dell`allegato

NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
I CORPI DEI SISTEMI PLANETARI
LA FASCIA DI ABITABILITA’ NEI SISTEMI PLANETARI
ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
DAL DISCO PROTOPLANETARIO AI PLANETESIMI
DAI PROTOPIANETI AI PIANETI GASSOSI E ROCCIOSI
LA MIGRAZIONE DEI PIANETI
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Un
è
una regione dello spazio
occupata da una stella e dagli
astri (soprattutto pianeti) che
gravitano intorno ad essa e nella
quale la stella stessa esercita
una attrazione gravitazionale
predominante rispetto a quella
delle altre stelle.
In prima approssimazione i
sistemi planetari sono composti
da una o più stelle, pianeti e
corpi minori.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Immanuel Kant
Pierre de Laplace
Il primo ad intuire che i sistemi planetari
derivino da u gioco gravitazionale fu Immanuel
Kant nel 1755, teoria avallata dopo 40 anni da
Pierre de Laplace che la dimostrò anche
scientificamente insieme a Lagrange.
La teoria di Laplace non riusciva a giustificare
la grande disparità di distribuzione del
momento angolare esistente tra il Sole e i
pianeti, con questi ultimi che ne detengono
circa il 99%. Fu così messa da parte, per poi
essere ripresa e affinata fino al modello di
Viktor Safronov, chiamato Solar Nebular Disk
Model (SNDM), e poi a quello di George
Wetherill sull’accrescimento galoppante.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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Senza scendere in dettagli, la conservazione del momento angolare è un fenomeno che possiamo
sperimentare facilmente ipotizzando una pattinatrice su ghiaccio che effettua una piroetta: se la
pattinatrice allarga le braccia aumenta la propria superficie in rotazione e la velocità di rotazione
diminuisce, mentre se porta le braccia adese al corpo la sua velocità aumenta di nuovo perché
diminuisce la superficie in rotazione.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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Offset (anni)
Evento
0
Stella in sequenza principale
500,000
Planetesimi e protopianeti
1,000,000
Formazione del primo gigante gassoso
2,000,000
Migrazione del primo gigante gassoso
10,000,000
Formazione degli altri giganti gassosi e migrazione
20,000,000
Formazione dei pianeti rocciosi
100,000,000
Riorganizzazione delle orbite planetarie
1,000,000,000
Sistema planetario stabile
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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Abbiamo visto già nella sesta serata
come nasce una stella:
una nebulosa estesa, per ragioni
prevalentemente di disturbo esterno
unite a valori di massa e
concentrazione in linea o quasi con la
Legge di Jeans, inizia a collassare in
più punti chiamati PROTOSTELLE.
Nebulosa della Carena
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Da questa protostella, il resto è un
gioco di masse: se la massa che
collassa è abbastanza da accendere
una fusione nucleare dell’idrogeno,
allora nasce una nuova stella.
Ma tutto il materiale che spiraleggia
intorno alla protostella va a formare la
stella?
Albireo (beta Cigni)
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
Rispetto allo schema di partenza, siamo
al tempo zero.
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Disco circumstellare intorno a una stella giovane in M42
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
La protostella ha NECESSITA’ di
disperdere il momento angolare in
eccesso nel momento in cui si
comprime, quindi
deve per forza
esserci, fin dalle prime fasi, un disco di
materia che gira intorno alla protostella,
in grado di tenerne una quantità non
indifferente: si tratta del DISCO
CIRCUMSTELLARE.
Il disco deriva dalla forza centrifuga
impressa dall’aumento della velocità di
rotazione della stella in contrazione.
Visto che questo disco sta ancora
acquisendo materiale, si parla di DISCO
DI ACCRESCIMENTO.
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Nel momento in cui la stella si forma, i
suoi venti stellari iniziano a soffiare ad
una velocità ed intensità tale che il disco
circumstellare cessa di crescere per
acquisizione di materia in collasso
(termina la «fase» di disco di
accrescimento) e perde gran parte del
materiale della zona più interna, più
facilmente raggiunto dal vento stellare.
I dischi che restano raggiungono spesso
diametri di 1000 U.A. e temperature che
variano tra 100 K nelle zone più esterne
a circa 1000 K nelle zone più interne.
Rappresentazione artistica dell’effetto del vento stellare
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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Disco protoplanetario intorno a Beta Pictoris
Quando la stella inizia la fase T-Tauri, il disco si
raffredda e si schiaccia dando vita ai primi
addensamenti di materiali nelle zone più interne, con
granuli del diametro massimo di 1 micron. Questi
addensamenti fanno si che abbia inizio il DISCO
PROTOPLANETARIO.
