• AstroSpace.it
  • Collabora
  • La redazione
  • Privacy Policy
  • Astrospace Shop
Nessun risultato
Guarda tutti i risultati
  • Login
  • Registrati
AstroSpace
  • Home
  • Agenzie Spaziali
    • NASA
    • Cina
    • ESA
  • Esplorazione spaziale
    • Speciale Artemis 1
    • ISS
    • Luna
    • Sistema solare
  • Space economy
    • SpaceX
    • Boeing
    • Blue Origin
    • Nuove imprese
    • Rocket Lab
    • Satelliti
  • Scienza
    • Astronomia e astrofisica
    • Fisica
  • Rubriche
    • Astrospace Newsletter
    • Le guide di Astrospace
    • Cronache marziane
    • Leggere lo Spazio
    • I progressi di Starship
    • Spazio d’Oriente
    • Interviste
  • Spazio Italiano
    • Spazio Blog
ORBIT
Shop
  • Home
  • Agenzie Spaziali
    • NASA
    • Cina
    • ESA
  • Esplorazione spaziale
    • Speciale Artemis 1
    • ISS
    • Luna
    • Sistema solare
  • Space economy
    • SpaceX
    • Boeing
    • Blue Origin
    • Nuove imprese
    • Rocket Lab
    • Satelliti
  • Scienza
    • Astronomia e astrofisica
    • Fisica
  • Rubriche
    • Astrospace Newsletter
    • Le guide di Astrospace
    • Cronache marziane
    • Leggere lo Spazio
    • I progressi di Starship
    • Spazio d’Oriente
    • Interviste
  • Spazio Italiano
    • Spazio Blog
Nessun risultato
Guarda tutti i risultati
AstroSpace
Nessun risultato
Guarda tutti i risultati

Una nuova tecnica sfrutta i dati di ALMA per pesare e datare gli esopianeti

Chiara De Piccoli di Chiara De Piccoli
Gennaio 10, 2023
in Astronomia e astrofisica, Divulgazione, News, Scienza
Radiointerferometro ALMA

Fotografia di due delle antenne che costituiscono il radiointerferometro ALMA. Crediti: Iztok Bončina/ESO

Condividi su FacebookTweet

Sfruttando le osservazioni del radiointerferometro ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un gruppo di ricercatori ha sviluppato una nuova tecnica per misurare peso ed età degli esopianeti in orbita a giovani stelle.

Quando questi pianeti esterni al Sistema Solare ruotano a grande distanza dalla loro stella d’origine, la loro identificazione per osservazione diretta è praticamente impossibile, così come la loro caratterizzazione. Osservando però delle perturbazioni simili ad uragani nel disco circumstellare che avvolge le giovani stelle, è possibile stabilire dei limiti di massa ed età degli esopianeti. Questo permette di comprendere le proprietà dei probabili pianeti in orbita e il loro processo di formazione.

Due diversi articoli, pubblicati nel Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, descrivono il metodo sviluppato da Roman Rafikov, professore presso l’Università di Cambridge, e il suo dottorando Nicolas Cimerman. L’obbiettivo della ricerca è di determinare i limiti di massa ed età degli esopianeti responsabili della formazione dei vortici nel disco.

La formazione degli uragani nei dischi circumstellari

Una giovane stella è avvolta da un disco di gas e polveri. Secondo un processo noto come core accretion, le particelle di questa struttura si aggregano per effetto della gravità, dando vita a oggetti più massivi, come asteroidi e pianeti. La presenza di questi oggetti all’interno del disco circumstellare è visibile grazie al cosiddetti gaps (dall’inglese “buchi”) che si formano nella struttura ad anello, osservati anche da ALMA.

Oltre a queste tracce, i dati ad alta risoluzione del telescopio hanno permesso d’identificare delle strutture ad arco, interpretabili come concentrazioni di polvere, nelle zone limitrofe alle lacune scavate dai pianeti. Così come i gaps, anche queste potrebbero essere dovute dalla presenza di un pianeta.

Tra le spiegazioni più intriganti riguardo la presenza di questi archi c’è un meccanismo che prevede la formazione di vortici di polvere innescati da una instabilità ai bordi dei gaps. Questa instabilità è nota come Rossby Wave Instability (RWI). I vortici, simili a piccoli uragani, durante l’evoluzione del sistema planetario possono fondersi dando origine a strutture di dimensioni maggiori formando gli archi o grumi che appaiono nelle osservazioni di ALMA. Durante la formazione di un pianeta attorno ad una giovane stella, la regione attorno a cui il pianeta orbita viene via a via ripulita. All’interno della lacuna, la densità è inferiore rispetto a quella al di fuori del gap. Questa differenza di densità, continuando ad aumentare, innesca la RWI che perturba il disco e produce i vortici.

