Il primo “cannibalismo stella-pianeta”

 
di Sabrina Masiero

Una rappresentazione artistica dell’esopianeta WASP-12b. Crediti: NASA/ESA/G. Bacon.

Il pianeta più caldo individuato nella nostra Galassia è, molto probabilmente, anche quello che vivrà meno di tutti. Questo pianeta sfortunato sta per essere “inghiottito” dalla sua stella, secondo quando è emerso dalle osservazioni compiute dal nuovo strumento a bordo dell’Hubble Space Telescope della NASA, il Cosmic Origins Spectrograph (COS). Si stima che il pianeta abbia ancora altri 10 milioni di anni di vita prima di finire sulla sua stella.

Chiamato WASP-12b, il pianeta è così vicino al suo sole (molto simile al nostro), che raggiunge temperature altissime di circa 1540 °C e viene allo stesso tempo “allungato” dalle enormi forze mareali in gioco, assumendo una forma simile a quella di una palla da football. L’atmosfera, espandendosi, raggiunge dimensioni pari a circa tre volte il raggio di Giove, mentre il materiale spiraleggia sulla stella. Questo effetto di trasferimento di materia da un corpo ad un altro si osserva frequentemente tra due stelle che formano un sistema binario stretto. Per la prima volta è stato osservato chiaramente per una stella e il suo pianeta che è circa 40% più massiccio di Giove.

E’ stata osservata pure un’enorme nube di materiale attorno al pianeta che si sta allontanando e che verrà catturato dalla stella. Abbiamo identificato elementi chimici mai osservati prima su un pianeta al di fuori del nostro Sistema Solare” afferma il capo gruppo Carole Haswell dell’Open University della Gran Bretagna. I risultati di Haswell e del tuo team sono stati pubblicati su “The Astrophysical Journal Letters” nel mese di maggio 2010.

In un lavoro teorico, pubblicato sulla rivista “Nature” lo scorso febbraio da Shu-lin Li del Dipartimento di Astronomia dell’Università di Peking, Beijing, veniva fatta la previsione che la superficie di un pianeta avrebbe potuto venire distorta dalla gravità della stella e che le forze mareali gravitazionali avrebbero reso l’interno del pianeta così caldo da comportare un’enorme espansione dell’atmosfera del pianeta stesso. Hubble ora conferma questa previsione. WASP-12 è stella nana gialla situata in prima approssimazione a circa 600 anni luce da noi nella costellazione dell’Auriga; il caldo pianeta è così vicino alla sua stella che gli ruota intorno con un periodo di 1.1 giorni.

La grande sensibilità dello strumento COS nella regione dell’ultravioletto (UV) ha permesso di effettuare delle misurazioni sulla diminuzione della luminosità delle stella mentre il pianeta transita davanti ad essa. Queste osservazioni spettrali nell’UV mostrano che le righe di assorbimento dell’alluminio, manganese e di vari altri elementi diventano sempre più intense quando vi è il transito, indicando che questi elementi esistono sia nell’atmosfera del pianeta che in quella della stella.

Infine, dalla curva di luce si è potuto ricavare il raggio del pianeta, che risulta molto più esteso di quello di un pianeta normale di massa 1.4 volte quella di Giove. Non solo: è talmente esteso che il raggio del pianeta supera il “raggio di Roche”, che rappresenta il limite gravitazionale oltre il quale il materiale viene perduto definitivamente dall’atmosfera del pianeta.

Fonte NASA – 20 Years of Hubble: http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/planet-eater.html.

Sabrina

ALH84001 e la sua nuova età

di Sabrina Masiero

 

La famosa ALH 84001 (Allan Hills 84001), meteorite di origine marziana recuperata nella zona di Allan Hills, in Antartide nel dicembre 1984. Il microscopio elettronica mostra una struttura a catena che per molto tempo è stata pensata di origine biologica.

Scienziati del NAI all’Università del Wisconsin hanno stimato l’età di questo famoso meteorite, che è di 4.091 miliardi di anni, circa 400 milioni di anni più giovane di quanto era stato creduto in precedenza da altre misurazioni.

Lo studio mostra che il meteorite deve essersi formato in un momento in cui su Marte c’era acqua e un campo magnetico, condizioni favorevoli perchè la vita si manifestasse e si svilupasse.
Questa scoperta esclude che ALH84001 sia un frammento della primitiva crosta marziana e allo stesso modo conferma che l’attività vulcanica è continuata su Marte per un periodo molto lungo.

Fonte Science, 16 aprile 2010: http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/328/5976/347 e http://astrobiology.nasa.gov/articles/rock-of-ages-a-younger-alh84001/ .

Sabrina

La storia violenta del Sistema Solare

Mappa topografica del bacino Aitken nel Polo Sud lunare ottenuta dalla Sonda Clementine. Il colore indica l’altitudine: in rosso le zone più elevate, in viole quelle meno elevate. Il Polo sud lunare si trova al centro della zona in grigio.