La turbolenza del interna al disco comporta un
rimescolamento di materiale dall’esterno che fonde i
granuli interni con quelli esterni, più ricchi di sostanze
organiche, e spezza il disco in più «sottodischi» in
grado di poter collassare.
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Laddove il disco circumstellare superi (a quanto
sembra) le 0,3 masse solari, i grumi riescono ad
addensarsi ma molti restano estranei alla formazione
dei pianeti maggiori, dando vita a corpi più piccoli che
battezzeremo, in seguito, asteroidi e comete.
Nel caso in cui la massa non riesca a dar vita a corpi
consistenti, la radiazione stellare o altri fenomeni di
fotoevaporazione spazzano via le polveri lasciando
intorno alla stella soltanto detriti, o addirittura nulla.
Dettaglio della nebulosa Carena
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I grani maggiori di un millimetro sono
più veloci del gas, che quindi li frena
costringendoli ad un’orbita a spirale
verso il centro del disco. I grani si
riscaldano fino a un determinato punto
in cui il ghiaccio che li riveste sublima.
Questo punto è chiamato
e segna la separazione
tra i pianeti rocciosi e quelli di
materiale volatile allo stato solido.
Lungo la linea della neve, i grani vengono avvolti da particelle di acqua e accelerano, il che li
rallenta nella caduta verso la stella. Il processo dà vita quindi a una sorta di intasamento di questa
zona, aumentando le possibilità di collisione tra grani che si amalgamano raggiungendo
dimensioni anche di qualche centimetro.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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I granuli continuano ad addensarsi sempre di
più dando vita a quello che un giorno sarà un
pianeta. A questo stadio, queste aggregazioni
di materiale vengono dette
.
Un planetesimo è la «parte più piccola di un
pianeta»
derivante
da
aggregazione
gravitazionale di granuli minori. Raggiunta la
dimensione di un chilometro, questi
planetesimi hanno iniziato ad attrarsi anche tra
di loro: i più grandi sono rimasti a scapito dei
più piccoli che sono stati inglobati oppure
espulsi verso le zone più esterne del sistema
planetario in formazione.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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: per un
periodo compreso tra 10.000 e 100.000 anni i
planetesimi continuano a crescere di
dimensione con un tasso elevatissimo,
dipendente da massa e raggio. Maggiore è un
planetesimo e più rapidamente questo cresce
di dimensione.
Al termine del periodo, i corpi maggiori hanno
ormai diametri superiori ai 1.000 chilometri e il
processo rallenta perché anche questi corpi
maggiori
iniziano
a
disturbarsi
gravitazionalmente.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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: negli
strati più interni del Sistema Planetario in
formazione restano poche centinaia di corpi
grandi («oligarchi») che continuano ad
accrescersi ad un tasso dipendente dalla
massa in maniera inversa.
Questi corpi sono separati da dischi di
planetesimi, e continuano a fondersi con
questi ultimi ma capita a volte che si fondano
anche tra di loro.
Ciò che resta è un centinaio di corpi delle
dimensioni comprese tra quella della Luna e
quella di Marte.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Si giunge così a questi corpi dominanti,
chiamati
.
Alcuni planetesimi sono riusciti a sfuggire alle
collisioni e possono essere catturati
gravitazionalmente dai corpi più grandi, come
ad esempio è accaduto alle lune di Marte,
Phobos e Deimos.
E’ chiaro che trovare e studiare questi corpi
equivale a studiare la composizione di un
sistema planetario durante le sue prime fasi di
vita.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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:
Oltre la Frost Line
:
I modelli non spiegano come si
possano acquisire 10 Masse Terrestri
a 5 UA di distanza e in 10 milioni di
anni. Si tira in ballo la migrazione dei
pianeti.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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(1) Entro la Frost Line si formano granuli di
polvere rocciosa che poi danno vita a
planetesimi rocciosi.
(2) Accrescimento galoppante e crescita
oligarchica portano a protopianeti con massa
pari a circa 0,1 masse terrestri (come Marte)
che
iniziano
a
(3)
perturbarsi
vicendevolmente dando vita a orbite caotiche
e alla fase del «Merger Stage».
(4) Da questa fase i planetesimi minori
vengono espulsi o collidono dando vita, entro
100 milioni di anni, a pianeti rocciosi di massa
terrestre in numero da 2 a 5.
