Nuove osservazioni ESO di L98-59, mostrano un eso-pianeta roccioso di massa pari alla metà di Venere.

______________________________________

______________________________________

Aggiornato il 06/08/2021

IL SISTEMA di L98-59

Un'equipe di astronomi ha utilizzato il Very Large Telescope (VLT) dell'Osservatorio Europeo Australe (ESO) in Cile per gettare nuova luce sui pianeti attorno a una stella vicina, L 98-59, simili a quelli del Sistema Solare interno. 

Tra i risultati: 

 - un pianeta L98-59a con la metà della massa di Venere, l'esopianeta più leggero mai misurato con la tecnica della velocità radiale.

 - un mondo oceanico L98-59d.

 - un possibile pianeta nella zona abitabile L98-59f.

"Il pianeta che si trova nella zona abitabile potrebbe avere un'atmosfera per proteggere e sostenere la vita", afferma María Rosa Zapatero Osorio, astronoma del Centro di Astrobiologia di Madrid, in Spagna, e autrice dello studio pubblicato su Astronomy & Astrophysics, ad agosto 2021.

Questi risultati sono un passo importante nella ricerca di vita sui pianeti delle dimensioni della Terra al di fuori del Sistema Solare. La scoperta di tracce biologiche su un esopianeta dipende dalla capacità di studiarne l'atmosfera, ma i telescopi attuali non sono abbastanza grandi da raggiungere la risoluzione necessaria per farlo per piccoli pianeti rocciosi. 

Il sistema planetario appena studiato, chiamato L 98-59 dalla sua stella, è un obiettivo interessante per future osservazioni dell'atmosfera degli esopianeti. Orbita intorno a una stella distante solo 35 anni luce da noi e ora si è scoperto che ospita pianeti rocciosi, come la Terra o Venere, abbastanza vicini alla stella da non essere ghiacciati.

Con il contributo del VLT dell'ESO, l'equipe è stata in grado di dedurre che tre dei pianeti potrebbero contenere acqua nel sottosuolo o nell'atmosfera. I due pianeti più vicini alla stella nel sistema L 98-59 sono probabilmente asciutti, anche se non è escluso che abbiano piccole quantità di acqua, mentre fino al 30% della massa del terzo pianeta L98-59d potrebbe essere composto di acqua, rendendolo un mondo oceanico.

Inoltre, l'equipe ha scoperto in questo sistema planetario alcuni esopianeti "nascosti" che non erano stati precedentemente individuati. Hanno scoperto un quarto pianeta e sospettano l'esistenza di un quinto, in una zona alla giusta distanza dalla stella affinché l'acqua possa rimanere liquida in superficie. "Abbiamo indizi della presenza di un pianeta terrestre nella zona abitabile di questo sistema", spiega Olivier Demangeon, ricercatore presso l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Università di Porto in Portogallo e autore principale del nuovo articolo.

Lo studio rappresenta una vera svolta dal punto di vista tecnico, poiché gli astronomi sono stati in grado di determinare, utilizzando il metodo della velocità radiale, che il pianeta più interno del sistema ha solo la metà della massa di Venere. 

Questo lo rende l'esopianeta più leggero mai misurato con questa tecnica, che calcola l'oscillazione della stella causata dalla minuscola attrazione gravitazionale dei vari pianeti in orbita.

Per analizzare L 98-59, l'equipe ha utilizzato lo strumento ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) installato sul VLT dell'ESO. "Senza la precisione e la stabilità fornite da ESPRESSO questa misurazione non sarebbe stata possibile", afferma Zapatero Osorio. "Questo è un passo avanti nella nostra capacità di misurare la massa dei pianeti più piccoli al di là il Sistema Solare".

