nubi coprissero il pianeta, non dovrebbero esistere differenze di colore nei raggi.
Il gruppo di ricerca prevede di condurre osservazioni di precisione ancora maggiore utilizzando il telescopio Subaru o di altri grandi telescopi.
"L'orbita di GJ3470b dalla sua stella principale è molto vicina, a soli 0,036 UA (unità astronomiche), che è di circa 28 volte inferiore alla distanza tra il Sole e la Terra, e ruota in un breve ciclo di soli 3,3 giorni. Gli scienziati ancora non capiscono bene come si sia formato un tale pianeta.
GJ3470b è davvero forse non coperto da nuvole spesse, quindi crediamo che la composizione dell'atmosfera potrebbe essere rilevata senza essere bloccata dalle sue nuvole. Se trovassimo qualsiasi sostanza, come acqua o metano, che diventa ghiaccio a bassa temperatura, probabilmente significa che questo pianeta si formó originariamente a distanza (qualche unità astronomiche) dalla stella primaria, dove il ghiaccio potrebbe esistere muovendosi verso la stella primaria.
"Al contrario, se tale sostanza non fosse trovata nell'atmosfera, potrebbe essere possibile che si sia formato nei pressi della stella primaria. Ci aspettiamo di ottenere indizi importanti per capire come le super-Terre sono formate attraverso osservazioni della componente atmosferica di GJ3470b" ha detto Fukui.
Il tempo spesso favorevole ad Okayama è stato a nostro favore per ottenere i risultati delle osservazioni. Un continuo cielo sereno per diverse ore attraverso un tempo di transito previsto è fondamentale per misurare con precisione la distanza di un pianeta extrasolare.
I ricercatori continueranno le osservazioni con i telescopi a OAO, sperando di portare ulteriori progressi.
Traduzione e adattamento a cura di Arthur McPaul
Foto di apertura
Immagine della Super-Terra "GJ3470b". La dimensione del pianeta (parte anteriore) e stella primaria (indietro) rappresenta il rapporto effettivo. (Credit: NAOJ)
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130612093544.htm
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L3032.
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