L'ATMOSFERA RILEVATA CON LBT

Il pianeta blu di ghiaccio

In un lavoro pubblicato su Astronomy and Astrophysics, un gruppo di ricerca italiano dell'INAF e dell'Università di Padova, illustra l'atmosfera blu come la Terra di un esopianeta ghiacciato, grazie alle osservazioni fatte con il Large Binocular Telescope

il pianeta bluGJ3470b è un pianeta gigante ghiacciato con un’atmosfera dal predominante colore blu, proprio come la Terra. A rilevarlo le accurate misurazioni della curva di luce prodotta durante il suo transito davanti alla sua stella madre condotte grazie al Large Binocular Telescope (LBT) e le sue due camere LBC. La ricerca è stata condotta da un team tutto italiano di astronomi guidato da Valerio Nascimbeni, assegnista di ricerca dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Padova. E in analogia con il nostro Pianeta, la colorazione di GJ3470b sarebbe l’indizio di fenomeni di diffusione della luce proveniente dalla sua stella legati alla presenza di polveri sottili nell’atmosfera. La scoperta è presentata in un articolo pubblicato sulla rivista Astronomy&Astrophysics.

“Ci siamo concentrati sullo studio di GJ3470b perché questo pianeta è alquanto interessante” dice Nascimbeni. “Intanto perché, con una massa e un raggio maggiori rispettivamente di 14 volte e 4 volte i rispettivi valori che possiede la Terra, GJ3470b ha una taglia simile a quella dei nostri Urano e Nettuno ma, contrariamente ad essi, risulta molto vicino alla loro stella madre, possedendo un periodo orbitale di appena qualche giorno e non di molti anni. Quello che abbiamo selezionato è quindi un pianeta che non ha analoghi nel nostro Sistema solare e per questo abbiamo pochi riferimenti. In più, la stella attorno a cui orbita GJ3470b è piuttosto piccola, con una massa e un raggio circa metà di quelli del nostro Sole. Caratteristiche che permettono di mettere in maggiore evidenza alcune proprietà della sua atmosfera”.

Per seguire il transito, i cui tempi di inizio e fine erano già noti da precedenti osservazioni, il team ha sfruttato al meglio la configurazione unica del Large Binocular Telescope, che possiede due specchi principali di ben 8,4 metri di diametro affiancati su un’unica montatura e ai cui fuochi principali sono collocate le Large Binocular Camera, due sofisticatissime macchine fotografiche digitali, una ottimizzata per osservazioni nella banda blu della luce visibile, l’altra nella rossa. L’obiettivo era quello di ricostruire le curve di luce, ovvero il profilo dell’intensità luminosa della stella GJ3470 durante il passaggio del suo pianeta davanti al disco, una vera e propria eclissi, in differenti bande di radiazione coperte dalle camere LBC. Questa tecnica permette di misurare il raggio del pianeta e di ottenere informazioni su alcuni processi fisici che avvengono nella sua atmosfera. Così, il transito avvenuto nella notte tra il 16 e il 17 febbraio scorsi è stato registrato da LBT con una precisione mai raggiunta prima in analoghe osservazioni di transiti di pianeti extrasolari realizzate da telescopi terrestri. Questi dati così accurati hanno permesso subito agli astronomi italiani di notare una netta differenza tra la curva di luce ottenuta con la LBC nella banda ultravioletta e quella nella banda infrarossa. Il chiaro segno che la luce della stella viene assorbita e diffusa dall’atmosfera di GJ3470b in quantità differenti al variare della sua lunghezza d’onda: più nella banda della radiazione blu che in quella rossa, proprio come avviene sulla Terra, il cui cielo possiede a tipica colorazione azzurra. Confrontando questi risultati sperimentali con le curve di luce nelle stesse bande predette dai modelli teorici, i ricercatori sono giunti alla conclusione che, come sulla Terra, a creare questo effetto è la presenza nell’atmosfera di GJ3470b di poveri sottili.

Un’ulteriore indagine è stata infine compiuta dal team per capire quanto questa tecnica utilizzata sul Large Binocular Telescope possa essere utilizzata con altrettanto successo su esopianeti di taglia più piccola di quello studiato . E risultati sono davvero promettenti. “Le nostre analisi ci indicano che grazie alle notevoli potenzialità di LBT sia possibile scoprire il transito di un pianeta di raggio uguale alla Terra attorno a una stella dalle stesse caratteristiche di GJ3470” aggiunge Giampaolo Piotto, dell’Università di Padova e associato INAF, che ha partecipato allo studio. “Questo risultato apre nuove prospettive nella ricerca di pianeti extrasolari di piccola taglia e nella caratterizzazione delle loro atmosfere con strumentazione da Terra. E chissà, in un futuro neanche troppo lontano potremmo scoprire un mondo non solo azzurro come il nostro, ma magari anche potenzialmente abitabile” .

Il team di ricercatori che ha compiuto lo studio, oltre a Valerio Nascimbeni, è composto da Giampaolo Piotto (Università di Padova e Associato INAF), Isabella Pagano (INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania), Gaetano Scandariato (INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo), Eleonora Sani (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri) e Marco Fumana (INAF-Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano).

L’articolo The blue sky of GJ3470b: the atmosphere of a low-mass planet unveiled by ground-based photometry di Valerio Nascimbeni et al. pubblicato sulla rivista Astronomy&Astrophysics