Evoluzione temporale dei vortici nei dischi circumstellari
Evoluzione temporale dei vortici innescati dalla Rossby Wave Instability. Nel pannello a) si osserva una situazione stabile. In b) si può vedere lo stadio iniziale della RWI, che sviluppa tre vortici visibili nel pannello c) fino alla formazione di un unico grande vortice, dovuto alla fusione dei precedenti, raffigurati in d).

Anche pianeti di una massa relativamente piccola, come un decimo della massa di Giove, possono formare buchi visibili all’interno del disco. Grazie allo studio di Rafikov e Cimerman, è stato possibile definire dei limiti di massa, e anche di età, degli ipotetici pianeti localizzati a grandi distance dalla stella che causano questi piccoli uragani nel disco.

Limiti di massa dei pianeti responsabili dei vortici

Il metodo sviluppato da Rafikov e il suo dottorando si basa su dei calcoli teorici sulla misura del tempo necessario per la produzione di un vortice, causata dalla formazione di un pianeta nel disco. Più è massivo il pianeta, minore sarà il tempo richiesto per innescare l’instabilità che da vita ai vortici a causa della maggiore gravità del pianeta. Questo valore temporale è utile per stabilire la massa e l’età del pianeta responsabile della formazione di un vortice ai bordi del gap. Parliamo in particolare delle tecniche note col nome inglese di “vortex weighing” e “vortex dating“, ossia rispettivamente pesatura e datazione a vortice.

Per quanto riguarda la vortex weighing, conoscendo l’età della stella centrale, è possibile stabilire un limite minimo sulla massa del pianeta. Questo calcolo in particolare si basa su due considerazioni:

  • L’età del sistema planetario, assunta come nota, è ovviamente maggiore di quella del pianeta in formazione.
  • La presenza di vortici osservati implica che l’età del pianeta è maggiore al tempo necessario per la produzione di questi vortici da parte dell’instabilità innescata dalla formazione del pianeta stesso.

Per i dischi osservati da ALMA, il valore di questo limite minimo di massa è compreso tra le 30 e le 50 masse terrestri. Si tratta dunque di pianeti classificabili come super-Nettuniani. Tra i dischi osservati dai ricercatori di Cambridge ci sono ad esempio quelli delle stelle HD 135344B e HD 36112, entrambe giovani stelle caratterizzate da dischi protoplanetari.

Dischi protoplanetari di giovani stelle
I dischi circumstellari che avvolgono le stelle HD 135344B (destra) e HD 36112 (sinistra), ottenute rispettivamente dallo strumento SPHERE del Very Large Telescope e dal telescopio ALMA. Crediti: ESO, T. Stolker et al., R. Dong et al.; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

Una stima dell’età planetaria

Se la massa di un pianeta in formazione fosse già nota grazie a tecniche di modelling dell’atmosfera, per un pianeta visibile, o misurazioni dinamiche indirette, sarebbe possibile definire un limite sull’età planetaria. Tuttavia, per i pianeti responsabili dei vortici osservati da ALMA queste informazioni non sono abbastanza accurate.

Una buona stima dell’età di un esopianeta risulta molto utile per diverse ragioni. Infatti permetterebbe di:

  • Comprendere il tempo necessario al pianeta per formarsi a partire dalle polveri e il gas del disco circumstellare.
  • Controllare la consistenza delle caratteristiche di un pianeta durante la sua evoluzione, come temperatura e luminosità. Infatti, l’età di un pianeta incide su entrambe queste grandezze.

In ogni caso, dagli studi condotti da Rafikov e Cimerman non definiscono un valore di età planetaria vincolante al momento. Per migliorarlo infatti è necessario definire un valore massimo della massa del pianeta in esame più accurato, attraverso osservazioni dirette del corpo. Queste ultime però sono complesse soprattutto per piccoli pianeti lontani dalla stella centrale al sistema a cui appartengono.

Per ulteriori approfondimenti, gli articoli scientifici che parlano di questo studio sono reperibili ai seguenti link:

  • Roman R. Rafikov, Nicolas P. Cimerman. Vortex weighing and dating of planets in protoplanetary discs. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
  • Nicolas P. Cimerman, Roman R. Rafikov. Emergence of vortices at the edges of planet-driven gaps in protoplanetary discs. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Astrospace.it è un progetto di divulgazione scientifica portato avanti da un gruppo di giovani fisici e ingegneri con una passione comune per lo spazio. Se ti piace quello che stai leggendo, puoi contribuire alla crescita della piattaforma attraverso il nostro abbonamento. Ai nostri abbonati riserviamo contenuti esclusivi e sempre in aggiornamento.

Entra anche tu in Astrospace.it Orbit.

