Ricostruzione Della Nascita Di Un Pianeta

Ancora sorprese dal sistema planetario HR 8799. Uno studio, uscito oggi su Science, ricostruisce le tappe della formazione di uno dei quattro mondi che lo popolano. Tutto grazie all’analisi spettrale ad alta risoluzione della sua atmosfera.

C’è un insolito fermento, attorno alla stella HR 8799. Appena due giorni fa rendevamo conto, qui su Media INAF, dell’inconsueta composizione chimica dei quattro pianeti che le orbitano attorno. Passano poche decine di ore, ed ecco apparire sulle pagine odierne di Science Express un altro articolo dedicato allo stesso, atipico, sistema planetario. O meglio, a uno dei suoi quattro giganti gassosi, quello identificato dalla lettera ‘c’, distante dalla stella madre più o meno quanto Plutone dal Sole. L’anomalo rapporto fra carbonio e ossigeno rilevato su HR 8799c, dicono i risultati pubblicati su Science, racconterebbe la storia della sua formazione: avvenuta non per instabilità gravitazionale, come molti supponevano, bensì per accrescimento del nucleo.

L’uscita pressoché in contemporanea di questi risultati è già essa stessa un indizio dell’importanza rivestita dai pianeti che circondano HR 8799 – circa 158 anni luce la sua distanza da noi – per gli astronomi che si occupano di planetologia estrasolare. La loro peculiarità sta anzitutto nella possibilità di essere osservati direttamente, occasione rara per mondi così remoti. Ancor più interessante, i due studi, quello del team americano dei giorni scorsi e quello del team canadese di oggi (guidato, quest’ultimo, da una ricercatrice postdoc dell’Università di Toronto, Quinn Konopacky), sono stati condotti con mezzi completamente diversi, dunque del tutto indipendenti. Diverso il telescopio: lo Hale del Palomar Observatory per i primi e l’osservatorio del Keck, alle Hawaii, per i secondi. Diversa la suite di strumenti: un equipaggiamento d’avanguardia chiamato Project 1640 per il team americano, lo spettrografo a campo integrale OSIRIS per quello canadese.

Team e strumenti differenti, dunque, ma risultati sovrapponibili. Gli americani di Project 1640 hanno evidenziato, su HR 8799c, l’assenza di anidride carbonica e metano. Il gruppo canadese, invece, concentra la sua analisi sulle righe spettrali dell’acqua e del monossido di carbonio. «Pur avendo registrato una notevole quantità di vapore acqueo nell’atmosfera di HR 8799c, in realtà ce n’è un po’ meno di quanto ce ne saremmo atteso se il pianeta avesse la stessa composizione della sua stella», osserva Quinn Konopacky. «Questo significa che il pianeta ha una quantità di carbonio leggermente elevata rispetto all’ossigeno». Ma il rapporto fra carbonio e ossigeno, negli esopianeti, è a sua volta una spia del loro meccanismo di formazione. In particolare, spiegano gli autori dello studio su Science, i grani di ghiaccio d’acqua devono essersi condensati nel disco planetario che circonda HR 8799, consumandone l’ossigeno.

«Questi grani di ghiaccio si sono poco a poco agglomerati in blocchi più grandi, nell’ordine dei chilometri. Blocchi che continuando a collidere hanno dato origine al nucleo solido del pianeta», prova a ricostruire Konopacky. «L’atmosfera si è aggiunta solo in un secondo tempo, dal gas che il pianeta ha attratto una volta cresciuto a sufficienza. A quel punto, però, una parte dei grani di ghiaccio era già scomparsa, dunque nel gas non c’era più molta acqua».

Quella di HR 8799c sarebbe quindi la storia di un gigante gassoso (bello robusto, fra l’altro: la sua massa è pari a circa 7 volte quella di Giove) che si è sviluppato per accrescimento del nucleo. Vale a dire, in fasi successive, e non attraverso la formazione simultanea di nucleo e atmosfera prevista dai modelli basati sull’instabilità del disco protoplanetario. Un processo di accrescimento, dunque, simile a quello che ha plasmato il Sistema solare, con i giganti gassosi più lontani i e pianeti rocciosi più vicini rispetto al Sole. «E poiché il sistema planetario che circonda HR 8799 sembra una versione in scala di nostro Sistema solare», scrivono i ricercatori, «non sarebbe una sorpresa trovarvi nelle regioni interne pianeti simili alla Terra».

Insomma, la battuta di caccia va avanti. Quanto alla curiosa concomitanza nell’uscita di questi risultati, non c’è motivo di rimanere stupiti, spiega a Media INAF Neil Zimmerman, uno fra gli autori dell’altro articolo, quello in corso di stampa su The Astrophysical Journal: «Credo che sia solo una coincidenza. Fra i sistemi planetari extrasolari, quello di HR 8799 è un caso unico, dunque è normale che ci siano più gruppi in competizione per ottenere i dati migliori. Solo nel corso dell’anno passato sono usciti ben cinque articoli su questi pianeti. Ed erano tutti firmati da team di astronomi completamente diversi».

