Bernagozzi i pianeti extrasolari
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Parte I
I PIANETI EXTRASOLARI
Ci sono infiniti mondi,
sia simili che diversi
dal nostro.
Poiché gli atomi sono
infiniti in numero,
come già dimostrato,
non esiste alcun
ostacolo ad una infinità
di mondi. Epicuro
(341-270 a. C.)
In alcuni mondi
non ci sono
il Sole a la Luna,
in altri sono più grandi
che nel nostro mondo,
e in altri ancora più
numerosi.
Democrito
(~460-370 a. C.)
Giordano Bruno
(1548-1600)
Sono dunque soli
innumerabili, sono terre
infinite, che similmente
circuiscono quei soli;
come veggiamo questi
sette circuire questo sole
a noi vicino.
…finché qualcosa cambierà
finché nessuno ci darà
una terra promessa,
un mondo diverso…
Eros Ramazzotti
(grazie al collega Mario Damasso per la felice intuizione)
Mondi di altre stelle?
Le stelle brillano di luce propria
e un pianeta è immerso nella luce della sua stella...
... ma proprio la luce della stella che non ci fa vedere
direttamente il pianeta può indicarcene la presenza
indirettamente
Lo spettro
... la loro temperatura superficiale
Lo spettro delle stelle ci dice...
Lo spettro delle stelle ci dice...
... la loro composizione chimica
Lo spettro delle stelle ci dice...
... il loro moto nello spazio
Effetto Doppler
Spettro di riferimento
in laboratorio
Sorgente stazionaria:
spettro invariato
Sorgente in avvicinamento:
spostamento verso il blu
blueshift
Effetto Doppler
Spettro di riferimento
in laboratorio
Sorgente in recessione:
spostamento verso il rosso
redshift
Effetto Doppler
Spettro di riferimento
in laboratorio
Effetto Doppler e pianeti extrasolari
http://www.eso.org/public/videos/eso1035g/
Dalla variazione periodica nel tempo
dello spostamento relativo /
si ricavano:
• l’indicazione della presenza di un compagno
in orbita attorno alla stella osservata
• la velocità con cui la stella oscilla attorno
al baricentro comune del sistema, da cui
stimare la massa del compagno
• il periodo di rivoluzione del compagno
che orbita intorno alla stella osservata,
da cui stimare la distanza orbitale
Campbell, William W.; Curtis, Heber D. “First Catalogue of Spectroscopic
Binaries”, Lick Observatory Bulletin n. 79, v. 3, pp. 136-146 (1904)
Effetto Doppler e pianeti nel... 1904!!!
Astronomia con l’effetto Doppler
Roger
Griffin
Cacciatori di pianeti
Bruce Campbell
& Gordon Walker
Geoffrey Marcy
& R. Paul Butler William Cochran
& Artie Hatzes
Cacciatori di pianeti
Nessuna preda!
Walker, Gordon A. H.; Walker, Andrew R.; Irwin, Alan W.; Larson, Ana M.; Yang,
Stephenson L. S.; Richardson, Derek C. “A Search for Jupiter-Mass Companions
to Nearby Stars”, Icarus, 116, pp. 359-375 (1995)
Intanto, a Ginevra...
Michel
Mayor
Didier
Queloz
Intanto, a Ginevra...
Si va in Provenza
1.93m
ELODIE
Fibre ottiche
CCD
Software
La costellazione di Pegaso
La costellazione di Pegaso
La costellazione di Pegaso
Spettro ad alta risoluzione
Oscillazione in velocità radiale
51 Pegasi b (1995)
Mayor, Michel; Queloz, Didier “A Jupiter-mass companion to
a solar-type star”, Nature, v. 378, pp. 355-359 (1995)
PSR B 1257+12 (1992)
Aleksander
Wolszczan
Dale Frail
PSR B 1257+12 (1992)
PSR B 1257+12 (1992)
PSR B 1257+12 B e C:
i primi pianeti extrasolari
Wolszczan, Aleksander; Frail, Dale A. “A Planetary System around the Millisecond
Pulsar PSR 1257+12”, Nature, v. 355, pp. 145-147 (1992)
51 Pegasi b: il primo pianeta
di una stella simile al Sole
Terra Venere Mercurio
51 Peg b
Un “giove bollente”
Evaporazione
di un pianeta?
