Grazie ad una Nuova Tecnica, Astronomi Scoprono Tracce di Potassio nell’Atmosfera di un Esopianeta


L'immagine presente una comparazione tra l'esopianeta HD 80606 b, con Giove. L'esopianeta è rappresentato dalle immagini animate che mostrano una simulazione della sua atmosfera superiore, basata sui dati rilevati dal Spitzer Space Telescope. Credit: Spitzer

Un gruppo di astronomi dell’Università della Florida ha dimostrato la presenza di potassio nell’atmosfera dell’esopianeta HD 80606 b. L’esopianeta dista 190 anni luce dalla Terra, e gli scienziati hanno fatto la scoperta analizzando la luce della sua stella che passava attraverso l’atmosfera del gigante gassoso.
“E’ fantastico che questo metodo funzioni cosi bene sui pianeti giganti Gioviani. ” ha spiegato Knicole Colòn, studente dottorando in astronomia dell’Università di Florida. “Adesso stiamo lavorando per riuscire a applicare questa tecnica nell’osservazione di pianeti anche più piccoli, per capire di più com’è fatta la loro atmosfera.”
Allo stesso tempo, un altro team, guidato dall’astronomo David Sing dell’Università di Exter, Devon, in UK, ha usato la stessa tecnica per rilevare anch’esso potassio nell’atmosfera di un altro esopianeta, chiamato XO-2 b, un altro gigante a 485 anni luce dalla Terra.

Entrambi i pianeti, conosciuti come giganti gassosi, hanno temperature estremamente alte rispetto ai standard terrestri. HD 80606 b arriva a circa 1200°C, mentre XO-2b arriva a circa 926°C. Sono entrambe temperature abbastanza alte da vaporizzare il potassio.


Concept artistico del esopianeta XO-2b. Credit: ESA

HD 80606 b, è un pianeta super-gioviano, con una massa 4 volte quella di Giove. Il suo raggio è comunque poco minore di quello di Giove, mentre la sua densità è picco minore di quella della Terra. Per adesso, HD 80606 b ha l’orbita più eccentrica mai scoperta in un esopianeta. La sua eccentricità di 0.9336 è comparabile a quella della cometa di Halley nel nostro Sistema Solare.


Animazione che mostra l'orbita dell'esopianeta 80606 b

Per via di questa altissima eccentricità dell’orbita, la distanza che separa il pianeta dalla sua stella varia da 0.03 UA, a 0.88 UA (1 UA= 1 unità astronomica= la distanza che separa la Terra dal Sole). Questo fa si che nel punto più lontano dalla stella riceva un insolazione simile a quella della Terra, mentre quando è nel punto più vicino, ne riceva una quantità 800 volte maggiore, molto più di quanto ne riceve Mercurio nel Sistema Solare.
L’anno scorso, un eclissi è stata osservata, con il pianeta che è passato davanti alla stella, permettendo agli astronomi di misurare anche la temperatura presente. Le misurazioni hanno indicato che le temperature nell’atmosfera sono passate da 500°C circa a 1200°C in solo 6 ore.
Per di più, un osservatore presente su questo pianeta, vedrebbe la stella HD 80606 diventare man mano fino a 30 volte maggiore del nostro Sole nel cielo, eppoi, mentre si allontana tornare piccola.

XO-2b si trova nella Costellazione della Lince. Questo pianeta fu scoperto nel 2007 sempre attraverso il metodo del transito. Come la maggior parte dei pianeti trovati con questa tecnica, ha circa la grandezza di Giove ed è molto vicina alla stella che orbita. Ha una temperatura in superficie di circa 920°C. L’orbita attorno alla stella XO-2 dura circa 2.6 giorni, ad una distanza media di 0.0369 UA. Il pianeta ha 57% della massa di Giove, e 97% del suo raggio. Il raggio è relativamente più grande della massa, probabilmente per via dell’intenso riscaldamento da parte della stella che ha fatto gonfiare la sua atmosfera. Il raggio molto grande rispetto alla massa le da una densità di 850 kg/m^3.