Per saperne di più:

Leggi su Science l’articolo: “Detection of Carbon Monoxide and Water Absorption Lines in an Exoplanet Atmosphere“, di Quinn M. Konopacky, Travis S. Barman, Bruce A. Macintosh e Christian Marois

A cura di Marco Malaspina

Foto di apertura
Rappresentazione artistica del sistema planetario HR 8799 in una fase precoce della sua evoluzione, con il pianeta HR 8799c, il disco di gas e polveri e i pianeti più interni. Crediti: Dunlap Institute (per Astronomy & Astrophysics), Mediafarm

Fonte:
http://www.media.inaf.it/2013/03/14/esopianeta-hr-8799c/

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Quattro Mondi Alieni Dalla Chimica Impossibile

Emergono combinazioni chimiche sorprendenti dalla prima analisi spettroscopica di quattro pianeti a 128 anni luce da noi. Metano, ammoniaca, anidride carbonica e acetilene appaiono distribuiti in modi mai immaginati.

Non solo li hanno visti: ne hanno pure catturato la firma chimica. Ed è una firma che lascia sbalorditi. Oggetto di quest’impresa notevole, i cui risultati sono usciti sull’ultimo numero di The Astrophysical Journal, è il sistema planetario in orbita attorno a HR 8799, una stella a 128 anni luce dalla Terra. Di pianeti extrasolari e di sistemi planetari se ne conoscono a centinaia, ma nella maggior parte dei casi ciò che di essi è possibile osservare è solo un’ombra, un effetto indiretto: come l’occultazione della stella ospite, o le perturbazioni gravitazionali che essa subisce. A maggior ragione, dunque, quest’osservazione ha una portata storica: per la prima volta non solo sono stati osservati direttamente quattro pianeti, ma si sono pure ottenuti i loro spettri. Tutto in un colpo solo.

Per ottenerli, gli astronomi hanno fatto ricorso a una suite di strumenti e software, battezzata Project 1640, installata sul telescopio Hale, in California, al Palomar Observatory. Una suite composta, anzitutto, da un sistema di ottica adattiva avanzatissimo, capace di correggere milioni di volte al secondo le aberrazioni introdotte dalla turbolenza dell’atmosfera terrestre. Poi un coronografo, in grado di rimuovere con precisione l’accecante luce della stella madre, da 1 a 10 milioni di volte più intensa di quella dei pianeti. Ancora, uno spettrografo che sforna immagini al ritmo di 30 al secondo. E, infine, un sensore di fronte d’onda.

Ma cosa ci dicono, gli spettri così ottenuti? In breve, che là fuori la natura mostra una varietà inaspettata: un apparente squilibrio chimico tale da rimettere in discussione cos’è normale e cosa no. Ammoniaca e metano, per esempio: ci si attendeva che le due molecole, in mondi dalle temperature non troppo estreme, tendessero a convivere, seppure in proporzioni variabili. E invece è saltato fuori che nei quattro pianeti attorno a HR 8799 può esserci anche solo l’una o solo l’altro. Questo nonostante la temperatura media sia, almeno secondo gli standard astronomici, relativamente tiepida: di poco superiore ai 700 gradi. C’è poi dell’anidride carbonica, e fin qui nulla d’anomalo, ma anche dell’acetilene: una molecola mai osservata prima in un pianeta extrasolare.

«Sono risultati molto strani», conferma il primo autore dell’articolo, Ben Oppenheimer, dell’American Museum of Natural History. «Questi pianeti caldi e “rossi” sono diversi da qualsiasi altro oggetto dell’Universo conosciuto. Tutti e quattro hanno spettri diversi fra loro, e tutti e quattro mostrano peculiarità. Insomma, i teorici avranno parecchio da lavorare».

Provando a riassumerlo schematicamente, ecco l’insolito quartetto che s’è parato innanzi a Oppenheimer e colleghi: assegnando ai quattro pianeti le lettere da ‘b’ a ‘e’, come fanno gli astronomi, risulta che ‘b’ sembra aver tutto fuorché il metano, a ‘c’ mancano sia il metano sia l’anidride carbonica, a ‘d’ difetta invece l’ammoniaca mentre ad ‘e’ mancano ammoniaca e metano. In compenso, sembra che su tutti ci sia un cielo almeno parzialmente nuvoloso, come si deduce dall’abbondanza della componente “rossa” negli spettri. E per fortuna, verrebbe da dire, visto che la stella ospite, HR 8799, oltre a esibire un comportamento quanto mai ballerino (la sua luminosità varia dell’8% in appena due giorni), emette raggi ultravioletti in quantità mille volte superiore al Sole.

Una buona crema protettiva, in ogni caso, non basterebbe, spiega Ian Parry, della Cambridge University, fra i coautori dell’articolo: «Dagli spettri si deduce chiaramente che questi quattro mondi sono troppo tossici e troppo caldi per ospitare la vita come noi la conosciamo. Ma la cosa veramente interessante sono le prospettive delle tecniche che abbiamo sviluppato: tecniche che un giorno saranno in grado di offrirci la prima prova certa dell’esistenza della vita su un pianeta al di fuori del sistema solare».

A cura di Marco Malaspina

Foto di apertura
In queste immagini, il procedimento seguito per ottenere gli spettri. (i) il telescopio punta la stella: si può notare l’ombra del coronografo; (ii) viene attivato il sistema di ottica adattiva: l’immagine diventa molto più nitida; (iii) la stella viene occultata dal coronografo e si dà inizio a un’esposizione di 5 minuti; (iv) viene calibrato il sensore di fronte d’onda, che permette la rimozione degli effetti dovuti a difetti delle ottiche; (v) i dati vengono processati da un algoritmo sviluppato ad hoc, ed emergono chiaramente i quattro pianeti.

