eso0950it — Comunicato Stampa Scientifico

Scoperto un mondo con una spessa, inospitale atmosfera e un cuore di ghiaccio

16 dicembre 2009

Gli astronomi hanno scoperto il secondo esopianeta super-Terra del quale hanno determinato la massa e il raggio, fornendo informazioni fondamentali riguardo alla sua struttura. Esso è anche la prima super-Terra dove è stata rilevata la presenza di una atmosfera. L’esopianeta, in orbita intorno ad una stella lontana solo 40 anni luce dalla Terra, apre nuove sensazionali prospettive nella ricerca di mondi abitati. Il pianeta, GJ1214b, ha una massa circa sei volte superiore a quella della Terra ed è probabile che il suo interno sia per la maggior parte costituito da ghiaccio. La sua superficie sembra essere abbastanza calda e il pianeta è circondato da una fitta atmosfera che lo rende inospitale per la vita quale noi la conosciamo sulla Terra.

Sulla rivista Nature di questa settimana, gli astronomi annunciano la scoperta di un pianeta nelle vicinanze della stella poco massiva GJ1214 [2]. Questa è la seconda volta che una super-Terra in transito viene avvistata, dopo la recente scoperta del pianeta Corot-7b [3]. Si verifica un transito quando l’orbita del pianeta è allineata in modo tale che noi possiamo vedere tale pianeta attraversare la faccia della sua stella ospite. Il pianeta appena scoperto ha una massa circa sei volte più grande di quella della Terra, un raggio che è 2,7 volte quello terrestre ed una dimensione intermedia tra quella della Terra e quella dei giganti di ghiaccio del Sistema Solare, cioè Urano e Nettuno.

Sebbene la massa di GJ1214b sia simile a quella di Corot-7b, il suo raggio molto più grande suggerisce che la composizione dei due pianeti sia piuttosto differente. Gli astronomi ritengono che, mentre  Corot-7b abbia probabilmente un nocciolo roccioso e sia coperto di lava, i tre quarti di GJ1214b siano composti di acqua ghiacciata e che il resto sia costituito da silicio e ferro.

GJ1214b orbita intorno alla sua stella una volta ogni 38 ore a una distanza di soli 2 milioni di chilometri – 70 volte più vicina alla sua stella rispetto a quanto lo sia la Terra al Sole. “Essendo così vicino alla sua stella ospite, il pianeta deve avere una temperatura superficiale di circa 200 gradi centigradi, troppo elevata perché vi si possa trovare acqua allo stato liquido”, dice David Charbonneau, autore principale dell’articolo in cui è presentata la scoperta.

Quando gli astronomi hanno confrontato la misura del raggio di GJ1214b con i modelli teorici dei pianeti, si sono accorti che il raggio osservato supera le previsioni dei modelli: c’è qualcosa di più della solida superficie del pianeta a nascondere la luce della stella – cioè una atmosfera spessa 200 km. “Questa atmosfera è molto più spessa di quella terrestre, quindi la pressione elevata e l’assenza di luce escluderebbero la possibilità delle forme di vita alle quali siamo abituati sulla Terra,” dice Charbonneau, “ma tali condizioni sono molto interessanti, perché potrebbero consentire la presenza di una chimica complessa.

Dal momento che il pianeta è troppo caldo per aver trattenuto un’ atmosfera per un lungo periodo, GJ1214b rappresenta la prima opportunità di studiare un’atmosfera appena formatasi che avvolge un mondo in orbita attorno ad un’altra stella”, aggiunge il membro del team Xavier Bonfils. “Poiché il pianeta è così vicino alla Terra, sarà possibile studiare la sua atmosfera persino con i mezzi attuali.

Il pianeta fu scoperto per la prima volta in transito con il progetto MEarth che osserva continuamente circa 2000 stelle di piccola massa per tenere sotto controllo  i transiti di esopianeti. Per confermare la natura planetaria di GJ1214b e rilevare la sua massa (usando il cosiddetto metodo Doppler), gli astronomi hanno avuto bisogno di tutta la  precisione dello spettrografo HARPS, collegato al telescopio dell’Eso da 3,6 metri all’osservatorio di La Silla. HARPS è il cacciatore di piccoli esopianeti più valido al mondo, uno trumento con una stabilità senza pari ed una eccezionale precisione.