I pianeti giganti nel Sistema Solare
La formazione del Sistema Solare
Boss, Alan P. “Proximity of Jupiter-Like Planets to Low-Mass
Stars”, Science, n. 5196, v. 267, pp. 360-362 (1995)
Migrazione planetaria
La formazione del Sistema 51 Pegasi
Struve, Otto “Proposal for a Project of High-Precision Stellar
Radial Velocity Work”, The Observatory, 72, pp. 199-200 (1952)
Goldreich, Peter; Tremaine, Scott “Disk-Satellite Interactions”,
The Astrophysical Journal v. 241, pp. 425-441 (1980)
Gamma Cephei Ab (1988) e HD 114762 b (1989)
70 Virginis b (1996) e 47 Ursae Majoris b (1996)
Un mondo
alieno
“The only truly alien planet is Earth.”
James G. Ballard, “Which way to inner space?”
sulla rivista New Worlds, n. 118, maggio 1962
Parte II
LA RICERCA
SUI PIANETI EXTRASOLARI
A SAINT-BARTHÉLEMY
Lassù, nella valle di Saint-Barthélemy...
Lignan
I metodi per scoprire pianeti extrasolari
Le stelle brillano di luce propria
e un pianeta è immerso nella luce della sua stella...
... ma proprio la luce della stella che non ci fa vedere
direttamente il pianeta può indicarcene la presenza
indirettamente
Il metodo fotometrico del transito
http://www.eso.org/public/videos/eso50lightintensityexo/
Il metodo fotometrico del transito
Dalla variazione periodica nel tempo
del flusso luminoso relativo ΔF/F
si ricavano:
• l’indicazione della presenza di un compagno
in orbita attorno alla stella osservata
• il raggio del compagno rispetto
al raggio della stella osservata
• il periodo di rivoluzione del compagno
che orbita intorno alla stella osservata,
da cui stimare la distanza orbitale
Se di un pianeta extrasolare si ha
la massa stimata con il metodo spettroscopico
e il raggio stimato con il metodo fotometrico
allora si può ricavare la densità
del pianeta extrasolare, da cui trarre
indicazioni sulla composizione chimica
e la struttura interna... senza averlo visto!
Struve, Otto “Proposal for a Project of High-Precision Stellar
Radial Velocity Work”, The Observatory, 72, pp. 199-200 (1952)
David
Charbonneau
A Harvard, nel 1999...
HD 209458 b (1999)
Charbonneau, David; Brown, Timothy; Latham, David W.;
Mayor, Michel “Detection of Planetary Transits Across a Sun-
like Star”, Astrophysical Journal, v. 529, L45-L48 (2000)
HD 209458 b: il primo pianeta
completamente caratterizzato
Il Sistema Solare e la vita
Il Sole, la nostra stella
Quante stelle nella Via Lattea, la nostra galassia?
Noi siamo qui
Le stelle non sono tutte uguali
Stelle
nane
Nella fase di sequenza principale (stella nana)
il collasso gravitazionale dovuto all’attrazione
tra le particelle che formano la stella
è equilibrato dall’energia sprigionata
nella regione centrale dell’astro, dove avviene
la fusione nucleare dell’idrogeno in elio:
è in questa situazione che ogni stella trascorre
la maggior parte della propria esistenza
0,1 0,7 1 2 3 4
La massa determina l’evoluzione di una stella
Stelle
nane
Rapporto tra la massa della stella e la massa del Sole
The Solar Neighbourhood in 3D: 2235 objects in 2072 star systems known
within 25 parsecs (81.3 light years) in the RECONS database as of 2011
La stelle nane di tipo M o nane rosse:
massa, dimensioni e luminosità inferiori a quelle del Sole
Il concetto di ‘zona abitabile’
La ‘zona abitabile’ in un sistema planetario:
acqua allo stato liquido
La stella Kepler 11 e il suo sistema planetario
Progetto APACHE a Saint-Barthélemy
“A PAthway toward the Characterization
of Habitable Earths”
Pianeti extrasolari di tipo terrestre
nella zona abitabile di stelle nane rosse (tipo M)
nelle vicinanze del Sole
luglio 2008:
we have
a dream...
gennaio 2013: la schiera completa
La danza notturna dei telescopi di APACHE
“La prima generazione nell’intera storia dell’umanità
che potrebbe scoprire un’altra Terra”
Parte III
I PIANETI EXTRASOLARI
A SCUOLA: IL BRUNOMETRO
