Comunicato Stampa

Lo strumento GRAVITY apre nuovi orizzonti nel produrre immagini dei pianeti extrasolari

Lo strumento all'avanguardia per il VLTI rivela i dettagli di un esopianeta devastato dalla tempesta usando l'interferometria ottica

27 Marzo 2019

Lo strumento GRAVITY installato sul VLTI (Very Large Telescope Interferometer) dell'ESO ha effettuato la prima osservazione diretta di un esopianeta mediante interferometria ottica. Questo metodo ha rivelato una complessa atmosfera esoplanetaria con nubi contenenti ferro e silicati che turbinano in una tempesta di dimensioni pari a quelle del pianeta. La tecnica presenta possibilità uniche per caratterizzare molti degli esopianeti oggi conosciuti.

Il risultato è stato annunciato oggi in una lettera pubblicata dalla rivista Astronomy and Astrophysics da parte delle collaborazione GRAVITY [1], lettera in cui sono state presentate le osservazioni dell'esopianeta HR8799e ottenute con l'interferometria ottica. L'esopianeta è stata scoperto nel 2010 in orbita intorno a HR8799, giovane stella di sequenza principale che si trova a circa 129 anni luce dalla Terra nella costellazione di Pegaso.

L'odierno risultato, che rivela nuove proprietà di HR8799e, ha richiedesto uno strumento con altissima risoluzione e sensibilità. GRAVITY può utilizzare simultaneamente i quattro telescopi del VLT dell'ESO a simulare un singolo telescopio più grande utilizzando una tecnica nota come interferometria [2]. Questo crea un super-telescopio - il VLTI - che raccoglie e districa con precisione la luce dall'atmosfera di HR8799e e da quella della sua stella madre.

HR8799e è un "super-Giove", un mondo diverso da tutti quelli del nostro Sistema Solare, sia più massiccio che molto più giovane di qualsiasi pianeta in orbita attorno al Sole. Con un'età di soli 30 milioni di anni, questo pianeta extrasolare è abbastanza giovane da offrire agli scienziati una nuova finestra sulla formazione dei pianeti e dei sistemi planetari. L'esopianeta è completamente inospitale - l'energia residua dalla sua formazione e un potente effetto serra riscaldano HR8799e a una temperatura ostile di circa 1000 °C.

Per la prima volta l'interferometria ottica è stata utilizzata per rivelare i dettagli di un pianeta extrasolare, e la nuova tecnica ha fornito uno spettro di qualità senza precedenti - dieci volte più dettagliato rispetto alle osservazioni precedenti. Le misure sono state in grado di rivelare la composizione dell'atmosfera di HR8799e - che conteneva alcune sorprese.

"La nostra analisi ha dimostrato che HR8799e ha un'atmosfera che contiene molto più monossido di carbonio rispetto al metano - qualcosa che non ci si aspetta dalla chimica di equilibrio", spiega il leader dell'equipe Sylvestre Lacour, ricercatore CNRS all'Osservatorio di Parigi - PSL e all'Istituto Max Planck di fisica extraterrestre. "Possiamo spiegare al meglio questo risultato sorprendente con venti verticali nella parte superiore dell'atmosfera che impediscono al monossido di carbonio di reagire con l'idrogeno per formare metano".

L'equipe ha scoperto che l'atmosfera contiene anche nubi ricche di polvere di ferro e di silicati. Combinando questo risultato con l'eccesso di monossido di carbonio, possiamo pensare che l'atmosfera di HR8799e sia sottoposta a una tempesta enorme e violenta.

"Le nostre osservazioni suggeriscono una palla di gas illuminata dall'interno, con raggi di luce calda che turbinano attraverso le zone tempestose di nubi oscure", elabora Lacour. "La convezione sposta le nuvole di silicati e particelle di ferro, che si disgregano e piovono verso l'interno. Questo è il quadro dell'atmosfera dinamica di un esopianeta gigante alla nascita, sottoposto a complessi processi fisici e chimici. "
Il risultato si basa sulla serie di incredibili scoperte di GRAVITY, tra cui scoperte eccezionali come l'osservazione effettuata l'anno scorso del gas che turbina al 30% della velocità della luce appena fuori l'orizzonte degli eventi del massiccio buco nero nel Centro Galattico. Si aggiunge ore un nuovo modo di osservare gli esopianeti al già vasto arsenale di metodi disponibili ai telescopi e agli strumenti dell'ESO - aprendo la strada a molte nuove scoperte notevoli [4].

Note

[1] GRAVITY è stato sviluppato da una collaborazione costituita dall'Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre (Germania), dall'osservatorio LESIA di Parigi-PSL / CNRS / Sorbonne Université / Univ. Paris Diderot e IPAG dell'Université Grenoble Alpes / CNRS (Francia), Max Planck Institute for Astronomy (Germania), Università di Colonia (Germania), CENTRA-Centro de Astrofisica e Gravitação (Portogallo) ed ESO.

[2] L'interferometria è una tecnica che consente agli astronomi di creare un super-telescopio combinando diversi telescopi più piccoli. Il VLTI dell'ESO è un telescopio interferometrico creato combinando due o più telescopi principali (UT) del VLT o tutti e quattro i piccoli Telescopi Ausiliari. Anche se ogni UT ha un impressionante specchio primario da 8,2 m, la combinazione crea un telescopio con una potenza di risoluzione 25 volte superiore a quella di un singolo UT.

