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Ritratto interferometrico di pianeta tempestoso

Creato il 27 marzo 2019 da Media Inaf

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, 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 richiesto 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. 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 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.

Ritratto interferometrico di pianeta tempestoso

Schizzo della disposizione dell’interferometro del Vlt. La luce da un oggetto celeste distante entra in due dei telescopi del Vlt e viene riflessa dai vari specchi nel tunnel interferometrico, al di sotto della piattaforma di osservazione sulla cima del Paranal. Due linee di ritardo con carrelli mobili correggono in continuazione la lunghezza dei cammini in modo che i due fasci interferiscano costruttivamente e producano frange di interferenza nel fuoco interferometrico in laboratorio. Crediti: Eso

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 effettuate in passato. Le misure sono state in grado di rivelare la composizione dell’atmosfera di Hr8799e: 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», dice 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 risultati eccezionali come l’osservazione effettuata l’anno scorso del gas che turbina al 30 per cento 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.

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