Fonte:
http://www.media.inaf.it/2013/03/12/esopianeti-spettroscopia/

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Indagini Per Un'Orbita Esoplanetaria Retrograda

Gli astronomi giapponesi grazie al telescopio Subaru, hanno mostrato che il sistema planetario HAT-P-7 posto a circa 1040 anni luce dalla Terra nella costellazione del Cigno, comprende almeno due pianeti giganti e una stella compagna. La scoperta di un compagno sconosciuto (HAT-P-7b) attorno alla stella centrale (HAT-P-7), così come la conferma di un altro pianeta gigante (HAT-P-7c) in orbita al di fuori del pianeta retrogrado HAT-P- 7b [1], offrono nuove prospettive sul modo in cui si possono formare pianeti retrogradi.

Una collaborazione giapponese guidata da Norio Narita (National Astronomical Observatory of Japan) ha utilizzato il telescopio Subaru nel 2008 per scoprire la prima prova di un'orbita retrograda di un pianeta extrasolare, HAT-P-7b. Anche se i pianeti retrogradi, che hanno orbite che contrastano con la rotazione delle loro stelle centrali, sono assenti nel nostro Sistema Solare, si verificano in altri sistemi planetari dell'Universo.
Tuttavia, gli scienziati non sapevano come tali pianeti retrogradi si formato [2].

Dalla scoperta iniziale di HAT-P-7b, Narita ha portato avanti la sua ricerca per spiegarne la sua origine. Come partecipanti del progetto SEEDS [3] (esplorazione strategica di dischi e pianeti extrasolari con il telescopio Subaru) lui ei suoi colleghi, Yasuhiro Takahashi, Masayuki Kuzuhara e Teruyuki Hirano (tutti presso l'Università di Tokyo), hanno ripreso le immagini ad alto contrasto del sistema HAT- P-7 con lo strumento HiCIA per sviluppare un quadro più completo di esso.

Il team ha scoperto due candidati compagni in tutto il sistema di HAT-P-7 nel 2009 e ha misurato il loro moto proprio in un periodo di tre anni fino al 2012. Hanno confermato che uno dei due candidati e un compagno comune moto di tipo stellare, chiamato HAT-P-7b.
Il team ha anche confermato un trend di lungo periodo della velocità radiale [4] per HAT-P-7. Questo sta a indicare l'esistenza di un altro pianeta gigante, HAT-P-7c in orbita tra le orbite di HAT-P-7b (il pianeta retrogrado) e HAT-P-7b (il compagno stellare).

La domanda rimane: Come ha fatto l'orbita retrograda del pianeta a potersi sviluppare?

In una relazione del 2012, il dottor Simon Albrecht ha sottolineato che alcuni effetti gravitazionali tra la stella centrale e HAT-P-7b impedirebbero il mantenimento a lungo termine della sua orbita retrograda. Il team ritiene che l'esistenza della stella compagna (HAT-P-7B) e il pianeta esterno appena confermato (HAT-P-7c) possono svolgere un ruolo importante nel formare e mantenere l'orbita retrograda del pianeta interno ( HAT-P-7b) tramite il meccanismo Kozai, un processo a lungo termine durante il quale un oggetto più massiccio ha un effetto sull'orbita di un altro. Nel caso di HAT-P-7b, il team ha postulato la cosiddetta "migrazione sequenziale Kozai" come spiegazione di questo pianeta retrogrado. Essi suggeriscono che la stella compagna (HAT-P-7B) è stata colpita dall'orbita del pianeta esterno appena confermato (HAT-P-7c) attraverso il meccanismo Kozai, facendolo inclinare.

Quando l'orbita di quel pianeta si è abbastanza inclinata, HAT-P7C ha modificato l'orbita del pianeta interno (HAT-P-7b) attraverso il meccanismo Kozai, in modo che è diventato retrogrado. Questa evoluzione sequenziale orbitale del pianeta è uno degli scenari che potrebbero spiegare l'origine dell'orbita retrograda, inclinata ed eccentrica.

Il team di Narita ha dimostrato l'importanza di condurre osservazioni dirette ad alto contrasto di imaging per sistemi planetari noti per verificare la presenza di eventuali compagni esterni deboli, che possono svolgere un ruolo importante per comprendere l'intero quadro della migrazione planetaria.

I risultati forniscono indizi importanti per comprendere l'origine di una varietà di sistemi planetari, compresi quelli con orbite molto inclinate ed eccentriche.

Note:

1) Un pianeta retrogrado è un pianeta con un'orbita che va contro (oltre 90 gradi) la direzione della rotazione della stella centrale. Precedenti osservazioni hanno rivelato che circa un terzo dei pianeti gioviani caldi, pianeti extrasolari con caratteristiche simili a Giove, orbitano molto vicino alla loro stella e hanno orbite inclinate o anche orbite retrograde rispetto alla rotazione della loro stella centrale.

2) Le lettere dopo il nome di una stella sono modi coerenti con cui gli astrinomi etichettano un sistema planetario. Il sistema planetario è chiamato dal nome della stella centrale (HAT-P-7), e una stella compagna è etichettata con una B maiuscola (HAT-P-7B). Il primo pianeta scoperto nel sistema è designato da una b minuscola (HAT-P-7b), e il successivo, con una c minuscola (HAT-P-7c), e così via.

3) SEEDS (esplorazione strategica di pianeti e dischi extrasolari con Subaru Telescope) è un grande, progetto quinquennale guidato da Motohide Tamura (National Astronomical Observatory of Japan). Con un totale di 120 notti di osservazione al telescopio Subaru. Il progetto si concentra sull'esplorazione di centinaia di stelle vicine, nel tentativo di rilevare con immagini dirette eventuali pianeti extrasolari e dischi o detriti protoplanetari intorno alle stelle.