Qui di seguito alcuni estratti e una mia rielaborazione della conferenza del Professor Cesare Barbieri, docente di Astronomia presso il Dipartimento di Astronomia dell’Università degli Studi di Padova, tenuta giovedì 29 aprile 2010 presso l’Osservatorio Astronomico di Santa Maria di Sala del Gruppo Astrofili Salese Galileo Galilei durante il XXX Corso di Astronomia.

Mercurio, Venere, Luna e Marte sono i corpi celesti pù simili alla Terra e registrano fedelmente un’enorme quantità di impatti, soprattutto nel remoto passato, ma anche ai giorni nostri.
Circa 100 milioni di anni fa un impatto enorme sulla faccia visibile della Luna ha prodotto il cratere Tycho. Tuttavia, anche la faccia nascosta della Luna presenta dei crateri di grandi dimensioni. In particolare, il polo sud lunare è dominato da un’enorme struttura chiamata bacino di Aitken con una dimensione pari a 2500 chilometri di diametro: è il più vasto bacino d’impatto sulla Luna di tutto il nostro Sistema Solare paragonabile per dimensioni solo a Hellas Planitia su Marte con 2300 chilometri di diametro. Pensiamo a quanto vicino esso si trovi rispetto alla nostra Terra…

Osservando la Luna, si possono osservare ancora oggi dei lampi di luce, degli impatti di piccoli asteroidi sulla sua superficie, che si possono manifestare soprattutto in corrispondenza di uno sciame meteoritico, particelle rilasciate nello spazio dalle comete nel loro passaggio attorno al Sole, e che la Terra periodicamente nel corso dell’anno attraversa nel suo moto di rivoluzione intorno alla nostra stella.
Nel remoto passato i meteoriti potevano essere corpi di grandi dimensioni, chiamati “planetesimi”. Col passare del tempo gli impattori sono diventati sempi più piccoli, da pochi chilometri a qualche centimetro. Oggi sono oggetti simili a piccoli asteroidi, a nuclei di piccole comete, o più spesso a loro frammenti di piccole dimensioni.

Andiamo oltre Marte. Consideriamo Giove, il pianeta maggiore del nostro Sistema Solare. Nel 1994 la natura ci offrì uno spettacolo straordinario, la cometa Shoemaker-Levy 9 si frantumò nei pressi di Giove (si veda l’immagine qui sotto) e i frammenti caddero uno dopo l’altro nell’atmosfera gioviana. L’Hubble Space Telescope fotografò le macchie scure (nelle foto in bianco e nero) e osservò l’evoluzione del fenomeno per mesi.

Impatto su Giove della cometa Shoemaker-Levy 9 registrato dall’Hubble Space Telescope.

L’anno scorso un secondo impatto su Giove simile a quello del 1994 fu osservato come una macchia scura da un astrofilo australiano che aveva puntato il suo telescopio verso il pianeta rilevando qualcosa di inusuale sulla sua superficie. Ancora una volta, il telescopio Hubble fu puntato verso il pianeta gigante per osservare e monitorare il fenomeno.

 L’impatto su Giove rilevato dall’Hubble Space Telescope il 23 luglio 2009.

L’identificazione di crateri d’impatto sulla superficie terrestre è estremamente difficile. Per il 70% la Terra è coperta dalle acque e quindi molti impatti sono avvenuti negli oceani; le condizioni climatiche (pioggia, vento, sole, ecc.) modificano continuamente la superficie terrestre portando a cancellare le tracce di questi impatti.
Ma quanti asteroidi cadono sulla Terra e con quale dimensione?

Asteroidi di dimensioni di 1 centimetro ne cadono in media 10 ogni ora;
asteroidi con dimensioni di 1 metro ne cadono in media 1 al mese;
asteroidi di dimensioni di 50 metri (i cui effetti si registrerebbero su una regione italiana come il Veneto) ne cadono in media 1 ogni 1.000-10.000 anni;
asteroidi di 1 chilometro ne cadono in media 1 ogni 1 milione di anni.

Le mie congratulazioni e quelle di Marco al Prof. Barbieri. Ha conquistato tutto il pubblico, quasi un centinaio di persone venute ad ascoltarlo, con il suo stile semplice e accattivamente, che sa emozionare e  coinvolgere chiunque.

Un pianeta davvero buffo, per Spitzer…

Il telescopio spaziale Spitzer  ci riporta la scoperta di una interessante peculiarità che riguarda un pianeta distante – in pratica, manca il metano, un ingradiente fondamentale a molti pianeti del nostro Sistema Solare e comunissimo in gran parte dei corpi celesti.

Il pianeta Gliese 436 b (Credits: Spitzer website)

Lo studio appare oggi sulla prestigiosa rivista Nature: in esso gli scienziati (assai onestamente) non nascondono come le recenti scoperte siano per loro motivo di perplessità. Dalle loro parole si percepisce bene tale imbarazzo: “I modelli ci dicono che il carbonio in questo pianeta dovrebbe trovarsi in forma di metano. I teorici avranno il loro bel daffare per riuscire a spiegare la sua assenza”.