Questo è il secondo esopianeta super-Terra di cui è stato possibile rilevare la massa e il raggio, permettendoci così di determinarne la densità e di desumerne la struttura interna”, commenta il co-autore Stephane Udry. “In entrambi i casi i dati derivanti da HARPS sono stati essenziali per qualificare il pianeta”.

Le differenze nella composizione tra questi due pianeti sono rilevanti nella ricerca di mondi abitabili”, conclude Charbonneau. Se i pianeti super-Terra sono generalmente circondati da un’ atmosfera simile a quella di GJ1214b, è facile che siano ostili allo sviluppo di forme di vita simili a quelle presenti sul pianeta Terra.

Note

[1] una super-Terra e’ un pianeta con una massa compresa tra una e dieci volte quella terrestre. Un esopianeta è un pianeta in orbita intorno ad una stella diversa dal Sole.

[2] la stella GJ1214 è cinque volte più piccola del Sole e intrinsecamente trecento volte meno luminosa.

[3] Corot-7b è l’esopianeta più piccolo e più veloce (per quanto riguarda la velocità con cui orbita intorno alla sua stella) conosciuto ed ha una densità abbastanza simile a quella della Terra, rivelandosi così un solido mondo roccioso. Scoperto dal satellite CoRoT come oggetto in transito, la sua vera natura è stata rivelata da HARPS (ESO 33/09).

[4] il progetto MEarth utilizza un’”armata” di otto piccoli telescopi ognuno con un diametro di 40 cm, posizionati sulla cima del Monte Hopkins, in Arizona, USA. MEarth si occupa di stelle che cambiano luminosità. Lo scopo è scoprire un pianeta che passa davanti alla sua stella o che ne attraversa il disco. Durante una tale mini-eclissi il pianeta intercetta una piccola parte della luce della stella, rendendola più fioca. Anche la missione Kepler della NASA usa i transiti per localizzare pianeti grandi quanto la Terra che orbitano intorno a stelle simili al Sole. Tali sistemi pero’ oscurano solo la decimillesima parte. L’alta precisione richiesta per rilevare questa diminuzione implica che tali mondi possano essere scoperti solo dallo spazio. Al contrario, una super-Terra che attraversa il disco di una nana rossa produce in proporzione una maggiore diminuzione della luminosità e un segnale più forte rilevabile da terra.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca è stata presentata in un articolo pubblicato questa settimana su Nature
 (“A Super-Earth Transiting a Nearby Low-Mass Star”, di David Charbonneau et al.).

La squadra di ricercatori è composta da David Charbonneau, Zachory K. Berta, Jonathan Irwin, Christopher J. Burke, Philip Nutzman, Lars Buchhave, David W. Latham, Ruth A. Murray-Clay, Matthew J. Holman, and Emilio E. Falco (Centro Harvard-Smithsonian per l’ Astrofisica, Cambridge, USA), Christophe Lovis, Stephane Udry, Didier Queloz, Francesco Pepe, and Michel Mayor (Osservatorio di Ginevra, Svizzera), Xavier Bonfils, Xavier Delfosse, and Thierry Forveille (Università Joseph Fourier — Grenoble 1/CNRS, LOAG, Grenoble, Francia), e Joshua N. Winn (Istituto Kavli di Astrofisica e ricerche spaziali, MIT, Cambridge, USA).

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”. 

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso0950.
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Sul Comunicato Stampa

Comunicato Stampa N":eso0950it
Facility:ESO 3.6-metre telescope
Science data:2009Natur.462..891C

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GJ1214b (Artist’s impression)
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The star GJ1214
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GJ1214b (Artist’s impression)
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Zoom in on the star GJ1214 (annotated)
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