LA SCOPERTA DEL TEAM GAPS

Il pericoloso destino di un pianeta gigante

Un pianeta gigante, grande almeno 11 volte il nostro Giove, in orbita attorno a una stella gigante rossa con uno dei periodi più brevi tra i sistemi di questo tipo. A scoprire la inedita coppia celeste è stato il team di ricercatori del progetto guidato dall’INAF, utilizzando gli strumenti GIANO e HARPS-N installati al Telescopio Nazionale Galileo

Una gigante rossa che potrebbe essere come il nostro Sole fra cinque miliardi di anni e un pianeta su un’orbita confrontabile con quella di Mercurio ma con una massa minima pari a 11 volte quella di Giove. E’ il sistema scoperto a oltre 2200 anni luce di distanza da noi nella costellazione di Cefeo attorno a una stella vecchia di 10 miliardi di anni. Lo studio, che ha coinvolto il team Gaps-Global Architecture of Planetary Systems, è stato coordinato da Esther González-Álvarez, dottoranda presso il Dipartimento di Fisica e Chimica dell’Università degli Studi di Palermo con una borsa di studio dell’Istituto Nazionale di Astrofisica-Osservatorio Astronomico di Palermo nell’ambito del programma di ricerca nazionale Wow-A Way to Other Worlds.

Fino ad oggi sono stati individuati un centinaio di pianeti che orbitano attorno a stelle giganti rosse, «ma questo sistema è unico nel suo genere, perché la massa della stella ospite è una delle più piccole fra le stelle giganti con pianeti, e il pianeta, con un periodo orbitale di 101 giorni, è uno dei pianeti giganti a più breve periodo in confronto agli altri scoperti» racconta Esther González-Álvarez, prima autrice dell’articolo, già accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics. «Esistono pochi pianeti a corto periodo rivelati attorno a stelle giganti K, questa scoperta consente dunque di ampliare lo spazio dei parametri che sono stati finora studiati» aggiunge Esther González-Álvarez.

La stella TYC-4282-605-1 ha un’età di 10 miliardi di anni, doppia rispetto a quella del nostro Sole. «A causa della sua grande vicinanza alla stella, è probabile che il pianeta verrà inghiottito dalla stella fra non molto, sempre in termini astronomici» spiega Giuseppina Micela, Direttore dell’Inaf-Osservatorio Astronomico di Palermo e una delle autrici della scoperta. «Potrebbe dunque essere questa la ragione per cui pianeti così vicini a giganti rosse sono così rari».

Questa coppia di stella e pianeta giganti è stata individuata grazie all’osservazione combinata tra il potente cercatore di pianeti extrasolari Harps-N (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher–North) e lo spettrografo nel vicino infrarosso Giano, montati sui due fuochi del Tng-Telescopio Nazionale Galileo, mediante la tecnica delle velocità radiali. Tale tecnica prevede di misurare le piccole variazioni del moto della stella, causate dalla presenza di un pianeta che gli orbita attorno.

Le piccole variazioni del moto della stella possono, tuttavia, essere dovute alla presenza di un pianeta e/o a segnali di attività stellare (macchie, granulazione o pulsazioni). E’ importante, quindi, riuscire a identificare e distinguere questi segnali per rivelare la presenza del pianeta. Inoltre, il segnale dovuto all’attività stellare è colorato (dipende della lunghezza d’onda a cui si osserva) mentre il segnale planetario è acromatico e non varia al variare della banda spettrale (visibile o infrarosso).  L’uso di Giano si è rivelato fondamentale per confermare la natura planetaria del segnale osservato. L’ampiezza del segnale in velocità radiale è la stessa sia in ottico (Harps-N) che in infrarosso (GIANO), non lasciando dubbi sulla natura planetaria del segnale trovato a 101 giorni.

«Abbiamo fatto osservazioni quasi simultanee nella stessa notte utilizzando Harps-N su un fuoco del telescopio e Giano sul secondo fuoco del telescopio” racconta Laura Affer dell’Inaf-Osservatorio Astronomico di Palermo, seconda autrice della scoperta. “Quando abbiamo avuto la possibilità di utilizzare GIANO, prima di iniziare le osservazioni abbiamo studiato la strategia migliore per ottenere un risultato, ossia l’osservazione della stella in momenti ben definiti per ottenere punti di velocità radiale nelle fasi più appropriate, e quindi al massimo e al minimo della curva di fase e qualche punto a fase intermedia”. Il metodo utilizzato fa uso delle velocità radiali sia nell’ottico che nell’infrarosso, per la rilevazione e la conferma di un pianeta attorno a una stella gigante K. «Il nostro è un progetto pilota per il nascente Giarps – continua Affer – la combinazione di Harps-N e Giano, che ora sono installati nel medesimo fuoco del telescopio, realizzando così uno strumento unico nel suo genere per ricavare, in una sola osservazione, lo spettro in una banda spettrale molto ampia dall’ottico all’infrarosso».

Questo studio ha mostrato come ottico e infrarosso siano due bande spettrali complementari in grado di dare importanti risultati nello studio dei pianeti extrasolari. Allora, occhi puntati su GIARPS e sulle future scoperte del team Gaps.

Per saperne di più:

  • leggi su arxiv.org l’anteprima dell’articolo “The GAPS Programme with HARPS-N at TNG. XV. A substellar companion around a K giant star identified with quasi-simultaneous HARPS-N and GIANO measurements”, di Esther González-Álvarez et al., in pubblicazione su Astronomy & Astrophysics.
  • Visita il sito web Uno, nessuno, centomila… sistemi solari