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Un’estate su Tritone

di Sabrina Masiero

E’ piena estate nell’emisfero sud di Tritone, satellite di Nettuno, sulla base della primissima analisi della sua atmosfera compiuta da un gruppo di ricercatori europei che ha utilizzato il Very Large Telescope dell’European Southern Observatory (ESO) rivelando la presenza di monossido di carbonio e compiendo la prima rilevazione di metano sulla sua sottile atmosfera. Queste osservazioni mostrano che il sottile spessore dell’atmosfera cambia con le variazioni stagionali, in particolare aumenta nel periodo più caldo.

Abbiamo trovato evidenza di come il Sole faccia sentire la sua presenza su Tritone, nonostante sia molto distante da esso. Questo mondo ghiacchiato ha stagioni simili a quelle terrestri, sebbene esse varino molto più lentamente” afferma Emmanuel Lellouch, primo autore dell’articolo pubblicato su Astronomy & Astrophysics dal titolo: “Detection of CO in Triton’s atmosphere and the nature of surface-atmosphere interactions“.

Su Tritone, dove la temperatura superficiale media è di circa -235 gradi Celsius, è estate in questo momento nell’emisfero sud e inverno in quello nord.
Non appena l’emisfero sud si riscalda, un sottile strato di azoto ghiacciato, metano e monossido di carbonio sublimano in gas sulla sua superficie, assottigliando sempre meno l’atmosfera fredda man mano che avanza la stagione, nel corso di un’orbita di Nettuno intorno al Sole, che è pari a 165 anni. Una stagione su Tritone dura un po’ più di 40 anni. Il satellite ha passato il solstizio estivo nel suo emisfero sud nel 2000.

Sulla base delle misure effettuate del gas, Lellouch e i suoi colleghi hanno stimato che la pressione atmosferica di Tritone debba essere aumentata di un fattore quattro se confrontata con le misure compiute dal Voyager 2 nel 1989, quando era ancora primavera sulla gigantesca luna. La pressione atmosferica del satellite è ora compresa tra 40 e 65 microbar, 20.000 volte meno che sulla Terra.

Il monossido di carbonio era noto per essere presente sottoforma di ghiaccio sulla sua superficie, ma Lellouch e il suo gruppo hanno scoperto che lo strato superiore di Tritone è arricchito di ghiaccio di monossido di carbonio di circa un fattore dieci se confrontato con gli strati più profondi, e questo rappresenta una sorta di pellicola che filtra l’atmosfera.
Mentre la maggior parte dell’atmosfera di Tritone è di azoto (molto più abbondante che sulla Terra), il metano nell’atmosfera, rilevato per la prima volta dal Voyager 2 e ora confermato in questo studio da Terra, viene a svolgere un importante ruolo. “I modelli climatici e atmosferici di Tritone devono essere rivisti ora, alla luce di questa scoperta del monossido di carbonio e si dovrà misurare nuovamente la quantità di metano” afferma il co-autore, Catherine de Bergh.

Delle 13 lune di Nettuno, Tritone è la più grande, con i suoi 2.700 chilometri in diametro (tre quarti di quello della nostra Luna), è il settimo satellite più grande nel nostro Sistema Solare. Dalla sua scoperta avvenuta nel 1846, Tritone ha affascinato numerosi astronomi non solo per la sua attività geologica e i numerosi tipi differenti di ghiaccio superficiale, come l’azoto ghiacciato o il ghiaccio secco (biossido di carbonio ghiacciato), ma anche per il suo moto retrogrado che è unico nel nostro Sistema Solare, un moto che avviene in direzione opposta rispetto alla rotazione dei pianeti.

Non è facile osservare l’atmosfera di Tritone che è approssimativamente 30 volte più lontano dal Sole di quanto non lo sia la Terra. Negli anni ’80 del secolo scorso gli scienziati avevano teorizzato che l’atmosfera della luna di Nettuno potesse essere sottile come quella di Marte (7 millibar). Fu solo quando il Voyager 2 visitò il pianeta nel 1989 che l’atmosfera di azoto e metano venne misurata (l’attuale pressione è di 14 microbar, 70.000 volte meno densa dell’atmosfera terrestre). Da allora, le osservazioni terrestri sono state molto limitate.
Le osservazioni di occultazioni stellari (quel fenomeno che si verifica quando un corpo del Sistema Solare passa davanti ad una stella e impedisce il passaggio della sua luce) indicavano che la pressione alla superficie di Tritone stava aumentando negli anni novanta. Grazie al Cryogenic High-Resolution Infrared Echelle Spectrograph (CRIRES) del Very Large Telescope (VLT) il gruppo di scienziati fu in grado di ottenere maggiori risultati nello studio dell’atmosfera di Tritone.
Avevamo bisogno della sensibilità e della capacità di CRIRES per prendere spettri estremamente dettagliati e osservare l’esigua atmosfera” ha concluso il co-autore Ulli Kaufl.

Eso Press Release: http://www.eso.org/public/news/eso1015/ .

Sabrina