Scienza
Il numero di esopianeti noti è attualmente in rapida crescita, con più di 4000 pianeti scoperti ad oggi. Ci si aspetta
che questo numero crescerà ulteriormente nel futuro grazie alle missioni dedicate alla ricerca di nuovi pianeti.
Sebbene scoprire nuovi esopianeti sia ancora importante, siamo ormai entrati in una nuova era in cui risulta prioritaria anche una migliore caratterizzazione di questi pianeti e delle loro stelle ospiti. Una tecnica attualmente utilizzata per indagare l’atmosfera di un esopianeta è la “spettroscopia in transito” (transit spectroscopy). Durante un transito, il disco del pianeta e quello stellare si sovrappongono e, mentre parte della luce stellare viene bloccata dalla parte centrale del pianeta, un’altra, piccolissima, riesce a filtrare attraverso la sua atmosfera. I futuri osservatori spaziali osserveranno esopianeti noti in modo da ottenere i loro spettri e caratterizzare così la loro composizione chimica.
Affinché questa tecnica risulti efficace, e al fine di organizzare surveys su grande scala, abbiamo bisogno di possedere una buona conoscenza dei parametri orbitali dei pianeti osservati, in particolare del tempo di transito atteso.
Questo è il campo in cui telescopi di piccole e medie dimensioni e il pubblico possono dare un contributo determinante e fare la differenza.
Come? La metodologia che seguiamo è:
1. Ottenere dati da piccoli telescopi a terra: Più specificamente, acquisiamo immagini di una stella mentre un esopianeta le sta passando di fronte. Ad oggi abbiamo raccolto parecchie osservazioni in collaborazione con astronomi amatoriali ( Nunki Observatory - Nikolaos Paschalis ).
2. Analisi dei dati: In questa fase misuriamo la luce che proviene dalla stella, che risulta leggermente attenuata quando il suo pianeta è in transito.
3. Interpretazione dei dati: Il calo di luminosità è in grado di fornire parecchie informazioni sul pianeta: la sua dimensione, la sua orbita e il suo tempo di transito.
Questo processo deve essere eseguito con regolarità allo scopo di monitorare eventuali variazioni sul lungo termine.
Il nostro team è stato impegnato fino ad oggi nello sviluppo di strumenti per l’analisi dei dati che hanno reso il processo sufficientemente semplice per tutti, e i risultati aggiornati possono essere trovati qui . Crediamo che chiunque possa contribuire a questo sforzo. Il contributo da parte di “cittadini scienziati” è la motivazione di questo progetto, descritto da A. Kokori all’European Planetary Science Congress (EPSC) 2017 di Riga in questa presentazione .
L’osservazione di transiti esoplanetari è divertente, ma è anche di grande aiuto per le future missioni! Vorremmo innanzitutto darvi un’idea dei dati che otteniamo e dei risultati che vogliamo raggiungere rispondendo alle domande più frequenti riguardo all’osservazione dei transiti:
- Che aspetto hanno le immagini acquisite al telescopio?
Lo stesso di ciò che si vede ad occhio nudo, ma con più stelle! La figura qui sotto è un esempio della stella WASP-10, che ospita l’esopianeta WASP-10b.
- Che aspetto ha un esopianeta osservato al telescopio?
Beh, non possiamo vedere direttamente gli esopianeti ma solo la stella che li ospita! Ciò perché gli esopianeti sono estremamente lontani e molto piccoli in confronto alle loro stelle. Tuttavia, quando un esopianeta passa davanti alla sua stella ospite, la luce di quest’ultima si attenua leggermente. La figura qui sotto mostra un esopianeta durante il passaggio davanti alla sua stella e il calo di luce risultante, che rappresenta l’unica traccia osservabile della presenza del pianeta.
- Che tipo di informazioni possiamo estrarre da tali osservazioni?
Il risultato finale del processo di analisi dati è la cosiddetta “curva di luce”. La forma della curva di luce è strettamente connessa alle caratteristiche del pianeta e della sua orbita. Confrontando ciascuna curva di luce con molteplici modelli teorici, è possibile identificare il modello migliore che si accordi con i dati osservati. La figura seguente mostra la curva di luce della stella WASP-10 mentre l’esopianeta WASP-10b le sta transitando davanti.