4) La velocità radiale è la misurazione della velocità di variazione della distanza di un oggetto astronomico. Quando un pianeta orbita intorno a una stella, provoca un piccolo cambiamento nello spettro della stella, che può essere misurato con alta precisione grazie ad uno spettrografo usato per dedurre la presenza di un altro pianeta.

Foto In Alto:
Immagini dell'Hubble space Telescope che mostra l'espansione di una stella rossa supergigante. (Credit: NASA/ESA)


Adattamento A cura di Arthur McPaul

Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130125103923.htm

Eccezionale Foto Di Un Pianeta Extrasolare

A sinistra (a): in falso colore, nel vicino infrarosso (1,2-2,4 micron) Kappa e. L'elaborazione delle immagini ha rimosso la luce della stella, che si trova dietro la maschera (un disco scuro generato dal software), al centro della foto. Le chiazze colorate rappresentano la luce delle stelle che rimane dopo la rimozione della luce della stella ospite. Separata da circa 55 unità astronomiche dalla sua stella ospite, il pianeta super-Giove, Kappa e B (in alto a sinistra), risiede ad una distanza di circa 1,8 volte quella di Nettuno dal Sole. (Credit: NAOJ)
Destra (b): Il "segnale-rumore" generato dall'immagine, a sinistra. Le chiazze colorate rappresentano la luce residua che rimane dopo la sottrazione della luce della stella ospite. La funzione in bianco verso l'alto a sinistra, rappresenta un elevato rapporto segnale-rumore, che indica il rilevamento del super-Giove con elevata sicurezza. (Credit: NAOJ)

Un team internazionale di astronomi, guidato da Joseph Carson (College of Charleston e Max-Planck-Institut per l'astronomia), ha scoperto un pianeta "super-gioviano" in orbita alla stella massiccia Kappa Andromedae. Utilizzando lo strumento High Contrast con il Subaru Adaptive Optics (HiCIAO) e la Infrared And Spectrograph Camera (IRCS) montata sul telescopio Subaru, il team è stato in grado di vedere direttamente l'immagine del nuovo esopianeta, un gigante gassoso con una massa di circa 13 volte quella di Giove con un'orbita un pó più grande di quella di Nettuno.
La stella ospite ha una massa 2,5 volte quella del Sole.

L'imaging diretta di un pianeta extrasolare è assai difficile, perché la luminosità della stella centrale oscura la luce più debole emessa da un pianeta in orbita intorno ad esso. Uno degli obiettivi principali del progetto SEEDS (Nota), di cui il team di scienziati fa parte, è quello di esplorare centinaia di stelle vicine, nel tentativo di ottenere immagini dirette dei pianeti extrasolari e dei dischi e detriti protoplanetari. Il team ha utilizzato il Subaru Telescope con lo strumento ad alto contrasto di imaging, HiCIAO, con il sistema AO 188 di ottica adattiva per la caccia di pianeti extrasolari.

Kappa Andromedae situata a 170 anni luce dal nostro Sistema Solare, è un membro del gruppo stellare Columba, con un'età stimata di 30 milioni di anni. Sistemi stellari giovani sono bersagli appetibili per la cattura di immagini dirette dei pianeti perché i pianeti giovani trattengono il calore dalla loro formazione, migliorando così la loro luminosità a lunghezze d'onda infrarosse.
< B>Kappa e B, è un cosiddetto "super-Giove" (un gigante gassoso molto più grande di Giove), rilevato in osservazioni indipendenti nel mese di gennaio e luglio del 2012 a quattro lunghezze d'onda differenti.

Il confronto delle sue posizioni relative tra i due periodi di tempo ha rivelato che Kappa e B presenta "un movimento comune proprio" con la stella ospite, a dimostrazione che i due oggetti sono legati gravitazionalmente. Un confronto di luminosità di Kappa e b tra le quattro diverse lunghezze d'onda ha rivelato colori infrarossi simili a quelli di una manciata di altri pianeti gassosi giganti impressi con successo intorno alle stelle.

La ripresa diretta di un pianeta extrasolare è eccezionalmente rara, in particolare per gli oggetti con separazioni orbitali identiche a quelle dei pianeti del nostro Sistema Solare. In una singola istantanea a raggi infrarossi, il bagliore della stella ospite travolge completamente il piccolo punto di luce prodotto da Kappa e b. La sua luce è stata distinta solo dopo aver utilizzato una tecnica nota come imaging differenziale angolare, che combina un tempo di-serie di singole immagini in un modo che consente di rimuovere il bagliore altrimenti schiacciante della stella ospitante.

La grande massa della stella ospite e del suo pianeta gigante contrastano fortemente rispetto aagli oggetti del nostro Sistema Solare. Negli ultimi anni alcuni osservatori e teorici hanno sostenuto che le stelle di grandi dimensioni come Kappa Andromedae possono avere pianeti di grandi dimensioni, forse conforme a una semplice scala del nostro Sistema Solare. Altri esperti suggeriscono che ci sono dei limiti da estrapolare dal nostro Sistema Solare, se una stella è troppo grande, la sua potente radiazione può interrompere la normale formazione del pianeta che altrimenti si verifica nel disco che circonda la stella.
La scoperta del super-Giove intorno a Kappa Andromedae dimostra che le stelle grandi da 2,5 masse solari sono ancora pienamente in grado di produrre pianeti nel loro dischi circumstellari.

