PIANETI EXTRASOLARI La scoperta Generalita’

Presentazione sul tema: "PIANETI EXTRASOLARI La scoperta Generalita’"— Transcript della presentazione:

1 PIANETI EXTRASOLARI La scoperta Generalita’
Breve cronistoria La scoperta Proprieta’ fisiche e dinamiche Generalita’ La formazione dei pianeti Il Sistema solare Dai dischi circumstellari ai pianeti I nuovi sistemi planetari La migrazione planetaria Risonanze Pianeti in sistemi binari

2 CRONISTORIA: quando si inizio' a parlare di pianeti extrasolari?
IV secolo AC: Democrito e Epicuro : Giordano Bruno (1400, De la causa, principio et uno), William de Vorillon (1390), Copernico (1473) 1926: Amazing stories: nasce la fantascienza 1950: Peter van de Kamp e la stella di Barnard 1995: Mayor & Queloz (Observatorio di Ginevra), Marcy & Butler (San Francisco University), Cochran & Hatzes (Mc Donald Observatory, TX)

3 51 Peg b: il primo pianeta extrasolare scoperto (Mayor & Queloz, 1995).
Curva di velocita’ radiale Metodo di scoperta: Oscillazione del baricentro della stella per la presenza del pianeta.

4 Numeri: 218 Sistemi planetari (stelle in sequenza principale)
218 Sistemi planetari (stelle in sequenza principale) 241 Pianeti (masse da a 10 MJ) 26 Sistemi planetari multipli 23 Pianeti in sistemi binari 2 Sistemi planetari attorno a Pulsar

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6 LA SCOPERTA 1) Metodo astrometrico 2) Spostamento Doppler (195)

7 3) Occultazione (21) 4) Lenti gravitazionali (4)

8 5) Coronografi 6) Immagine diretta

9 Metodo Doppler: utilizzo delle celle allo iodio per aumentare la precisione delle misure di velocità radiale. (strumento SARG su telescopio nazionale Galileo) Dl/l = (1+v/c) / (1-v/c) - 1

10 Dati orbitali e massa del pianeta da osserva- zioni Doppler.

11 Orbita circolare Orbite ellittiche

12 Problemi con questo tipo di misure
Indeterminazione della massa m sin(i) Attività stellare. Pulsazioni stellari, attività cromosferica possono simulare la presenza di un pianeta nella velocità radiale. Necessario studiare fotometricamente la stella per escludere pulsazione e spettro per scoprire se la stella è attiva.

13 Occultazione HD

14 HD 209458b: Hot Jupiter a= 0.048 AU e=0.0 i=86.1 ± 1.6 deg P=3.52 day
M = 0.69 MJ R= 1.42 ± 0.17 RJ ρ = 0.31 ± 0.07 g/cm3 T ~ 1200 K a= AU e=0.0 i=86.1 ± 1.6 deg P=3.52 day Stella: G0V, Ms eta’= 4-6 Gyr [FeH] = 0.04 ± ly M_flow = 3.16 x gr/Gyr Le osservazioni con lo spettrografo di HST hanno rivelato espulsione di idrogeno (luce stellare assorbita durante l’occultazione) e formazione di coda (Vidal & Madjar 2003) a causa di intenso irraggiamento stellare (104 quello di Giove). Atmosfera contiene O, C, Na (Charbonneau et al. 2003)

15 OGLE-TR-132b Moutou et al. 2004 R = 1.13 ± 0.08 RJ (?)
M = 1.19 ± 0.13 MJ a = ± AU e = 0 I = 85o ± 1o Stella tipo F Ms = 1.35 ± 0.06 Msun [Fe/H] = 0.43 ± 0.18 Distanza 1500 pc Come fa il raggio ad essere piccolo pur essendo un ‘Hot Jupiter’ ? Moutou et al. 2004

16 Distribuzione delle eccentricita’ vs. Semiasse maggiore.
Circolarizzazione delle orbite dovuta ad interazione mareale tra stella e pianeta. Eccentricita’ molto maggiori che nel sistema solare Distribuzione delle masse. Hot Jupiters

17 ? DISCHI DI POLVERE: Debris disks
Residuo del disco circumstellare dopo il processo di formazione planetaria Possono segnalare la presenza di un pianeta ? Dischi attorno a stelle con pianeti conosciuti. Determinazione dell’inclinazione e massa del pianeta.

18 LA PRESENZA DI PIANETI PUO’ ESSERE ‘SEGNALATA’ DA STRUTTURE NEI DEBRIS DISK
Vega  Eridani (Pianeta (? La stella e’ attiva) a 3.2 AU con M sin i = 256 MEarth) Simulazione al computer che mostra la struttura del disco in presenza di un pianeta. Osservazioni tra mm al J. C. Maxwell telescope in Hawaii dei debris disks attorno alle due stelle.

19 Asimmetrie SE-NW e oltre 35 AU: presenza di un pianeta?
AU Mic (GJ 803) Nana M Eta’ = 12 ± 4 Myr distanza: circa 10 pc Immagine all’infrarosso con coronografo presa al Keck. disco di 0.01 MEarth T = 40 K (cold) Asimmetrie SE-NW e oltre 35 AU: presenza di un pianeta?

20 DOMANDE Pianeta o nana bruna: dov’e’ il confine? Perche’ ci sono gli ‘hot Jupiters’ mentre nel sistema solare i giganti gassosi si trovano oltre 5 AU ? Perche’ spesso le eccentricita’ sono elevate (anche fino a 0.8) mentre nel sistema solare i pianeti giganti hanno e < 0.1 (solo Mercurio e Plutone con 0.2 < e < 0.3) ? Esistono pianeti terrestri nella zona abitabile?