Tags: ALMAAstrofisicaastronomiaEsopianeti

Potrebbe interessarti anche questo:

James Webb e pianeti extrasolari: l’epic fail dell’IA

James Webb e pianeti extrasolari: l’epic fail dell’IA

Marzo 21, 2023
Rappresentazione artistica del disco attorno alla stella V883 Orionis

ALMA ha trovato molecole di acqua in un disco protoplanetario

Marzo 8, 2023
TianLin

TianLin, il futuro telescopio spaziale cinese da 40 tonnellate che caccerà esopianeti abitabili

Marzo 3, 2023
Esopianeta attorno a stella nana

Il primo catalogo di esopianeti conosciuti nelle vicinanze del Sole, scoperti con il progetto CARMENES

Febbraio 23, 2023
Immagine che rappresenta l'aumentare dello skyglow in prossimità dei centri urbani.

Inquinamento luminoso: una minaccia per il nostro cielo. Il progetto Globe at Night

Febbraio 15, 2023
Regioni di formazione degli ammassi

ALMA mostra come le protostelle influenzino la formazione stellare

Febbraio 8, 2023
Prossimo Post
C’era una volta nel cielo: 30 brevi storie astronomiche

C'era una volta nel cielo: 30 brevi storie astronomiche

Zhurong

Il rover cinese Zhurong potrebbe non aver superato l’inverno marziano

Gli articoli più letti della settimana

  • Immagine simulata del campo profondo di Roman che contiene centinaia di migliaia di galassie, rappresentando solo l'1,3 percento dell'indagine totale, che a sua volta è solo l'1 percento dell'indagine pianificata da Roman. Le galassie sono codificate a colori: quelle più rosse sono più lontane e quelle più bianche sono più vicine. Credits: M. Troxel e Caltech-IPAC/R. Male

    Ecco i risultati delle ultime simulazioni su cosa potrà fare il Roman Space Telescope

    0 condivisioni
    Condividi 0 Tweet 0
  • Problemi in orbita per i primi Starlink V2 Mini

    0 condivisioni
    Condividi 0 Tweet 0
  • Nei campioni dell’asteroide Ryugu c’è una molecola di RNA uracile

    0 condivisioni
    Condividi 0 Tweet 0
  • Una semplice spiegazione alla strana orbita di ‘Oumuamua

    0 condivisioni
    Condividi 0 Tweet 0

Segui AstroSpace.it anche in:

Telegram LinkedIn Twitter Youtube

I nostri ultimi approfondimenti

James Webb e pianeti extrasolari: l’epic fail dell’IA

James Webb e pianeti extrasolari: l’epic fail dell’IA

Marzo 21, 2023
Immagine simulata del campo profondo di Roman che contiene centinaia di migliaia di galassie, rappresentando solo l'1,3 percento dell'indagine totale, che a sua volta è solo l'1 percento dell'indagine pianificata da Roman. Le galassie sono codificate a colori: quelle più rosse sono più lontane e quelle più bianche sono più vicine. Credits: M. Troxel e Caltech-IPAC/R. Male

Ecco i risultati delle ultime simulazioni su cosa potrà fare il Roman Space Telescope

Marzo 20, 2023
GuoWang, l’anti Starlink cinese da 13000 satelliti

GuoWang, l’anti Starlink cinese da 13000 satelliti

Marzo 14, 2023


News e approfondimenti di Astronautica e Aerospazio. Astrospace.it è pubblicato da Astrospace Srl.

info@astrospace.it 
www.astrospace.it

P.IVA: 04589880162

  • Privacy Policy
  • AstroSpace.it
  • Collabora
  • La redazione
  • Feed RSS
  • Newsletter

Abbonati

Entra in Astrospace Orbit per leggere gli articoli Premium di AstroSpace

ISCRIVITI ORA

©2022 Astrospace.it

Nessun risultato
Guarda tutti i risultati
  • Home
  • Agenzie Spaziali
    • NASA
    • Cina
    • ESA
  • Esplorazione spaziale
    • Speciale Artemis 1
    • ISS
    • Luna
    • Sistema solare
  • Space economy
    • SpaceX
    • Boeing
    • Blue Origin
    • Nuove imprese
    • Rocket Lab
    • Satelliti
  • Scienza
    • Astronomia e astrofisica
    • Fisica
  • Rubriche
    • Astrospace Newsletter
    • Le guide di Astrospace
    • Cronache marziane
    • Leggere lo Spazio
    • I progressi di Starship
    • Spazio d’Oriente
    • Interviste
  • Spazio Italiano
    • Spazio Blog
Orbit
Shop
  • Login
  • Registrati
  • Carrello

© 2022 Astrospace.it Info@astrospace.it - News e approfondimenti di astronautica e aerospazio. Astrospace.it è pubblicato da Astrospace srl P.IVA: 04589880162

Bentornato!

o

Accedi al tuo account qui sotto:

Password dimenticata? Registrati

Crea un Nuovo Account

o

Compila il modulo per registrarti

Acconsento ai termini di trattamento della Privacy.
Tutti i campi sono obbligatori. Accedi

Recupera la tua password

Inserisci il tuo nome utente o indirizzo email per reimpostare la password.

Accedi
Sei sicuro di voler sbloccare questo post?
Sblocca a sinistra : 0
Sei sicuro di voler annullare l'abbonamento?