La ricerca del team di SEEDS sta continuando a studiare la luce emessa da Kappa e B in un'ampia lunghezza d'onda, al fine di comprendere meglio la chimica atmosferica del gigante gassoso e definire le sue caratteristiche orbitali. La squadra continua a esplorare il sistema per eventuali pianeti secondari, che possono aver influenzato la formazione di Kappa e B e la sua evoluzione orbitale. Questi studi di follow-up daranno ulteriori indizi non solo sulla formazione del Super-Giove, ma anche dei principi di formazione dei pianeti intorno a stelle massicce.

Riferimenti:
Il documento che descrive la ricerca che ha portato a questa scoperta è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Astrophysical Journal Letters.

Membri principali del gruppo di ricerca sono:
J. Carson, College of Charleston, Stati Uniti d'America e Max-Planck-Institut per l'astronomia, la Germania
C. Thalmann, Università di Amsterdam, Paesi Bassi e Max-Planck-Institut per l'astronomia, la Germania
M. Janson, Princeton University, USA
T. Kozakis, College of Charleston, Stati Uniti d'America
M. Bonnefoy, Max-Planck-Institut per l'astronomia, la Germania
B. Biller, Max-Planck-Institut per l'astronomia, la Germania
J. Schlieder, Max-Planck-Institut per l'astronomia, la Germania
T. Currie, Università di Toronto, Canada
M. McElwain, Goddard Space Flight Center, USA
M. Goto, Ludwig Maximilians-Universität, Germania
T. Henning, Max-Planck-Institut per l'astronomia, la Germania
W. Brandner, Max-Planck-Institut per l'astronomia, la Germania
M. Feldt, Max-Planck-Institut per l'astronomia, la Germania
R. Kandori, National Astronomical Observatory of Japan, Giappone
M. Kuzuhara, Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone e l'Università di Tokyo, Giappone
H. Tamura, National Astronomical Observatory of Japan, Giappone

Ringraziamenti:
Questa ricerca è stata resa possibile in parte dal sostegno della National Science Foundation statunitense.

Nota:
Il progetto SEEDS è iniziato nel 2009 per un periodo di cinque anni con 120 notti di osservazione al telescopio Subaru, che si trova in cima del Mauna Kea sull'isola di Hawaii. Motohide Tamura (National Astronomical Observatory of Japan) conduce l'indagine di SEEDS.

Traduzione A Cura Arthur McPaul

Fonte:
http://www.naoj.org/Pressrelease/2012/11/19/index.html

Candidato Pianeta Fluttuante A 100 Anni Luce

Gli astronomi del Very Large Telescope e del Canada-France-Hawaii Telescopie hanno individuato un corpo che è molto probabilmente un pianeta vagante nello spazio senza una stella madre.

Questo è il più eccitante candidato pianeta solitario vicino al Sistema Solare mai scoperto, ad una distanza di soli circa 100 anni luce. La sua vicinanza comparativa e l'assenza di una stella luminosa molto vicina ad esso, ha permesso al team di studiare la sua atmosfera in grande dettaglio. Questo oggetto fornisce anche un'anteprima di come verranno visti i pianeti extrasolari dagli strumenti futuri, che orbitano attorno ad altre stelle.

I pianeti solitari sono oggetti di massa planetaria che vagano nello spazio senza alcun legame con una stella. Possibili esempi di tali oggetti sono stati già scoperti in precedenza [1], ma senza sapere la loro età, non è stato possibile per gli astronomi confermare se erano davvero pianeti o nane brune.
Questo oggetto, chiamato CFBDSIR2149 [2], sembra essere parte di un vicino sciame di stelle giovani note come Gruppo AB Doradus. I ricercatori lo hanno scoperto grazie al Canada-France-Hawaii Telescope e hanno sfruttato tutta la potenza del Very Large Telescope per esaminarne le proprietà [3].

Il Gruppo AB Doradus Moving è il più vicino di questi gruppi rispetto al Sistema Solare.
La stelle vagano assieme alla deriva nello spazio e si ritiene che si siano formate contemporaneamente. Se l'oggetto fosse associato a questo gruppo in movimento sarebbe quindi un oggetto giovane, ma sarebbe possibile dedurre molto di più, compresa la sua temperatura, la sua massa e la sua atmosfera è in [4]. Rimane una piccola probabilità che l'associazione con il gruppo in movimento sia un caso.

Il legame tra il nuovo oggetto e il gruppo in movimento è la chiave fondamentale che permetterà agli astronomi di scoprire la sua età [5].

Questo è il primo oggetto isolato di massa planetaria mai identificato in un gruppo in movimento e l'associazione con lo stesso lo rende il più interessante candidato pianeta fluttuante individuato finora.

Oggetti come CFBDSIR2149 si ritiene che si siano formati sia come pianeti normali nei classici sistemi planetari, sia come oggetti solitari come le stelle più piccole o le nane brune. In entrambi i casi questi oggetti sono interessanti.

"Questi oggetti sono importanti, in quanto possono aiutarci a capire di più su come i pianeti potrebbero essere stati espulsi dai sistemi planetari, o come oggetti leggeri possano andare alla deriva dal processo di formazione stellare", spiega Philippe Delorme.
"Se questo piccolo oggetto è un pianeta che è stato espulso dal suo sistema nativo, evocando l'immagine suggestiva di mondi isolati, alla deriva nel vuoto dello spazio, potrebbe essere un oggetto comune, numeroso come le stelle normali [6].