Insieme, queste osservazioni sopportano precedenti modelli che predicevano che le atmosfere di questi esopianeti sarebbero stati cosi. Queste scoperte dimostrano anche il valore di una nuova tecnica di osservazioni, che potrebbe aiutare un giorno a studiare le atmosfere di pianeti terrestri che potrebbero sostenere la vita. Le scoperte dei due gruppi sono disponibili online e saranno pubblicate rispettivamente sul Astronomy & Astrophysics, e Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Colòn e Sing presenteranno le scoperte anche al ExoClimes 2010, una grande conferenza che si terrà all’Università di Exter tra il 7 ed il 10 settembre.

La tecnica osservazione viene chiamata spettrofotometria di transito a banda stretta, e può misurare la luce assorbita dai atomi e dalle molecole presenti nell’atmosfera di un pianeta, ha spietato Eric Ford, professore associato di astronomia all’Università della Florida.
“Questa nuova tecnica funziona solo per i pianeti che passano davanti alla loro stella, dal punto di vista della Terra. La maggior parte dei 500 esopianeti conosciuti questo non lo fanno, e ancora meno orbitano stelle abbastanza brillanti da poter fare osservazioni cosi precise”.
Ford ha spiegato che “Un’altra sfida è che le osservazioni devono essere pianificate con grande attenzione, in modo da vedere la silhouette del pianeta sullo sfondo della stella parente.

La spettrofotometria funziona più o meno cosi: Quando un pianeta è retroilluminato, gli astronomi misurano la luce che gli passa attraverso per l’atmosfera. Atomi e molecole sono assorbite ognuno ad una lunghezza d’onda diversa(che compone lo spettro della luce), fornendo cosi un’impronta chimica dell’atmosfera del pianeta, a specifiche lunghezze d’onda. Cosi gli astronomi sono in grado di rilevar la presenza di particolari atomi o molecole, in questo caso il potassio.

Il team dell’Università della Florida, Colòn e Ford, insieme ad altri colleghi dell’Università della California, dell’Università Penn State, dell’Università di Wesleyan, e dell’Universidad de la Laguna, in Spagna, hanno ricevuto una grossa mano da un incredibile strumento tecnologico.

Questi ricercatori, come anche il team di Exter, hanno usato uno dei più potenti telescopi del mondo, il Gran Telescopio Canarias. L’osservatorio ha uno specchio di 10,4 metri, ed è situato in uno dei migliori posti al mondo per l’osservazione delle stelle, le Isole Canarie, sulla costa a nord-est dell’Africa. l’Università della Florida, è partner al 5 % dell’enorme telescopio, che cattura abbastanza luce da rendere la spettrofotometria possibile.

Sing si è detto eccezionalmente entusiasta riguardo alla future prospettive dell’uso di questa nuova tecnica. “I risultati iniziali di entrambi i team sono stati molto incoraggianti” ha detto Sing. “Non abbiamo ancora esplorato le piene capacità e le future massime limitazioni di questo fantastico strumento.”

Nel 2002, il Hubble Space Telescope ha rilevato un elemento simile, il Sodio, nell’atmosfera del gigante gassoso HD 209458 b. Da allora, gli astronomi hanno rilevato l’impronta dello sodio anche in tutti gli altri giganti gassosi che si sono studiati. Colòn ha in mente di cercare tracce di potassio anche nelle atmosfere dei altri giganti gassosi per imparare di più sulla diversità delle condizioni atmosferiche planetarie. Spera cosi che le ricerche planetarie come la missione Kepler della NASA, identificheranno tantissimi altri pianeti da poter studiare.

“La missione Kepler ha la precisione necessaria per scovare ancora tantissimi esopianeti, inclusi tanti grandi quanto la Terra.” ha spiegato l’astronoma. Alla fine, Ford e Colòn sperano di poter analizzare pianeti terrestri alla ricerca di quelle molecole, come il metano ed il vapore acqueo, che potrebbero indicare la presenza della vita.

http://news.ufl.edu/2010/08/31/potassium-planet/

Fonte: http://link2universe.wordpress.com/2010 ... sopianeta/