Chrandra X-ray Observatory: il primo transito planetario in X

Rappresentazione artistica di HD 189733b, primo esopianeta osservato transitare di fronte alla sua stella in X. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/K.Poppenhaeger et al; Illustration: NASA. Cliccare per ingrandire.

Per la prima volta da quanto gli esopianeti o pianeti intorno ad altre stelle diverse dal Sole sono stati scoperti, almeno vent’anni fa, le osservazioni in X hanno rilevato il passaggio di un pianeta che transita di fronte alla sua stella.
Un vantaggioso allineamento di pianeta e della sua stella ospite nel sistema HD 189733, che si trova a 63 anni luce di distanza dalla Terra, ha permesso a Chandra X-ray Observatory della NASA e a XMM Newton Observatory dell’European Space Agency (ESA, Agenzia Spaziale Europea) di osservare una diminuzione nell’intensità X mentre il pianeta transitava davanti alla stella.

“Migliaia di candidati pianeti sono stati osservati transitare solo nell’ottico” ha affermato Katja Poppenhaeger dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) a Cambridge, Mass., che ha condotto lo studio che verrà pubblicato nell’edizione del 10 agosto del The Astrophysical Journal. “Alla fine essere in grado di studiarne uno in X è importante perché rivela nuove informazioni sulle proprietà di un esopianeta”.

Il team ha utilizzato Chandra per osservare sei transiti, oltre ai dati delle osservazioni di uno da XMM Newton. Il pianeta, noto come HD 189733b, è un caldo Giove, il che significa che è simile in dimensione al pianeta Giove del nostro Sistema Solare ma orbita molto vicino alla sua stella. HD 189733b è oltre 30 volte più vicino alla sua stella di quanto non lo sia la Terra al Sole. La sua rivoluzione è di 2,2 giorni terrestri.

HD 189733b è il Giove caldo più vicino alla nostra Terra, il che lo rende un obiettivo primario per gli astronomi che vogliono imparare di più su questo tipo di esopianeta e sulla sua atmosfera. I ricercatori hanno utilizzato Kepler Space Telescope della NASA per studiarlo nelle lunghezze d’onda dell’ottico, e l’Hubble Space Telescope della NASA per confermare che è di colore blu, a causa della diffusione preferenziale della luce blu da parte delle particelle di silicato nella sua atmosfera.

Lo studio con Chandra e XMM Newton ha rivelato indizi sulla dimensione dell’atmosfera del pianeta. Il telescopio Chandra ha osservato la luce diminuire durante il transito. La diminuzione in X della luce è stata tre volte maggiore della corrispondente decrescita nell’ottico.

“I dati in X indicano che vi sono strati estesi di atmosfera planetaria che sono trasparenti alla luce ottica ma opachi ai raggi X” ha affermato co-autore della ricerca, Jurgen Schmitt dell’Hamburger Sternwarte di Amburgo, Germania. “Tuttavia, abbiamo bisogno di maggiori dati per confermare tale idea”.

I ricercatori inoltre stanno imparando come il pianeta e la stella possano influenzare l’uno rispetto all’altro.

Gli astronomi sanno da circa un decennio che la radiazione ultravioletta ed X dalla stella maggiore del sistema HD 189733 sta facendo evaporare l’atmosfera di HD 189733b col passare del tempo. Gli autori stimano che stia perdendo da circa 100 milioni a 600 milioni di chilogrammi di massa al secondo. L’atmosfera di HD 189733b appare assottigliarsi da circa un 25% al 65% più velocemente di quanto non lo fosse se l’atmosfera del pianeta fosse più piccola.

“L’atmosfera estesa di questo pianeta lo rende il target maggiore di radiazione ad alta energia dalla stella, perciò avviene anche una maggiore evaporazione” ha affermato co-autore della ricerca, Scott Wolk del CfA.

La stella principale in HD 189733 ha pure una debole compagna rossa, rivelata per la prima volta in X da Chandra X-ray Observatory. Le stelle probabilmente si sono formate nello stesso momento, ma la stella principale appare essere da 3 miliardi a 3 miliardi e mezzo di anni più giovane della sua compagna, perché ruota più velocemente, e mostra livelli elevati di attività magnetica oltre ad essere circa 30 volte più luminosa in X rispetto alla sua compagna.

“Questa stella non agisce sull’età, e la risposta probabilmente sta nel fatto di avere un grande pianeta come compagno” ha affermato Poppenhaeger. “E’ possibile che questo caldo Giove stia mantenendo un’alta rotazione della stella e un’alta attività del campo magnetico a causa delle forze mareali, il che rende il comportamento simile a quello di una stella più giovane”.

Il paper è disponibile online su: http://arxiv.org/abs/1306.2311. Transit Observations of the Hot Jupiter HD 189733b at X-rays Wavelengths, K. Poppenhaeger, J.H.M.M. Schmitt, S.J. Wolk, arXiv:1306.2311 [astro-ph.SR].

Per le immagini multimediali e per materiale che lo riguarda si visiti il sito di Chandra X-ray Observatory su: http://www.nasa.gov/chandra .

Fonte NASA/Chandra X-ray Observatory: NASA’s Chandra Sees Eclipsing Planet in X-rays for First Time – http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/exoplanet-HD189733b.html#.Ufd0oVO-LUK .

Flickr – Altre immagini di Chandra X-ray Observatory (ultime scoperte): http://www.flickr.com/photos/nasamarshall/sets/72157606205297786/ .

Sabrina