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: coinvolge i pianeti rocciosi
all’interno della Frost Line e determina una perdita
di momento angolare a vantaggio del disco
residuo, quindi i pianeti si avvicinano alla stella
madre.
: coinvolge i pianeti gassosi,
che aprono lacune nel disco in grado di arrestare la
migrazione di tipo I. Il materiale del disco affluisce
nelle lacune facendo perdere il momento angolare
e quindi causando un avvicinamento dei pianeti e
delle lacune. Spesso i pianeti entrano nella Frost
Line, e da qui hanno origine gli «hot Jupiter».
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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Le migrazioni hanno determinato:
1. acquisizione di massa ulteriore da parte
dei pianeti maggiori durante il
passaggio vicino ad altri planetesimi e
nelle altre zone del disco;
2. espulsione dal disco di alcuni
planetesimi o protopianeti minori a
causa della fionda gravitazionale;
3. Acquisizione di satelliti da parte dei
pianeti maggiori;
4. Stabilizzazione del sistema
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – NASCITA DEI SISTEMI PLANETARI
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PIANETI
SATELLITI
ASTEROIDI
COMETE
NANOPIANETI
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Stella/e, pianeti, corpi minori (nanopianeti, comete, asteroidi, satelliti, meteoroidi)
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – CORPI DEI SISTEMI PLANETARI
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I pianeti sono corpi celesti, (1) orbitanti
attorno ad una stella (senza esserlo
essi stessi), (2) la cui massa è
sufficiente a conferirgli una forma
sferoidale e (3) la cui fascia orbitale è
priva di eventuali corpi di dimensioni
confrontabili o superiori.
Definizione IAU 24/08/2006 che declassò Plutone da
pianeta a pianeta nano
Se orbitano intorno a stelle diverse dal
sole sono detti esopianeti.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – CORPI DEI SISTEMI PLANETARI
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L’orbita totalmente diversa rispetto agli altri
otto pianeti ma soprattutto il fatto di incrociare
l’orbita di Nettuno e di avere migliaia di altri
oggetti simili a lui fece sì che Plutone venisse
declassato a pianeta nano.
Non senza polemiche americane…
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I pianeti nani sono corpi celesti, orbitanti
intorno ad una stella e caratterizzata da
una massa sufficiente a conferir loro una forma
sferoidale ma che, a differenza dei pianeti veri
e propri, non sono stati in grado di ripulire la
propria fascia orbitale da altri oggetti di
dimensioni non trascurabili.
I plutoidi, istituiti dalla UAI l’11 giugno 2008 e
relativi al Sistema Solare, sono i pianeti nani la
cui orbita è prevalentemente oltre l'orbita di
Nettuno
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – CORPI DEI SISTEMI PLANETARI
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I satelliti naturali sono i corpi celesti non
stellari che orbitano intorno ad un altro corpo
celeste che non sia una stella. Possono quindi
anche essere galassie satellite, ma non ne
parliamo in questa sede.
:
1. Cattura gravitazionale
2. Impatti più o meno grandi
Una curiosità: i satelliti mostrano molto spesso
la stessa faccia al loro pianeta di origine a
testimoniare una risonanza orbitale maturata
nel tempo. Ci sono eccezioni rappresentate da
moti totalmente caotici.
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Un asteroide è un corpo roccioso di forma
irregolare, non più grande di 1000 Km di
diametro ma che in genere non supera i 100
Km di diametro. Il limite inferiore invece è
indicato in poche decine di metri.
1. Gli asteroidi sono ciò che rimane dalla
distruzione di un pianeta;
2. Sono pianeti mai formati: è la tesi più
accreditata e proprio per questo studiare
gli asteroidi vuol dire studiare gli oggetti
più antichi di un sistema planetario.
1. CARBONACEI C;
2. SILICEI S;
3. METALLICI M
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Le comete sono corpi di diametro variabile da
qualche chilometro a decine di chilometri,
formati da ghiaccio, silicati e grafite. Il ghiaccio
è dovuto al fatto che occupano, generalmente,
fasce lontanissime dalla stella centrale e di
conseguenza molto fredde. Sono composte da
un nucleo, una chioma (o coma) e da
una coda apparente (o più code).
Le comete si avvicinano, periodicamente o
meno, alla stella centrale sublimando e
rilasciando la famosa e visibile coda.
