Sole - SOGI SNC

Alla ricerca dei nuovi mondi…
15 aprile 2014
Roberto Ragazzoni
Osservatorio Astronomico di Padova
L’universo nell’antichità
Tolomeo 90-168 d.c.
Copernico (1473-1543)
1 U.A.= 149 597 870 km
distanza Terra-Sole
22 Aprile 2010
Liceo M. Cutelli Catania
Diametro circa 120 UA - 17 ore luce
Isabella Pagano
Il sistema solare
Il Sole è una stella (G2V).
OBAFGKMRN...
La massa del Sole (1.98E+30 Kg) è
333.000 volte la massa della Terra;
Il suo raggio (1.39E+6 Km) è 109 volte
quello terrestre.
La sua temperatura è di 5800 K
(fotosfera) e di 15.8 MK (milioni di
gradi) all'interno.
Il Sole è il più grande
oggetto del sistema solare e
contiene il 99.8% della
massa totale del Sistema
Solare.
Il sistema solare
Dintorni del Sole
1 al = ~9 460 800 000 000 km
≈ 63200 UA
33 stelle entro 12.5 anni luce dal Sole
La più vicina: Proxima Centauri: 4.24 al ≈ 4600 volte la distanza tra
noi e la periferia del sistema solare.
260.000 stelle entro 250 anni luce dal Sole
600 milioni di stelle entro 5.000 anni luce dal Sole
(solo 6000 sono visibili a occhio nudo)
Il Sole si trova all’interno di una struttura (Galassia) che
contiene circa 200 miliardi di stelle e ha un diametro di
100.000 anni luce
Il Sole nella Galassia
La galassia di cui facciamo parte è detta Via Lattea
E’ una grande galassia a spirale e contiene circa 200 miliardi di
stelle
Sole
Sole
100.000 anni luce
Il Sole si trova in posizione periferica. Dista 30.000 anni luce
dal Nucleo e orbita intorno ad esso in circa 250 milioni di anni.
Le Galassie
Le Stelle sono raggruppate in
enormi strutture: le galassie
Una
grande
galassia
può
contenere oltre 200 miliardi di
stelle
Ci sono pianeti attorno
alle altre stelle?
Definizione di pianeta
extrasolare
Chiamiamo ”pianeta” un corpo in orbita attorno
ad un oggetto di massa stellare che abbia
massa compresa tra quella di Plutone (0.002
MTerra) e quella limite per il bruciamento del
Deuterio (circa 13 MGiove ≈ 4300 MTerra)
Massa
Raggio
Sole
2x1030 Kg
695.500 Km
Giove
≈0.001 MSole
≈0.10 RSole
Terra
≈0.003 MGiove
≈0.01 RSole
Ci sono pianeti attorno
alle altre stelle?
Sì! La scoperta dello
loro esistenza è di
quasi 20 anni fa!
Gli atomisti Greci lo avevano intuito
• Epicuro (circa 341-270 ac):
…. C’è un’infinità di mondi, alcuni come il
nostro, altri diversi….non c’è alcun motivo per
non credere che negli altri mondi ci siano
specie animali e piante e tutto ciò che qui
vediamo (lettera ad Erodoto)
Ma Aristotele (384-322 ac) si è imposto:
…. Non possono esserci più mondi che uno
solo! (De Coelum)
Giordano Bruno
e la
molteplicità dei mondi
….. Sono dunque soli
innumerabili, sono terre
infinite, che similmente
circuiscono quei soli; come
veggiamo questi sette circuire
questo sole a noi vicino.
De l’infinito, universo e mondi –
3° dialogo (1584)
New Mathematical Hall in Prague.
Clementinum - affresco
51 Pegasi (G5 V)
Sole
51 Peg
Mayor & Queloz, 1995, Nature 378, 355
CS9, Firenze Ott. 95
Periodo orbitale = 4.2 giorni (!)
Raggio orbitale = 0.05 AU
Temperatura ~ 2000 C
Massa > 0.53 Jupiter
Con lo stesso metodo sono stati
scoperti ~261 (94%) pianeti
extrasolari fino ad oggi con massa
da 0.2 a 18 masse di Giove in 225
sistemi stellari.
Osservazione diretta di pianeti extrasolari
• La maggiore difficoltà
nell’osservare direttamente un
pianeta è data dalla grande
differenza di luminosità e dalla
vicinanza alla stella madre.
• Es. La Terra è circa 1 miliardo
di volte meno luminosa del Sole
in luce visibile.
• Nell’infrarosso il contrasto è
minore: solo 1 milione di volte
meno luminosa del Sole.
Ad oggi: 9 sistemi planetari – 11 pianeti – 1 multiplo
Secondario adattivo esistente…
Assembled unit
Cap. sensor armatures (ref.plate)
MMT336 ASPHERIC SHELL
642mm diam.
