Comunicato Stampa

Analizzata per la prima volta l’atmosfera di una superTerra

01 Dicembre 2010

Analizzata per la prima volta da un team di astronomi l'atmosfera di un pianeta extrasolare, una superTerra, utilizzando il Very Large Telescope dell’ESO. Il pianeta, noto come GJ 1214b, è stato studiato al momento del suo passaggio davanti alla stella madre, quando una parte della luce della sua stella attraversava l’atmosfera del pianeta. Ora sappiamo che la sua atmosfera è o per lo più composta di vapore acqueo o dominata da dense nubi o nebbie. I risultati verranno pubblicati sul numero del 2 Dicembre della rivista Nature.

Il pianeta GJ 1214b è stato scoperto nel 2009 utilizzando lo strumento HARPS installato al telescopio di 3.6 metri dell'ESO in Cile (eso0950) [1]. Già i primi risultati suggerivano che questo pianeta avesse un'atmosfera, ipotesi ora confermata e studiata nel dettaglio da un team internazionale di astronomi, guidato da Jacob Bean (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), che ha utilizzato lo strumento FORS sul Very Large Telescope.

"Questa è la prima superTerra di cui è stata analizzata l’atmosfera. Abbiamo posto una pietra miliare sulla strada della conoscenza delle caratteristiche di questi mondi ", ha detto Bean.

GJ 1214b ha un raggio circa 2,6 volte quella della Terra ed è circa 6,5 volte più massiccio, caratteristiche che lo collocano esattamente nella classe dei pianeti extrasolari conosciuti come superTerre. La sua stella si trova a circa 40 anni luce dalla Terra nella costellazione di Ofiuco (il Serpentario). Si tratta di una stella debole [2] e anche piccola, il che significa che la dimensione del pianeta è piuttosto grande rispetto al disco stellare, e ciò  lo rende relativamente agevole da studiare [3]. Il pianeta ruota intorno alla sua stella ogni  38 ore ad una distanza di soli due milioni di chilometri: una distanza circa settanta volte inferiore a quella che divide la Terra dal Sole.

Per studiarne l'atmosfera, il team ha osservato la luce proveniente dalla stella nel momento in cui il pianeta passava di fronte ad essa [4]. Durante questi transiti, una frazione della radiazione luminosa, proveniente dalla stella, passa attraverso l'atmosfera del pianeta che, a seconda della sua composizione chimica e del clima del pianeta, assorbisce specifiche lunghezze d'onda della luce. Il team ha poi messo a confronto queste misure precise,  con quanto ci si sarebbe aspettato di vedere a seconda delle possibili diverse composizioni dell’atmosfera.

Prima  di effettuare queste nuove osservazioni, gli astronomi avevano ipotizzato tre possibili atmosfere per GJ 1214b. La prima comprendeva l'affascinate possibilità che il pianeta fosse avvolto da acqua, che, data la vicinanza alla stella, sarebbe stata in forma di vapore. La seconda ipotesi proponeva che fosse un mondo roccioso con una atmosfera composta principalmente da idrogeno, ma con nubi alte o nebbie che ne oscurano la vista. La terza ipotesi suggeriva che questo esopianeta fosse come un piccolo Nettuno, con un esiguo nucleo roccioso e una densa atmosfera ricca di idrogeno.

Le nuove misure non mostrano i segni rivelatori tipici dell’idrogeno e, quindi, la terza opzione è da escludere. Pertanto, l'atmosfera o è ricca di vapore o è ricoperta da nubi o nebbie, simili a quelle osservate nelle atmosfere di Venere e Titano nel nostro Sistema Solare, che nascondono le tracce della presenza di idrogeno.

"Anche se non possiamo ancora dire esattamente come sia composta la sua atmosfera, è un entusiasmante passo in avanti essere in grado di restringere le opzioni per un mondo così lontano: se sia vapore acqueo o nebbia ", dice Bean. "Ulteriori osservazioni, a lunghezze d'onda maggiori dell’infrarosso, si fanno ora necessarie per determinare quali di queste atmosfere avvolge GJ 1214b".

Note

[1] Il numero di pianeti extrasolari confermati ha raggiunto quota 500 il 19 novembre 2010. Da allora, altri pianeti extrasolari sono stati confermati. Per un conteggio più aggiornato, visitare: http://exoplanet.eu/catalog.php

[2] Se si osservasse GJ 1214 alla stessa distanza che ci separa dal Sole, ci apparirebbe 300 volte più debole del Sole.

[3] Poiché la stella GJ1214 è piuttosto debole - oltre 100 volte più debole nella luce visibile delle stelle madri dei due esopianeti più studiati appartenenti alla categoria degli “Hot Jupiter” - la grande area di raccolta del Very Large Telescope è stata determinante per acquisire un segnale sufficiente per le analisi.

[4] La composizione atmosferica di GJ 1214b è stata studiata utilizzando lo strumento FORS sul Very Large Telescope, che può eseguire misure spettroscopiche molto accurate di più oggetti contemporaneamente nella porzione del vicino infrarosso dello spettro elettromagnetico. FORS è stato uno dei primi strumenti ad essere installato sul Very Large Telescope.

Ulteriori Informazioni

L’ESO (European Southern Observatory) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l’osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 14 paesi: Austria, Belgio, Repubblica Ceca, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Olanda, Portogallo, Spagna, Svezia, Svizzera e Gran Bretagna. L’ESO mette in atto un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strutture astronomiche da terra che consentano agli astronomi di fare importanti scoperte scientifiche. L’ESO ha anche un ruolo preminente nel promuovere e organizzare cooperazione nella ricerca astronomica. L’ ESO gestisce tre siti unici di livello mondiale in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. A Paranal, l’ESO gestisce il Very Large Telescope, l’osservatorio astronomico nella banda visibile più d’avanguardia al mondo. L’ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L’ESO sta pianificando al momento un Telescopio Europeo Estremamente Grande ottico/vicino-infrarosso di 42 metri, l’E-ELT, che diventerà “il più grande occhio del mondo rivolto al cielo”.

Links

• Nature paper
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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1047.