Più numerosi sono i passaggi, e vicini, nei pressi della stella e maggiore è il ghiaccio che sublima,
quindi la fine delle comete è segnata dalla disgregazione in passaggi troppo ravvicinati alla stella
oppure dall’esaurimento del ghiaccio da sublimare.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – CORPI DEI SISTEMI PLANETARI
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Un meteoroide è un corpo di dimensioni più o
meno piccole, presente lungo l’orbita di un pianeta
o comunque nel suo spazio gravitazionale. La
maggior parte è formata da schegge di asteroidi
oppure da resti di code cometarie che hanno
attraversato il piano orbitale di uno o più pianeti.
Secondo l'astronomia moderna, in pratica,
un meteoroide è un frammento roccioso o
metallico relativamente piccolo dei residui rimasti
della condensazione della nebulosa da cui si
formò il Sistema Solare.
Le dimensioni, stabilite nel 1961 dall'Unione Astronomica Internazionale, sono comprese tra 109 e 107 Kg, in pratica tra un granello di sabbia ed un masso comune.
Se il meteoroide entra nell’atmosfera di un pianeta dà vita ad una meteora e, se recuperato sulla
superficie di un pianeta, ad un meteorite.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – CORPI DEI SISTEMI PLANETARI
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DOVE CERCARE LA VITA
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Un ambiente abitabile è un luogo in cui la vita,
come noi la conosciamo, può nascere e
svilupparsi.
Alcune condizioni essenziali sono:
1. Acqua e situazione superficiale;
2. Presenza di fonti di energia;
3. Protezione da radiazione ionizzante
Alcune condizioni sono dovute alla stella, altre alle
orbite planetarie, altre al sistema planetario in sé
ed altre ancora al singolo pianeta.
Il primo elemento da tenere in considerazionie è la
, che dipende dalla radiazione
ricevuta dalla stella e da quella ritenuta dal pianeta per effetto-serra, nonché dal calore interno del
pianeta.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – LA FASCIA DI ABITABILITA’
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Conosciamo il comportamento dell'acqua in
superficie. Ora, se ipotizziamo un sistema
planetario simile al nostro, con una stella
comparabile al Sole, possiamo determinare
facilmente il range di distanza che può avere un
pianeta comparabile alla Terra per struttura e
atmosfera affinché possa presentare acqua liquida,
visto che sappiamo calcolare la temperatura
superficiale del pianeta stesso.
L'intervallo di distanze compreso tra la distanza minima e quella massima è chiamato
(LWHZ - Liquid Water Habitable Zone). Ad influire sulle condizioni
climatiche, e quindi sulla fondamentale temperatura superficiale, concorrono moltissimi parametri,
soprattutto climatici, propri del pianeta, e propri della stella (temperatura, dimensione, ecc).
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – LA FASCIA DI ABITABILITA’
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
La fascia di abitabilità dipende, astronomicamente,
dalla stella-madre:
1. Temperatura: maggiore è la radiazione e
maggiore è la distanza della fascia (al
quadrato)
2. Dimensione: maggiore è il diametro stellare e
maggiore è la distanza della fascia (lineare)
La linea punteggiata indica una copertura nuvolosa dello 0%
mentre quella tratteggiata indica una copertura del 100%. Le
scritte in alto rappresentano la classe spettrale delle stelle ed
il tempo di permanenza nella sequenza principale, espresso
in miliardi di anni. Sull'asse orizzontale c'è la luminosità
rispetto alla luminosità solare, mentre sull'asse verticale c'è
la distanza rispetto alla distanza Terra-Sole.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – LA FASCIA DI ABITABILITA’
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La fascia di abitabilità dipende, astronomicamente, dal pianeta:
1. Atmosfera: da questa dipende la pressione per il
mantenimento dell’acqua liquida e l’effetto-serra per la
temperatura.
2. Massa e raggio: servono a trattenere l’atmosfera
3. Nucleo metallico fuso in rotazione: genera un campo
magnetico che devia le particelle cariche dall’atmosfera e le
indirizza ai poli.:
4. Oceani: servono a mitigare le escursioni climatiche;
5. Ghiacci: servono a riflettere parte della radiazione.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – LA FASCIA DI ABITABILITA’
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
La fascia di abitabilità dipende,
astronomicamente, dal pianeta:
1. Calore geotermico derivante da
decadimento radioattivo
2. Calore geotermico derivante dalle
forze mareali
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – LA FASCIA DI ABITABILITA’
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Innanzitutto la stella deve essere
stabile: se aumenta la radiazione
incidente aumenta la temperatura,
quindi l’evaporazione e l’effetto serra
e il pianeta diventa incandescente.