Gli astronomi hanno individuato per la prima volta tre dei pianeti di L 98-59 nel 2019, utilizzando il satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA, che si basa su una tecnica chiamata metodo del transito - in cui la diminuzione della luce della stella, causata da un pianeta che le passa davanti, viene utilizzato per dedurre le proprietà del pianeta - per trovare i pianeti e misurarne le dimensioni. Tuttavia, è stato solo con l'aggiunta delle misurazioni della velocità radiale effettuate con ESPRESSO e con il suo predecessore, HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) installato al telescopio dell'ESO da 3,6 metri a La Silla, che Demangeon e il suo gruppo sono stati in grado di trovare nuovi pianeti e misurare la massa e il raggio dei primi tre. "Se vogliamo sapere di cosa è fatto un pianeta, il minimo di informazioni che servono sono la sua massa e il suo raggio", spiega Demangeon.

Elenco pianeti:

 - L 98-59 b è un mini esopianeta terrestre che orbita attorno a una stella di tipo M. 

La sua massa è di (da 1,01 a 0,5 masse terrestri a seconda, nell'ordine, dei primi o più recenti studi), impiega 2,3 giorni per completare un'orbita della sua stella e dista 0,02282 UA dalla sua stella. 

La sua scoperta è stata annunciata nel 2019.

 - L 98-59 c è un super esopianeta terrestre che orbita attorno a una stella di tipo M. 

La sua massa è di 2,42 Terre, impiega 3,7 giorni per completare un'orbita della sua stella e dista 0,0317 UA dalla sua stella. 

La sua scoperta è stata annunciata nel 2019.

 - L 98-59 d è un super esopianeta terrestre che orbita attorno a una stella di tipo M. 

La sua massa è di 2,31 Terre, impiega 7,5 giorni per completare un'orbita della sua stella e dista 0,0506 UA dalla sua stella. 

La sua scoperta è stata annunciata nel 2019.

 - L 98-59 e (in attesa di conferma)

La sua scoperta è stata annunciata nel 2021.

 - L 98-59 f (in attesa di conferma) si troverebbe nella zona abitabile.

La sua scoperta è stata annunciata nel 2021.

LINK:

The L 98-59 System: Three Transiting, Terrestrial-size Planets Orbiting a Nearby M Dwarf.

.....

____________________________________

____________________________________

A cura di ESO.

LE STRANE NUBI DELLA NANA BRUNA 2Mass J22081363+2921215 . by MediaINAF.

______________________________________

______________________________________

Aggiornato il 05/08/2021

L’ATMOSFERA DI QUESTA “STELLA MANCATA” APPARE STRATIFICATA

Fra le nubi della nana bruna

2Mass J22081363+2921215

Tracciare la struttura delle nubi di una giovane nana bruna per cercare di capire come potrebbe essere la struttura atmosferica degli eso-pianeti più massicci di Giove. L’impresa è riuscita a un gruppo di astronomi con osservazioni spettro-fotometriche nel vicino infrarosso della giovane nana bruna 2Mass J22081363+2921215 a soli 115 anni luce da noi e i risultati sono sorprendenti.

SCRITTO DA:  Albino Carbognani     02/08/2021

Rappresentazione artistica della giovane nana bruna 2Mass J22081363+2921215, posta alla distanza di circa 115 anni luce da noi e con una massa circa 16 volte quella di Giove. Crediti: Nasa, Esa, Stsci, Leah Hustak (Stsci), Greg T. Bacon (Stsci).

Le nane brune sono oggetti sub stellari con una massa al confine fra stelle e pianeti giganti gassosi: la loro massa è troppo esigua per essere delle vere stelle, non sono in grado di sostenere la fusione dell’idrogeno in elio e passano tutta la vita a contrarsi e a raffreddarsi emettendo calore nello spazio.