2mm thick
Magnets
(12mm diam)
Z-invariant WaveFront Sensing
MIBB
naturally fit with
Z-invariant WFS,
conceived for Rayleigh
LGSs on 8m class telescopes
First prototype of a reflective
rod in MPIA lab
Schema semplificato…
…e quando tutto (inspiegabilmente)
funziona questo avviene a coronare
il lavoro di diversi anni per parecchie
persone (almeno 15..30anni-uomo)
Diffraction limited capabilities
(best Strehl 0.3..0.4)
Un oggetto debole immerso nell’alone di quello brillante…
45Eugenia
ed il
Piccolo Principe
K-band (2.2microns) AO image of the HR 8799 planetary system made using
Gemini/Altair/NIRI and acquired on September 5, 2008.
Marois et al. 2009 BAAS, Vol. 41, p.734
Projected separations of 24, 38, and 68 au.
Multi-epoch data show counter-clockwise orbital motion for all
three imaged planets.
Planetary masses between 5 and 13 times that of Jupiter.
Velocità radiali
Piccola massa, grande massa
Attualmente si riesce a misurare
fino a 3 m/s che corrisponde a:
• 20 MTerra a 0.4 AU
• 0.1 MGiove a 1 AU
Ad oggi:
351 sistemi planetari – 412
pianeti – 41 multipli
Periodo orbitale breve, lungo
Orbita Circolare, eccentrica
Metodo dei Transiti
Da Terra il metodo funziona
solo per pianeti giganti.
Ad oggi: 71 sistemi planetari – 71 pianeti – 3 multipli
Vega
HD 189733
Altair
Deneb
• Le informazioni
sull’atmosfera planetaria
vengono dal confronto della
profondità dei transiti alle
diverse lunghezze d’onda
• Il transito appare più
profondo se in quella regione
dello spettro l’opacità
dell’atmosfera è maggiore.
Nello spettro della stella le righe del Sodio sono più
intense quando la luce stellare attraversa
l’atmosfera del pianeta (durante il transito).
Senza pianeti
Campione
entro 48 al
Con
pianeti
• Le stelle che ospitano pianeti sono
ricche di metalli!!!
Fisher & Valenti, IAU Symp 219, 2004
Chimica delle stelle che
hanno pianeti
C’È VITA NEI PANETI
EXTRASOLARI??
PLATO & CHEOPS
2 MISSIONI ALLA SCOPERTA DEI NUOVI MONDI….
DECOLLANO DA KOUROU NEL 2017 E NEL 2024
A BORDO DI UN SOYUZ-FREGAT
ENTRAMBE FORMERANNO UN CATALOGO DI
PIANETI IN ZONA ABITABILE ATTORNO A STELLE
VICINE E BRILLANTI
PORRANNO LE BASI PER AVERE NEL 2030 LA
POSSIBILITA’ DI INDIVIDUARE QUEI PIANETI CHE
POSSONO OSPITARE LA VITA NEI NOSTRI PARAGGI
Trasmettere segnali
Radiotelescopio di Arecibo
305 m. – Puerto Rico
Messaggio trasmesso da Arecibo
Nel 1974 in direzione di M13 (25000 al)
La sequenza dei numeri da 1 a 10
I numeri atomici di Idrogeno, Carbonio, Azoto,
Ossigeno e Fosforo (elementi fondamentali
della vita sulla Terra)
La formula e la struttura della molecola del
DNA
La rappresentazione schematica del Sistema
Solare, con la Terra spostata verso l’immagine
stilizzata dell’uomo
L’immagine schematica del Radiotelescopio di
Arecibo
I paraggi del nostro Sistema Solare
Un poco di calcoli….
•
•
•
•
Voyager 1 viene lanciata nel 1977…
…ora si trova a 127 AU dalla Terra…
…e viaggia a 3.6 AU/anno o 17km/sec.
Per arrivare sulle prime stelle vicine alla
Terra impiega 60mila anni…
• …per 200 anni serve 300x piu’ velocita’…
• ..per 20 anni serve 3000x piu’ velocita’….
300 volte piu’ veloce…
• Mongolfiera…..
• Aereo da caccia….
300 volte piu’ veloce…
• Aeroplano da turismo…..
• Space Shuttle….
Ottobre 1947 (Neil ha 17 anni)
Ero rammaricato della piega che stava
prendendo la Storia… Mi sentivo nella
generazione sbagliata, una generazione
troppo tardi, di avere mancato il tempo delle
grandi avventure nel volo
Luglio 1969
“…I was disappointed by the wrinkle in history
that had brought me along one generation late. I
had missed all the great times and adventures in
flight…”