Se diminuisce la radiazione, invece,
aumentano ghiacci e neve e quindi
l’albedo: il pianeta riflette più luce e si
raffredda sempre di più.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – LA FASCIA DI ABITABILITA’
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Anche
l’orbita
planetaria
dovrebbe
ricadere
completamente all’interno della fascia di abitabilità al fine
di sviluppare una vita evoluta superficiale, visto che
altrimenti ci sarebbero troppe variazioni di temperatura.
Questo, secondo uno studio di settembre 2012, sembra
invece non essere necessario per la vita sub-superficiale,
che come sulla Terra potrebbe avere natura di vita
estremofila.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – LA FASCIA DI ABITABILITA’
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METODI DI SCOPERTA DEGLI ESOPIANETI
ALCUNI SISTEMI PLANETARI INTERESSANTI
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Al 5 ottobre:
confermati 839 esopianeti
suddivisi in 662 sistemi planetari
dei quali 125 sono multipli
(exoplanet.org)
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
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I pianeti sono stati finora scoperti attraverso differenti tecniche, delle quali le principali sono:
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Fino
al
termine
del
2008
nessun pianeta extra-solare era stato
visto orbitare intorno alla sua stella. Il
primo è stato Fomalhaut b, intorno alla
giovanissima
e
brillantissima
stella Fomalhaut nella costellazione
del Pesce Australe.
Gli esopianeti fotografati sono ben
quattro a fine 2008: uno intorno
a Fomalhaut e tre intorno alla
stella HR8799 nella costellazione di
Pegaso. Ad oggi sono ben 31!
Immortalare pianeti intorno a una stella
di classe A, brillantissima, è possibile
solo per le grandi dimensioni del disco.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
La presenza di un pianeta nei paraggi della
stella comporta la presenza di un campo
gravitazionale che altera il movimento della
stella stessa.
L'analisi spettrografica della stella mostrerà,
quindi, delle variazioni di effetto Doppler (o
di redshift) che consentiranno la stima della
massa del pianeta e del suo periodo orbitale.
Effetti osservabili, però, saranno presenti soltanto in caso di pianeti giganti in orbita stretta. Se
qualcuno osservasse il Sole da fuori il Sistema Solare ed il suo unico pianeta fosse Mercurio, di
certo non si accorgerebbe di nulla. Con il metodo delle velocità radiali nel 1995 fu scoperto il
primo esopianeta, 51 Pegasi. Gli esopianeti successivi sono stati trovati per la maggior parte con
questo metodo.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Il metodo consiste nel misurare precisamente la
posizione di una stella e nell'osservare quanto essa
cambia nel tempo a causa dell'interazione
gravitazionale con un oggetto compagno. Dato che il
cambio di posizione è piccolissimo, soltanto
recentemente (giugno 2009, con pubblicazione su The
Astrophysical Journal di Luglio 2009) è stato possibile
identificare
tramite
astrometria
un
pianeta extrasolare e per lungo tempo questo metodo
è rimasto da parte. A differenza delle velocità radiali, in
pratica, non si guarda lo spettro ma la posizione della
stella rispetto alle altre.
Il pianeta è stato scoperto in orbita intorno ad una stella nana ultrafredda, ha massa pari a 6,4 Mj
(Jupiter Mass), con periodo orbitale di 0,744 anni intorno alla stella VB10 (van Biesbroeck 1944),
vicina alla massa limite inferiore per una stella.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Se un pianeta passa davanti ad una stella ne
oscura il disco per una frazione temporale che è
pari al quadrato del rapporto tra i raggi dei due
corpi celesti. In pratica si osserva la curva di
luce della stella, e laddove questa sia più
luminosa il calcolo è ancora più facile. Anche
stavolta, ovviamente, i risultati migliori si hanno
nei casi di pianeti giganti in orbita stretta. Il
grande vantaggio è dato dal fatto che, studiando
l'oscuramento del disco stellare, si riesce a
capire anche il raggio del pianeta e l'inclinazione
dell'orbita rispetto all'eclittica.
Il primo pianeta ad essere stato scoperto grazie al metodo dei transiti è stato, nel 1999, HD209458.
Una informazione in più: durante il transito è possibile anche capire la composizione chimica del
pianeta visto che gli spettri si sommano.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
In determinate circostanze un pianeta di grandi
dimensioni distorcerebbe il raggio di luce
emesso da una stella (facendone aumentare
quasi impercettibilmente la luminosità), ed in tal
caso sarebbe possibile individuare più
semplicemente anche i pianeti terrestri.
