INTERVISTA A MATTEO PINAMONTI DELL'INAF

I sistemi planetari intorno a giovani nane rosse

In uscita su Astronomy & Astrophysics, il primo studio statistico di sistemi planetari osservati con il metodo delle velocità radiali a concentrarsi su un campione ristretto di nane rosse di tipo early, ovvero con masse comprese tra 0,7 e 0,3 masse solari. Le osservazioni di questo studio a guida Inaf sono state effettuate con lo spettrografo Harps-N al Telescopio nazionale Galileo

     08/07/2022
Social buttons need cookies

Rappresentazione artistica di una giovane stella nana rossa circondata da tre pianeti. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech

Un gruppo di astronomi, tra cui molti scienziati dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), ha presentato i risultati di uno studio su un campione di nane rosse osservate nel corso della survey Hades, che verrà presto pubblicato su Astronomy & Astrophysics.

Dallo studio di questo campione, e dei pianeti rilevati intorno alle sue stelle, i ricercatori hanno dedotto le proprietà generali dei sistemi planetari orbitanti attorno a questo tipo di stelle. In particolare, dal confronto con le stelle di tipo solare hanno notato come il numero di pianeti di piccola massa aumenti intorno a stelle più piccole, e che il numero di pianeti giganti intorno a nane rosse è nettamente minore rispetto a quelli intorno a stelle simili al Sole. Per avere qualche dettaglio in più su questa interessante ricerca, Media Inaf ha intervistato il primo autore, Matteo Pinamonti, post-doc presso l’Inaf – Osservatorio di Torino.

Pinamonti, di cosa tratta questo studio?

«Lo studio presenta i risultati complessivi del programma Hades (HArps-n red Dwarf Exoplanet Survey), una collaborazione italo-spagnola per la ricerca e lo studio dei sistemi esoplanetari intorno a stelle di bassa massa, tramite osservazioni spettroscopiche raccolte con lo spettrografo Harps-N al Telescopio nazionale Galileo (Tng). Grazie a un’analisi statistica approfondita, abbiamo potuto derivare le frequenze intrinseche di pianeti extrasolari ospitati da stelle di questo tipo».

Cosa intende per frequenze intrinseche?

«Per frequenze intrinseche, intendo le reali frequenze di pianeti presenti in questi sistemi extrasolari, e che vanno distinte dalle frequenze di pianeti osservati, che sono alterate dalle limitazioni osservative: ad esempio, è molto più facile rivelare un pianeta massiccio rispetto ad uno di massa più piccola, per cui, valutando soltanto il numero di pianeti osservati, potrebbe sembrare che i pianeti massicci siano molto più comuni di quanto non siano in realtà. È proprio per questo che sono necessari dei lavori approfonditi, come il nostro, per correggere gli effetti osservativi e svelare quale sia la reale statistica dei pianeti extrasolari».

Cosa avete scoperto, rispetto a quanto già si conosceva?

«Questo lavoro introduce un importante elemento di novità perché, al contrario degli studi precedenti pubblicati in letteratura che hanno sempre analizzato campioni piuttosto eterogenei di stelle nane rosse di piccola massa, il programma Hades si è concentrato su un campione molto ben definito di nane rosse di tipo early, cioè con masse comprese tra le 0,7 e 0,3 masse solari. Poiché i meccanismi di formazione planetaria dipendono direttamente dalla massa della stella ospite, concentrarsi su un campione ristretto di stelle con caratteristiche simili permette di osservare più chiaramente le proprietà dei sistemi planetari che le orbitano, che altrimenti sarebbero “diluiti” dalla varietà intrinseca del campione di stelle. È il primo studio statistico di sistemi planetari osservati con il metodo delle velocità radiali a concentrarsi su un campione ristretto di nane rosse di tipo early, con masse molto simili tra loro».

Perché i sistemi esoplanetari delle nane rosse sono così interessanti?

«Lo studio dei sistemi esoplanetari intorno a nane rosse è molto interessante perché le nane rosse sono le stelle più numerose nelle vicinanze del nostro Sole. Tuttavia, data la massa minore, ci si aspetta che i processi di formazione planetaria agiscano in modo diverso intorno a stelle di questo tipo, perché gli ingredienti fondamentali della formazione planetaria – come la massa e il tempo di dissipazione del disco proto-planetario – dipendono direttamente dalla massa della stella ospite».

Matteo Pinamonti, assegnista di ricerca presso l’Inaf – Osservatorio Astrofisico di Torino, primo autore dello studio in uscita su A&A. Crediti: M. Pinamonti

Cosa ha reso possibile questo lavoro?

«Il lavoro è stato possibile grazie a sei anni di osservazioni raccolte dallo spettrografo Harps-N al Tng. Il programma Hades è frutto di una collaborazione tra il consorzio Gaps (Global Architecture of Planetary Systems, di cui fanno parte quasi 70 ricercatrici e ricercatori Inaf da tutta Italia), l’Istitut de Ciènces de l’Espai de Catalunya, e l’Instituto de Astrofísica de Canarias. Nello studio sono state adoperate tecniche d’avanguardia per l’analisi statistica del campione e per la correzione del rumore stellare che affligge le misure di velocità radiale, in particolare per quanto riguarda le stelle di piccola massa che sono per natura maggiormente attive di quelle di tipo solare. Queste tecniche sono state sviluppate e diffuse negli ultimi anni, permettendo quindi un’analisi più approfondita».

In che modo questi nuovi risultati contribuiscono ad approfondire la nostra comprensione dei sistemi planetari che popolano la Via Lattea?

«Grazie all’analisi del campione delle stelle osservate nel programma Hades, abbiamo dimostrato che la frequenza di pianeti di piccola massa (terre e super-terre) cambia notevolmente con la massa della stella ospite: la frequenza da noi osservata risulta significativamente più alta che intorno a stelle di tipo solare, ma allo stesso tempo è più bassa di quanto non sia stato osservato intorno a stelle di massa ancora più piccola rispetto al campione da noi analizzato. Inoltre, abbiamo potuto vincolare la frequenza di pianeti potenzialmente abitabili intorno alle nane rosse di tipo early, trovando un numero di pianeti abitabili per stella pari o inferiore a 0,23 – superiore a quanto osservato per le stelle di tipo solare. Comprendere come si sono formati i pianeti intorno a stelle di tipo diverso ci aiuta a capire meglio come si formano le stelle e i pianeti in generale, e potrebbe un giorno portarci a comprendere pienamente come si sono prodotte le condizioni che hanno portato alla nascita della vita sulla Terra».

Per saperne di più:

  • Leggi su arXiv il pre-print dell’articolo “Hades RV Programme with HARPS-N at Tng XV. Planetary occurrence rates around early-M dwarfs” di M. Pinamonti, A. Sozzetti, J. Maldonado, L. Affer, G. Micela, A. S. Bonomo, A. F. Lanza, M. Perger, I. Ribas, J. I. González Hernández, A. Bignamini, R. Claudi, E. Covino, M. Damasso, S. Desidera, P. Giacobbe, E. González-Álvarez, E. Herrero, G. Leto, A. Maggio, E. Molinari, J. C. Morales, I. Pagano, A. Petralia, G. Piotto, E. Poretti, R. Rebolo, G. Scandariato, A. Suárez Mascareño, B. Toledo-Padrón, R. Zanmar Sánchez