Se CFBDSIR2149 non fosse associato al gruppo AB Doradus Moving, sarebbe complicato essere sicuri della sua natura e delle sue proprietà e potrebbe essere anche una piccola nana bruna. Entrambi gli scenari risponderebbero ad importanti domande su come i pianeti e le stelle formano e si comportano.

"I lavori dovrebbero confermare che CFBDSIR2149 è un pianeta liberamente fluttuante", conclude Philippe Delorme. "Questo oggetto può essere utilizzato come parametro di riferimento per la comprensione della fisica di qualsiasi esopianeta simile che venisse scoperto da futuri sistemi di imaging ad alto contrasto, incluso lo strumento SPHERE che verrà installato sul VLT".

Note
[1] Numerosi candidati per questo tipo di pianeti sono stati trovati in precedenza (con comunicati stampa e documenti relativi, ad esempio su Science, Nature, Royal Astronomical Society). Questi oggetti sono stati scoperti a partire dal 1990, quando gli astronomi hanno scoperto che il punto in cui una nana bruna attraversa il range di massa planetaria è difficile da determinare. Studi più recenti hanno suggerito che ci possono essere un gran numero di questi piccoli corpi nella nostra galassia, una popolazione che potrebbe raggiungere quasi il doppio delle stelle della sequenza principale note.

[2] L'oggetto è stato identificato come parte di una estensione ad infrarossi del Canada-France Survey Brown Dwarf (CFBDS), un progetto per la caccia delle nane brune. È indicato anche come CFBDSIR J214947.2-040.308,9.

[3] Il team ha osservato CFBDSIR2149 sia con la fotocamera WIRCam montata sull'Hawaii Telescope nelle Hawaii che con la fotocamera SOFI sul Technology Telescope dell'ESO in Cile. Le immagini sono state scattate in tempi diversi e hanno permesso di individuare il moto proprio dell'oggetto attraverso il cielo per essere misurato e confrontato con i membri del gruppo AB Doradus in movimento. Lo studio dettagliato dell'atmosfera dell'oggetto è stata effettuata in base allo spettrografo X-shooter del Very Large Telescope dell'ESO sito all'Osservatorio di Paranal.

[4] L'associazione con il Gruppo AB Doradus ha permesso di stimare la massa del pianeta che è di circa 4-7 volte la massa di Giove, con una temperatura effettiva di circa 430 gradi Celsius. L'età del pianeta sarebbe la stessa del gruppo di stelle stesso, dai 50 ai 120 milioni anni.

[5] L'analisi statistica del team sul moto proprio dell'oggetto (il suo cambiamento in posizione angolare nel cielo ogni anno) si presenta con un 87% di probabilità che sia associato con il Gruppo AB Doradus e più del 95% di probabilità che è abbastanza giovane per essere di massa planetaria, il che rende molto più probabile che sia un pianeta canaglia piuttosto che una stella "fallita". I candidati fluttuanti più distanti sono stati trovati in ammassi di stelle molto giovani, ma non potevano essere studiato in dettaglio.

[6] Questi pianeti liberamente fluttuanti possono anche rivelare la loro presenza quando passano davanti ad una stella. L'effetto della lente gravitazionale avviene quando i campi gravitazionali di un pianeta e della sua stella cooperano per focalizzare la luce di una stella lontana. Affinché riesca l'effetto, occorre che l'osservatore, la stella, il pianeta e la stella lontana si trovino per caso esattamente sulla stessa linea di vista. Poiché un allineamento così perfetto capita molto di rado (e l'effetto è molto piccolo, da cui il nome micro) occorre tenere sotto sorveglianza un grande numero di stelle. Questo metodo funziona al meglio per le stelle che si trovano tra noi e il nucleo galattico, perché esso mette a disposizione un gran numero di stelle sullo sfondo. Le indagini di Microlensing della Via Lattea, come OGLE, possono rilevale i pianeti liberamente fluttuanti come avvenuto in un esperimento pubblicato su Nature nel 2011.

Maggiori informazioni
Questa ricerca è presentata in un articolo, "CFBDSIR2149-0403: un pianeta di 4-7 masse gioviane liberamente fluttuante dal gruppo di giovani stelle AB Doradus" in Astronomy & Astrophysics, del 14 novembre 2012.

Il team è composto da P. Delorme (Institut de planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, CNRS / Université Joseph Fourier, Francia [IPAG]), J. Gagné (Université de Montréal, Canada), L. Malo (Université de Montréal, Canada), C. Reyle (Institut UTINAM, CNRS / OSU THETA Franche-Comté-Bourgogne/Université de Franche Comté, Francia), E. Artigau (Université de Montréal, Canada), L. Albert (Université de Montréal, Canada), T. Forveille (Institut de planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, CNRS / Université Joseph Fourier, Francia [IPAG]), X. Delfosse (Institut de planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, CNRS / Université Joseph Fourier, Francia [IPAG] ), F. Allard (Université Claude Bernard Lyon 1, Francia), D. Homeier (Université Claude Bernard Lyon 1, Francia).

Foto
Rappresentazione artistica del candidato pianeta fluttuante CFBDSIR2149 (Credit: ESO/L. Calçada/P. Delorme/Nick Risinger (skysurvey.org)/R. Saito/VVV Consortium)

A Cura Di Arthur McPaul

Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121114083411.htm

Nuove Terre Abitabili

Una nuova super-Terra con un possibile clima adatto a sostenere la vita, è stato scoperta intorno ad una stella vicina, da un team internazionale di astronomi, guidato da Mikko Tuomi dell' Università di Hertfordshire e da Guillem Anglada-Escude dell'Università di Goettingen.