Nella nostra Galassia è stimato che un evento
del genere potrebbe verificarsi con una
probabilità di uno su un milione per ciascuna
stella, visto che occorre un allineamento perfetto
tra stella, pianeta e Terra.
In realtà di lenti gravitazionali, grazie agli strumenti oggi utilizzabili, ne sono state scoperte a
migliaia ma non si ha la prova di una combinazione stella-pianeta, quindi ad oggi
nessun esopianeta è stato scoperto con questo metodo.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
A volte, scoperto un pianeta, è possibile
determinare la presenza di un altro pianeta che
esercita un effetto gravitazionale sul primo.
Se conosciamo il tempo di rivoluzione del primo,
può accadere che a volte passi dopo e a volte
passi prima rispetto a quanto preventivato, il che
è dovuto alla presenza di un altro pianeta che a
volte trattiene il primo pianeta (se si trova dietro)
ed a volte lo accelera (se si trova davanti).
In base a questi disturbi gravitazionali sono stati scoperti Nettuno, nel nostro sistema, ed un
pianeta nella Lira nel 2011, ad esempio.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
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CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Pianeta
Massa
Periodo
Semiasse
Maggiore
Eccentricità
Discovery
HD 114762 b
10.98
83.9151
0.353
0.3354
1989
PSR 1257 12 b
7e-05
25.262
0.19
—
1992
PSR 1257 12 c
0.013
66.5419
0.36
0.0186
1992
PSR 1257 12 d
0.012
98.2114
0.46
0.0252
1992
PSR B1620-26 b
2.5
36525.0
23.0
—
1994
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
48
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
51 Pegasi è una nana gialla di tipo spettrale G2,5IV distante dica
48 anni luce da noi, nella costellazione di Pegaso.
Raggio medio 1,3 raggi solari, massa 1,04 masse solari,
temperatura 5,600 K e luminosità di circa 1,30 luminosità solari.
Il pianeta 51 Pegasi b è stato il primo esopianeta scoperto intorno
ad una stella simile al Sole, nel 1995, grazie al metodo delle
velocità radiali.
Distanza media dalla sua stella di 0,0527 UA, percorsa in circa
4,23 giorni. La massa è di circa 0,45 masse gioviane.
Si tratta di un gioviano caldo.
In base a questi disturbi gravitazionali sono stati scoperti Nettuno, nel nostro sistema, ed un
pianeta nella Lira nel 2011, ad esempio.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
49
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
55 Cancri è una stella doppia di classe G8-V a 41 anni luce da
noi, nel Cancro, accompagnata da una nana rossa.
Presenta 5 pianeti gassosi, dei quali 55 Cancri f si trova in fascia
di abitabilità.
Pianeta
Massa
Periodo orbitale
Sem. Maggiore
Eccentricità
Scoperta
e
0.027 Mj
0,74 giorni
0.0156 UA
0.57
2004
b
> 0,824 ± 0,007 MJ
14,65162 ± 0,0007
giorni
0,115 UA
0,014
1996
c
> 0,169 ± 0,008 MJ
43,93 ± 0,021 giorni
0,240 UA
0,086
2002
f
> 0,144 ± 0,04 MJ
260 ± 1,1 giorni
0,781 UA
0,2
2007
d
>3,835 ± 0,08 MJ
5218 ± 230 giorni
5,77 UA
0,025
2002
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
50
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
Pianeta
Tipo
Massa
Periodo orb.
Sem. maggiore
E
Super Terra
≥1,7 M⊕
3,14867 giorni
0,0284533 UA
B
Gig. Gassoso
≥15,65 M⊕
5,36841 giorni
0,0406163 UA
C
Super Terra
≥5,36 M⊕
12,9191 giorni
0,072993 UA
g
(tbc)
Super Terra
≥3,1 M⊕
36,562 giorni
0,14601 UA
D
Super Terra
≥5,6 M⊕
66,87 giorni
0,21847 UA
f
(tbc)
Super Terra
≥7 M⊕
433 giorni
0,758 UA
Nana rossa di classe M3 V a 20 anni
luce da noi, nella Bilancia.
SERATA N° 10 – I SISTEMI PLANETARI – ESOPIANETI E TECNICHE DI SCOPERTA
51
CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012
VIA LATTEA E SISTEMA SOLARE