Per via di questa contrazione continua, i corpi giovani hanno raggi più grandi e una gravità superficiale inferiore rispetto alle loro controparti più vecchie. Dal punto di vista fisico, le giovani nane brune e le atmosfere degli esopianeti giganti – i pianeti con una massa fino a 13 volte superiore a quella di Giove – condividono i colori, le temperature e la gravità superficiale. A differenza degli esopianeti, le nane brune  si trovano per lo più isolate nello spazio, non necessariamente in orbita attorno a brillanti stelle di sequenza principale: è questo il motivo per cui il loro studio è più facile e l’analisi delle loro atmosfere è un buon punto di partenza per cercare di capire quale possa essere la struttura atmosferica di un esopianeta gigante.

Sono queste le considerazioni fisiche che hanno portato un gruppo di astronomi guidato da Elena Manjavacas (Space Telescope Science Institute) a compiere uno studio spettro-fotometrico nell’infrarosso vicino dell’atmosfera della giovane nana bruna 2Mass J22081363+2921215 usando gli strumenti del Keck I Observatory, posto sul Maunakea, Hawaii. Questa “stella mancata”, a 115 anni luce da noi, ha una massa 16 volte quella di Giove, una temperatura di 1800 K (circa 1500 °C) e una gravità di 4g. In generale le osservazioni fotometriche e spettroscopiche mostrano che la maggior parte delle nane brune è variabile sia in luminosità, sia nel tipo spettrale, molto probabilmente a causa dell’esistenza di diversi strati di nubi eterogenee nelle loro atmosfere che evolvono mentre ruotano. Sfruttando questo fatto, lo scopo delle osservazioni del team di Manjavacas era ottenere informazioni sulla struttura verticale dell’atmosfera di 2Mass J22081363+2921215.

Rappresentazione delle nubi dell’atmosfera della nana bruna 2Mass J22081363+2921215 così come risulta dalle osservazioni e dal modello utilizzato per la loro elaborazione. Crediti: Nasa, Esa, Stsci, Andi James (Stsci)

Dai dati fotometrici risulta che, durante le osservazioni, il flusso infrarosso della nana bruna (una volta corretto per gli effetti atmosferici e strumentali) è variato del 3 per cento – in buon accordo con il periodo di rotazione noto, che è di circa 3,5 ore. La variabilità della curva di luce infrarossa indica che durante il periodo di osservazione è stato possibile vedere zone esterne fredde e zone interne più calde dell’atmosfera della nana. La stessa variabilità si ritrova negli spettri, specie nelle righe dovute ai metalli alcalini, come il potassio e il sodio: correlando la variabilità fotometrica con quella spettroscopica è stato possibile risalire a un modello della struttura 3D dell’atmosfera della nana bruna in grado di spiegare ragionevolmente bene quanto osservato.

Le osservazioni suggeriscono che la nana bruna abbia un’atmosfera stratificata solcata da nuvole sparse. Gli spettri mostrano la presenza di nuvole di granelli di sabbia calda e altri elementi esotici. Lo ioduro di potassio traccia l’atmosfera superiore, che include anche nuvole di silicato di magnesio. Scendendo nell’atmosfera c’è uno strato di ioduro di sodio e nuvole di silicato di magnesio. Lo strato finale più basso è costituito da nuvole di ossido di alluminio. La profondità totale dell’atmosfera è stata stimata in circa 718 chilometri.

Come si vede si tratta di un’atmosfera con nubi molto esotiche se le paragoniamo a quelle della nostra Terra, che si limitano al semplice vapore acqueo. Questo studio mostra le potenzialità del metodo spettro-fotometrico nell’infrarosso per analizzare la struttura verticale delle atmosfere degli esopianeti giganti: i risultati saranno anche più dettagliati una volta che entrerà in funzione il James Webb Space Telescope, il telescopio spaziale infrarosso che con i suoi 6,6 metri di diametro e grazie all’assenza dell’atmosfera potrà ottenere risultati molto importanti sulla fisica degli esopianeti. 

I risultati del lavoro di Manjavacas e colleghi verranno pubblicati sul The Astronomical Journal, il pre-print è già disponibile su arXiv.org.

__________________________________________

__________________________________________

Da MediaINAF di Albino Carbognani.