Precedentemente si riteneva che il pianeta possedesse tre pianeti in orbita troppo vicina alla stella per sostenere l'acqua liquida. Evitando falsi segnali causati dall'attività stellare, i ricercatori hanno individuato altre tre nuove super-Terre.
Secondo Mikko Tuomi: "Siamo stati pionieri di nuove tecniche di analisi dei dati, tra cui l'utilizzo della lunghezza d'onda e un filtro per ridurre l'influenza di attività sul segnale proveniente da questa stella. Questo ha aumentato significativamente la nostra sensibilità e ci ha permesso di rivelare tre nuove super-Terre attorno alla stella nota come HD 40307, portando il sistema ad avere sei pianeti.

Dei nuovi pianeti, di maggiore interesse è quello con l'orbita più esterna della stella e con una massa di almeno sette volte quella della Terra. La sua orbita si trova ad una distanza simile a quella dell'orbita terrestre intorno al nostro Sole, aumentandone la probabilità che esso sia abitabile. Questo avviene dove vi sono presenza di acqua allo stato liquido e atmosfere stabili.
Il pianeta potrebbe anche essere in rotazione non sincrona attorno al proprio asse mentre orbita intorno alla stella creando un effetto diurno e notturno che sarebbe idoneo a creare un ambiente simile alla Terra.
Guillem Angla-Escude ha detto: "La stella HD 40307, ​​è una stella nana tranquilla, quindi non c'è alcun motivo per cui il pianeta non possa sostenere un clima simile alla Terra".

Hugh Jones, dell'Università di Hertfordshire, ha aggiunto: "L'orbita lunga del nuovo pianeta significa che il clima e l'atmosfera possono essere giusti per sostenere la vita".

All'inizio di quest'anno, la sonda Keplero ha trovato un pianeta con un'orbita simile. Tuttavia, Keplero 22d si trova a 600 anni luce dalla Terra, mentre questa nuova super-Terra chiamata HD 40307g è molto più vicina essendo situata a 42 anni luce dalla Terra.

Mikko Tuomi ha svolto questo lavoro come membro della RoPACS, un'iniziativa con un focus di ricerca sulla ricerca di pianeti intorno a stelle fredde. Il progetto paneuropeo RoPACS è condotto presso l'Università di Hertfordshire da David Pinfield, che ha commentato: "Scoperte come queste sono davvero entusiasmanti e tali sistemi saranno bersagli naturali per la prossima generazione di grandi telescopi, sia a terra che nello spazio".

A Cura Di Arthur McPaul

Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121108073927.htm

L'Illusione Della Vita Sui Pianeti Extrasolari

Quando un meteoroide entra nell’atmosfera di un pianeta extrasolare, aggiunge gas organici che potrebbero farlo sembrare abitato, quando in realtà non lo è. E’ quanto sostengono i ricercatori del progetto Darwin dell’ESA e del Terrestrial Planet Finder
Negli ultimi anni, gli astronomi hanno scoperto centinaia di pianeti extrasolari. Molti di questi si trovano all’interno delle zone abitabili, le aree con un clima che potrebbe garantire l’acqua allo stato liquido sulla superficie, alimentando le speranze che la vita come noi la conosciamo, possa esistere anche fuori dalla nostra Terra.

Generalmente gli scienziati vanno alla ricerca di metano e ossigeno, segni significativi per la presenza della vita. Per oltre 40 anni, gli astronomi hanno fatto riferimento alle nubi di metano osservate su Marte, aumentando la possibilità di organismi viventi sotto la sua superficie. Sebbene la vita o i sottoprodotti della vita siano responsabili per quasi tutto il metano trovato nell’atmosfera terrestre, non sono l’unica fonte a produrlo. Per esempio, i vulcani possono produrre metano grazie alle reazioni chimiche tra acqua, anidride carbonica e sali minerali. Sebbene su Marte il numero dei micrometeoriti che colpiscono il pianeta rosso non spiegherebbero i livelli di metano presenti sul pianeta, in altri sistemi solari molto più polverosi, si potrebbe ottenere molto metano che andrebbe ad emettere una falsa firma atmosferica sulla vita.

“Questo potrebbe costituire un problema, in quanto la ricerca di vita su questi pianeti extrasolari dipende da osservazioni remote quali l’analisi spettroscopica delle loro atmosfere, come era stato fatto per rilevare il metano nell’atmosfera di Marte“, ha detto il ricercatore Richard Court, un geologo planetario presso l’Imperial College di Londra. “Non c’è alcuna possibilità per i veicoli spaziali di visitare fisicamente questi pianeti extrasolari ubicati a molti anni luce di distanza“.

Ricerche precedenti indicano che gli unici sistemi solari in grado di imitare la firma della vita sono quelli in possesso di dischi detritici abbastanza densi, o sistemi sottoposti a molte collisioni tra corpi, come avvenuto nel nostro sistema solare 3,9 miliardi di anni fa. Attualmente la Terra riceve circa 40.000 tonnellate di micrometeoriti ogni anno, mentre Marte circa 12.000 tonnellate. I ricercatori stimano che nel corso del bombardamento avvenuto agli albori del sistema solare, la Terra e Marte ne abbiano visto da 1.000 a 10.000 volte di più. La Terra, in quel periodo, potrebbe aver ricevuto circa 33 milioni di miliardi di tonnellate di micrometeoriti, mentre Marte 1.700.000 miliardi di tonnellate.

