Piccolo è meglio

Acquario

(Psss, la parte precedente la puoi leggere qui. Ammicco.)

Inquadrata così la ricerca di esopianeti, occorre scovarli in qualche modo. Lo strumento che fino a qualche mese fa era a nostra disposizione era il satellite Kepler. In questo articolo dell’INAF viene spiegato come mai ora non è più utilizzabile per scopi scientifici. In aggiunta, si è rotto quando mi sono deciso di fare una tesi con i suoi dati. Forse dovrei farmi qualche domanda. Comunque sia, questo portentoso strumento ha rivoluzionato la ricerca in tale campo: incrementando di un fattore cinque il numero di pianeti extrasolari noti o loro possibili candidati, ha permesso l’individuazione di sistemi con lunghi periodi orbitali e raggi planetari contenuti rispetto a precedenti studi. La rilevazione di un possibile candidato avviene attraverso la tecnica fotometrica. Kepler è dotato di un fotometro costituito da un telescopio Schmidt di 95 cm di diametro e da 42 CCD montate su una struttura curvata per tenere conto del piano focale curvo.

CCD

I transiti di pianeti di tipo terrestre producono una piccola variazione di luminosità della stella di circa 1/10000 (100 parti per milione, ppm), per un tempo che va da 2 a 16 ore. Osservando il flusso della radiazione elettromagnetica proveniente dalle stelle in una particolare frequenza, è possibile costruire una curva di luce: si tratta di un grafico in cui la variazione di luminosità proveniente da quell’oggetto è posta in funzione del tempo.

Metodo dei transiti

Intuitivamente si può vedere la tecnica in questi termini: a una certa distanza da noi è posta una luce, i fari di una macchina per esempio, e noi ne misuriamo l’intensità percepita. Poi una persona passa davanti ai fari e notiamo ovviamente una diminuzione di intensità dovuta proprio a tale passaggio. Se ora pensiamo ai fari come a una stella e alla persona come a un pianeta orbitante intorno a essa, abbiamo un’idea di come funziona la tecnica.

Transito planetario

Naturalmente è molto più raffinata di così. Nel lavoro che ho seguito per la prima parte della mia tesi – ecco qui l’articolo completo, frutto del lavoro di Dressing e Charbonneau – la tecnica fotometrica è stata usata nella banda dell’ottico e del vicino infrarosso. Questo ha permesso di trovare 3897 stelle nane M con temperature inferiori ai 4000 K. In questo campione vi sono 64 stelle ospitanti 95 possibili esopianeti in transito. Qui ritornano le considerazioni fatte in precedenza sulla diffusione di stelle di questo tipo all’interno della Galassia e la loro stabilità nel tempo sulla sequenza principale (stimata dell’ordine delle migliaia di miliardi di anni), nonostante le temperature relativamente fredde e la luminosità di gran lunga inferiore a quella del Sole – per approfondire, qui c’è un altro articolo. In aggiunta a queste, occorre anche dire che rilevare un pianeta delle dimensioni della Terra intorno a una nana M è più facile che farlo per una stella come il Sole. Questo perché un pianeta in transito nella zona abitabile di una stella di tipo G transita solo una volta all’anno, mentre un esopianeta in orbita intorno a una nana M transita cinque volte all’anno. Per di più la probabilità geometrica che un pianeta transiti nella zona di abitabilità è 1.8 volte maggiore. Inoltre il segnale di transito di un pianeta delle dimensioni della Terra orbitante intorno a una nana M è 3.3 volte più grande che il transito di un analogo pianeta intorno a una stelle G perché la prima è circa il 45% più piccola del Sole. La combinazione di un periodo orbitale più breve, un incremento della probabilità di transito, e una profondità di transito riduce grandemente le difficoltà di individuazione di un pianeta abitabile e ha giustificato numerosi studi precedenti indirizzati verso le nane M. Tra i miei compiti c’era la valutazione della regione di abitabilità per ognuna di queste 64 stelle, ma non alla maniera seguita da Dressing e collega perché a fare i pappagalli sono buoni tutti.

Al prossimo appuntamento cocoriti! (Ovvero qui)

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2 thoughts on “Piccolo è meglio

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