ANALIZZATA L’EMISSIONE X DI GJ 357 CON XMM-NEWTON

Super-Terra attorno a una stella vecchia e quieta

Un team guidato da Darius Modirrousta-Galian, dottorando all’università di Palermo e associato Inaf, ha riprodotto tre modelli dell’atmosfera della super-Terra Gj 357 b: un’atmosfera composta al 100 per cento da CO2, una composta al 100 per cento di SO2, e una composta al 75 per cento da N2, 24 per cento CO2 e 1 per cento di acqua. I risultati sono pubblicati su A&A

     29/09/2020

La figura mostra gli spettri sintetici prodotti per l’atmosfera di Gj 357 b. I tre colori identificano le tre diverse composizioni: 100 per cento CO2 in rosso, 100 per cento SO2 in giallo, e 75 per cento N2, 24 per cento CO2 e 1 per cento H2O in blu. Gli spettri sintetici sono calcolati sia nel caso di un’atmosfera priva di nubi (pannello in alto) che di nubi alla pressione di 0.01 bar (pannelli in basso). Crediti: D. Modirrousta-Galian et a., A&A 2020

Nonostante argomenti teorici suggeriscano che i pianeti di tipo terrestre siano estremamente comuni nella nostra galassia, la famiglia dei 4284 esopianeti scoperti e confermati finora (25/9/2020, fonte Nasa) conta relativamente pochi pianeti di tipo terrestre. Questa chiaramente è una limitazione dei metodi usati per individuare gli esopianeti, che risultano essere poco sensibili ai pianeti di piccola massa. Per questo motivo, quindi, i pochi pianeti di tipo terrestre scoperti finora sono di grande importanza per studiare le proprietà, la formazione e l’evoluzione di questa classe di esopianeti.

Una delle super-Terre particolarmente vicine alla Terra è stata identificata attorno la stella di classe spettrale M Gj 357, distance 30.8 anni luce dal Sole, e con una massa di 0.34 masse solari. Il pianeta transitante (Gj 357 b) è stato scoperto dal satellite della Nasa Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite), ha una massa di 1.8 masse terrestri e un raggio di 1.22 raggi terrestri – parametri tipici, appunto, di pianeti di tipo terrestre. Il sistema planetario di Gj 357 ospita altri due pianeti non transitanti con una massa maggiore di quella di Gj 357 b.

Allo scopo di comprendere meglio le proprietà di Gj 357 b, nonché la sua evoluzione, il team internazionale guidato dall’astrofisico Darius Modirrousta-Galian (Università di Palermo e Inaf di Palermo) ha analizzato osservazioni ai raggi X di Gj 357 ottenute dal satellite dell’Esa Xmm-Newton nell’ambito di una campagna osservativa mirata all’analisi ai raggi X di stelle di classe spettrale M vicine al Sole. Gli autori dello studio hanno calcolato una luminosità ai raggi X particolarmente bassa, compatibile con un’età dell’intero sistema di almeno cinque miliardi di anni.

Darius Modirrousta-Galian, dottorando all’università di Palermo, primo autore dell’articolo pubblicato su A&A

Data la massa di Gj 357 b, è improbabile che il pianeta abbia avuto un’atmosfera primordiale. Ciò nonostante, vulcanismo e altri fenomeni geologici potrebbero aver prodotto un’atmosfera secondaria. Grazie alla stima dell’età del sistema, dell’evoluzione della luminosità X della stella, e dei parametri stellari e planetari, gli autori hanno riprodotto tre modelli dell’atmosfera di Gj 357 b (vedi immagine di apertura): un’atmosfera composta al 100 per cento da CO2, una composta al 100 per cento di SO2, e una composta al 75 per cento da N2, 24 per cento CO2 e 1 per cento H2O. I risultati so riportati in un articolo pubblicato il 16 settembre su Astronomy & Astrophysics.

«Il pianeta Gj 357 b è un esempio di super-Terra particolarmente interessante, che merita future investigazioni spettroscopiche», dice a Media Inaf Modirrousta-Galian. «La sua stella mostra uno dei livelli più bassi di attività X misurati. Ciò nonostante, il pianeta potrebbe aver perso una quantità significativa di massa in passato (fino a circa 38 masse solari di idrogeno). Al momento ci sono due set separati di stime di massa e raggio del pianeta che conducono a due diversi percorsi evolutivi. Altre osservazioni spettroscopiche sono dunque necessarie per vincolare meglio la composizione chimica di Gj 357 b».

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