Tutto questo può essere sufficiente per avere abbastanza metano su un pianeta da farlo sembrare abitato. Finora gli astronomi hanno individuato una serie di sistemi che potrebbero presentare questo aspetto. Un esempio può comprendere Gliese 581 a circa 20 anni luce dalla Terra, che ha uno e forse due “super-Terre” – pianeti rocciosi più grandi della Terra, che possono raggiungere fino a 10 volte la massa del nostro pianeta – intorno alla nana rossa della zona abitabile del sistema. I ricercatori hanno pubblicato i loro lavori dettagliati sulla rivista Planetary and Space Science.

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Credit: European Space Agency di David Sing

A Cura della fonte

Fonte:
http://www.meteoweb.eu/2012/10/lillusione-della-vita-su-un-pianeta-extrasolare/157831/

Scoperto Pianeta Circumbinario

Grazie ad sforzo congiunto di scienziati e astronomi professionisti è stato riportato il primo caso di un pianeta che orbita intorno a delle stelle che a loro volta sono in orbita ad una seconda coppia di stelle.

Con l'aiuto dei volontari del sito web Planethunters.org, un team della Yale University ha guidato degli astronomi dilettanti che hanno individuato e confermato la scoperta del fenomeno, chiamato pianeta circumbinario in un sistema di quattro stelle.

Solo sei pianeti sono noti che orbitano attorno a due stelle e nessuno di questi è posto in orbita lontano dalle stelle.
"I Pianeti circumbinari sono gli esempi estremi di formazione dei pianeti", ha detto Meg Schwamb della Yale, autore di un articolo sul sistema, presentato il 15 ottobre in occasione della riunione annuale della Divisione per le Scienze Planetarie della American Astronomical Society a Reno, in Nevada.

"La scoperta di questi sistemi ci costringe a tornare al tavolo da disegno per capire come questi pianeti siano in grado di formarsi ed evolversi in modo dinamico in questi ambienti difficili".

Soprannominato PH1, il pianeta è stato identificato dagli scienziati che partecipano al Planet Hunters, un programma guidato da Yale che arruola i membri del pubblico per esaminare i dati astronomici della sonda Keplero della NASA sui candidati esopianeti. E' la prima scoperta confermata del progetto.

I volontari Kian Jek di San Francisco e Robert Gagliano di Cottonwood, Arizona,
hanno esaminato i dati deboli salti di luce causati dal pianeta mentre passava davanti alle sue stelle madri, un metodo comune per trovare pianeti extrasolari. Schwamb, un ricercatore post-dottorato di Yale, ha guidato il team di astronomi professionisti che hanno confermato la scoperta e caratterizzato il pianeta, a seguito delle osservazioni dei telescopi Keck di Mauna Kea, nelle Hawaii. PH1 è un gigante gassoso con un raggio di circa 6,2 volte quella della Terra, il che rende un pó più grande di Nettuno.

"Planet Hunters" è un progetto simbiotico tra gli astronomi dilettanti e un team di astronomi professionisti", ha detto Debra Fischer, professore di astronomia all'Università di Yale ed esperto cacciatore di pianeti che ha contribuito al lancio di Planet Hunters nel 2010.
"Questo sistema unico nel suo genere potrebbe essere stato del tutto perso se non ci fosse stato l'occhio acuto del pubblico".

Le orbite di PH1 si eclissiano circa ogni 20 giorni con le stelle che sono di 1,5 e 0,41 volte la massa del Sole. Esso ruota intorno al suo ospite stellare all'incirca ogni 138 giorni. Al di là dell'orbita del pianeta a circa 1000 UA (circa 1000 volte la distanza tra la Terra e il Sole) vi è una seconda coppia di stelle che orbitano intorno al sistema planetario.
"Le migliaia di persone che sono coinvolte con Planet Hunters, stanno eseguendo un servizio importante", ha dichiarato il co-autore Jerome Orosz, che ha guadagnato il suo Ph.D. a Yale nel 1996 e ora è professore associato di astronomia alla San Diego State University.
"Molte delle tecniche automatiche utilizzate per individuare caratteristiche interessanti nei dati di Kepler non funzionano sempre nel modo più efficiente come vorremmo. Il duro lavoro dei cacciatori di pianeti aiuta a garantire che le scoperte importanti non vadano perse".

Gagliano, uno dei due astronomi dilettanti coinvolti nella scoperta, ha detto di essere "assolutamente entusiasta di individuare un piccola variazione nella curva di luce della stella binaria a eclisse dal telescopio Keplero, la traccia di un potenziale nuovo pianeta circumbinario".
Ha continuato, "E' un grande onore essere un cacciatore di pianeta e di lavorare mano nella mano con gli astronomi professionisti, fornendo un fattivo contributo alla scienza".

Jek ha espresso meraviglia per la possibilità della scoperta: "Continua a stupirmi come si possano raccogliere così tante informazioni su un altro pianeta a migliaia di anni luce di distanza semplicemente studiando la luce dalla sua stella madre".

Il documento è disponibile sul server di preprint arXiv ed è stato presentato al Journal. Un team della Johns Hopkins University ha lavorato su un foglio a parte, sugli aspetti del sistema planetario.

La ricerca è stata sostenuta dalla NASA e dalla National Science Foundation Astronomia e Astrofisica Postdoctoral Fellowship.

A Cura Di Arthur McPaul adattato dalla fonte

Foto
Rappresentazione del sistema circumbinario di PH1. Crediti: Haven Giguere/Yale.

Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121015150031.htm