[3] Gli esopianeti possono essere osservati utilizzando molti metodi diversi. Alcuni sono indiretti, come il metodo della velocità radiale usato dallo strumento HARPS dell'ESO per la caccia agli esopianeti, che misura la forza che la gravità di un pianeta esercita sulla stella madre. I metodi diretti, come la tecnica sperimentata per la prima volta nell'ottenere questo risultato, implicano l'osservazione del pianeta stesso invece del suo effetto sulla stella madre.

[4] Le recenti scoperte di esopianeti fatte usando i telescopi dell'ESO includono il rilevamento riuscito dello scorso anno di una super-Terra in orbita intorno alla stella di Barnard, la stella singola più vicina al nostro Sole, e la scoperta di ALMA di pianeti giovani in orbita attorno a una stella neonata, che ha sfruttato una diversa tecnica innovativa per la rilevazione del pianeta.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo “First direct detection of an exoplanet by optical interferometry” pubblicato dalla rivista Astronomy and Astrophysics.

L'equipe è composta da: S. Lacour (LESIA, Observatoire de Paris - PSL, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Meudon, Francia [LESIA]; Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germania [MPE]), M. Nowak (LESIA), J. Wang (Department of Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, USA), O. Pfuhl (MPE), F. Eisenhauer (MPE), R. Abuter (ESO, Garching, Germania), A. Amorim (Universidade de Lisboa, Lisbon, Portogallo; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portogallo), N. Anugu (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portogallo; School of Physics, Astrophysics Group, University of Exeter, Exeter, Regno Unito), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Francia [IPAG]), J.P. Berger (IPAG), H. Beust (IPAG), N. Blind (Observatoire de Genève, Université de Genève, Versoix, Svizzera), M. Bonnefoy (IPAG), H. Bonnet (ESO, Garching, Germania), P. Bourget (ESO, Santiago, Cile), W. Brandner (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germania [MPIA]), A. Buron (MPE), C. Collin (LESIA), B. Charnay (LESIA), F. Chapron (LESIA) , Y. Clénet (LESIA), V. Coudé du Foresto (LESIA), P.T. de Zeeuw (MPE; Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Paesi Bassi), C. Deen (MPE), R. Dembet (LESIA), J. Dexter (MPE), G. Duvert (IPAG), A. Eckart (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germania; Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germania), N.M. Förster Schreiber (MPE), P. Fédou (LESIA), P. Garcia (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, Portogallo; ESO, Santiago, Cile; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portogallo), R. Garcia Lopez (Dublin Institute for Advanced Studies, Dublin, Irlanda; MPIA), F. Gao (MPE), E. Gendron (LESIA), R. Genzel (MPE; Departments of Physics and Astronomy, University of California, Berkeley, USA), S. Gillessen (MPE), P. Gordo (Universidade de Lisboa, Lisbon, Portogallo; CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portogallo), A. Greenbaum (Department of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, USA), M. Habibi (MPE), X. Haubois (ESO, Santiago, Cile), F. Haußmann (MPE), Th. Henning (MPIA), S. Hippler (MPIA), M. Horrobin (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germania), Z. Hubert (LESIA), A. Jimenez Rosales (MPE), L. Jocou (IPAG), S. Kendrew (European Space Agency, Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA; MPIA), P. Kervella (LESIA), J. Kolb (ESO, Santiago, Cile), A.-M. Lagrange (IPAG), V. Lapeyrère (LESIA), J.-B. Le Bouquin (IPAG), P. Léna (LESIA), M. Lippa (MPE), R. Lenzen (MPIA), A.-L. Maire (STAR Institute, Université de Liège, Liège, Belgio; MPIA), P. Mollière (Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Paesi Bassi), T. Ott (MPE), T. Paumard (LESIA), K. Perraut (IPAG), G. Perrin (LESIA), L. Pueyo (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), S. Rabien (MPE), A. Ramírez (ESO, Santiago, Cile), C. Rau (MPE), G. Rodríguez-Coira (LESIA), G. Rousset (LESIA), J. Sanchez-Bermudez (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City, Messico; MPIA), S. Scheithauer (MPIA), N. Schuhler (ESO, Santiago, Cile), O. Straub (LESIA; MPE), C. Straubmeier (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germania), E. Sturm (MPE), L.J. Tacconi (MPE), F. Vincent (LESIA), E.F. van Dishoeck (MPE; Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Paesi Bassi), S. von Fellenberg (MPE), I. Wank (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germania), I. Waisberg (MPE) , F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), M. Wiest (1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germania), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO, Garching, Germania), S. Yazici (MPE; 1st Institute of Physics, University of Cologne, Cologne, Germania), D. Ziegler (LESIA), e G. Zins (ESO, Santiago, Cile).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e di gran lunga l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile e l'Australia come partner strategico. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di APEX e di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente, sulla piana di Chajnantor. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'Extremely Large Telescope o ELT (significa Telescopio Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1905.

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Sul Comunicato Stampa

Comunicato Stampa N":	eso1905it
Nome:	HR 8799e
Tipo:	Milky Way : Planet
Facility:	Very Large Telescope, Very Large Telescope Interferometer
Instruments:	GRAVITY
Science data:	2019A&A...623L..11G