Sebbene scoprire nuovi esopianeti sia ancora importante, siamo ormai entrati in una nuova era in cui risulta prioritaria anche una migliore caratterizzazione di questi pianeti e delle loro stelle ospiti. Una tecnica attualmente utilizzata per indagare l’atmosfera di un esopianeta è la “spettroscopia in transito” (transit spectroscopy). Durante un transito, il disco del pianeta e quello stellare si sovrappongono e, mentre parte della luce stellare viene bloccata dalla parte centrale del pianeta, un’altra, piccolissima, riesce a filtrare attraverso la sua atmosfera. I futuri osservatori spaziali osserveranno esopianeti noti in modo da ottenere i loro spettri e caratterizzare così la loro composizione chimica.
Affinché questa tecnica risulti efficace, e al fine di organizzare surveys su grande scala, abbiamo bisogno di possedere una buona conoscenza dei parametri orbitali dei pianeti osservati, in particolare del tempo di transito atteso.
Questo è il campo in cui telescopi di piccole e medie dimensioni e il pubblico possono dare un contributo determinante e fare la differenza.
Come? La metodologia che seguiamo è:
1. Ottenere dati da piccoli telescopi a terra: Più specificamente, acquisiamo immagini di una stella mentre un esopianeta le sta passando di fronte. Ad oggi abbiamo raccolto parecchie osservazioni in collaborazione con astronomi amatoriali ( Nunki Observatory - Nikolaos Paschalis ).
2. Analisi dei dati: In questa fase misuriamo la luce che proviene dalla stella, che risulta leggermente attenuata quando il suo pianeta è in transito.
3. Interpretazione dei dati: Il calo di luminosità è in grado di fornire parecchie informazioni sul pianeta: la sua dimensione, la sua orbita e il suo tempo di transito.
Questo processo deve essere eseguito con regolarità allo scopo di monitorare eventuali variazioni sul lungo termine.
Il nostro team è stato impegnato fino ad oggi nello sviluppo di strumenti per l’analisi dei dati che hanno reso il processo sufficientemente semplice per tutti, e i risultati aggiornati possono essere trovati qui . Crediamo che chiunque possa contribuire a questo sforzo. Il contributo da parte di “cittadini scienziati” è la motivazione di questo progetto, descritto da A. Kokori all’European Planetary Science Congress (EPSC) 2017 di Riga in questa presentazione .
L’osservazione di transiti esoplanetari è divertente, ma è anche di grande aiuto per le future missioni! Vorremmo innanzitutto darvi un’idea dei dati che otteniamo e dei risultati che vogliamo raggiungere rispondendo alle domande più frequenti riguardo all’osservazione dei transiti:
- Che aspetto hanno le immagini acquisite al telescopio?
Lo stesso di ciò che si vede ad occhio nudo, ma con più stelle! La figura qui sotto è un esempio della stella WASP-10, che ospita l’esopianeta WASP-10b.
- Che aspetto ha un esopianeta osservato al telescopio?
Beh, non possiamo vedere direttamente gli esopianeti ma solo la stella che li ospita! Ciò perché gli esopianeti sono estremamente lontani e molto piccoli in confronto alle loro stelle. Tuttavia, quando un esopianeta passa davanti alla sua stella ospite, la luce di quest’ultima si attenua leggermente. La figura qui sotto mostra un esopianeta durante il passaggio davanti alla sua stella e il calo di luce risultante, che rappresenta l’unica traccia osservabile della presenza del pianeta.
- Che tipo di informazioni possiamo estrarre da tali osservazioni?
Il risultato finale del processo di analisi dati è la cosiddetta “curva di luce”. La forma della curva di luce è strettamente connessa alle caratteristiche del pianeta e della sua orbita. Confrontando ciascuna curva di luce con molteplici modelli teorici, è possibile identificare il modello migliore che si accordi con i dati osservati. La figura seguente mostra la curva di luce della stella WASP-10 mentre l’esopianeta WASP-10b le sta transitando davanti.