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Instituto de Astrofisica de Canarias

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SCOPERTE DUE ESO-TERRE POTENZIALMENTE ABITABILI A 16 ANNI LUCE DA NOI

Un team internazionale di ricercatori, tra cui alcuni dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), ha scoperto la presenza di due pianeti di massa comparabile a quella della Terra in orbita attorno alla stella GJ 1002, una nana rossa distante 16 anni luce da noi. Entrambi i pianeti orbitano all’interno della zona del sistema considerata potenzialmente abitabile.

SCOPERTE DUE ESO-TERRE POTENZIALMENTE ABITABILI A 16 ANNI LUCE DA NOI
Scoperte due eso-terre potenzialmente abitabili a 16 anni luce da noi. Rappresentazione artistica del sistema esoplanetario attorno alla stella GJ 1002. Crediti: Alejandro Suárez Mascareño e Inés Bonet Márquez

I nuovi pianeti individuati orbitano attorno alla vicina stella GJ 1002, situata a meno di 16 anni luce di distanza dal Sistema solare, in direzione della costellazione della Balena. Entrambi hanno una massa simile a quella della Terra e orbitano a una distanza dalla loro stella ideale per mantenere l’acqua allo stato liquido, condizione considerata fondamentale per ospitare forme di vita. Un anno su GJ 1002 b, il pianeta più interno, dura solo 10 giorni: tanto, infatti, il pianeta impiega per completare un’orbita attorno alla sua stella. Il secondo corpo celeste del sistema, GJ 1002 c, più distante, percorre interamente la sua orbita in 21 giorni.

“La natura sembra determinata a dimostrare che gli esopianeti simili alla Terra sono molto comuni. Con questi due, ne conosciamo già 7 in sistemi vicini”, spiega Alejandro Suárez Mascareño, ricercatore dell’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), primo autore dell’articolo che riporta la scoperta accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics.

“La stella centrale è un astro di bassa luminosità, con solo il 12% della massa del nostro Sole. È una sorella gemella di Proxima Centauri, la stella a noi più vicina, e per questo la regione di abitabilità del sistema è situata nelle sue immediate vicinanze”, spiega Alessandro Sozzetti, coautore dell’articolo e primo ricercatore presso l’INAF di Torino.

Scoperte due eso-terre potenzialmente abitabili a 16 anni luce da noi: infografica che mette a confronto le dimensioni dei pianeti del nostro Sistema solare con le due eso-terre scoperte attorno alla stella GJ 1002, denominate “GJ 1002 b” e “GJ 1002 c”. Crediti: Alejandro Suárez Mascareño / NASA

La vicinanza della stella al nostro sistema solare rende entrambi i pianeti, GJ 1002 c in particolare, ottimi candidati per la caratterizzazione atmosferica attraverso lo studio della loro luce riflessa o dell’emissione termica.

“Ci aspettiamo di poter investigare la presenza di un’atmosfera attorno a GJ 1002 c, alla ricerca di ossigeno in particolare, utilizzando lo spettrografo ANDES, strumento la cui progettazione è a guida italiana, in cui INAF e fortemente coinvolto e che opererà in futuro sull’Extremely Large Telescope dell’ESO, il più grande telescopio al mondo con il suo specchio principale di ben 39 metri di diametro, in costruzione nel deserto cileno”, spiega Sozzetti.

Inoltre, entrambi i pianeti hanno le caratteristiche giuste per diventare obiettivi primari di futuri ambiziosi progetti di missioni spaziali in grado di ottenerne immagini dirette, quali LUVEx, recentemente raccomandato a NASA da un comitato di esperti americani, o LIFE, al momento oggetto di studio in Europa nel contesto del programma di lungo termine Voyage 2050 dell’ESA.

Questa scoperta è stata possibile solo grazie alle osservazioni combinate degli strumenti ESPRESSO e CARMENES. GJ 1002 è stata osservata da CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs), lo spettroscopio installato al telescopio da 3,5 metri di diametro dell’Osservatorio Calar Alto, in Spagna, tra il 2017 e il 2019. Successivamente, tra il 2019 e il 2021, la stella è stata osservata anche con lo spettrografo ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations installato al Very Large Telescope dell’ESO, sulle Ande cilene. La combinazione di ESPRESSO e della grande superficie di raccolta della luce messa a disposizione dagli specchi principali del VLT, ciascuno del diametro di 8 metri, ha permesso di ottenere misure di velocità radiali con una precisione di 30 centimetri al secondo, un risultato fuori dalla portata di quasi ogni altro strumento al mondo. “L’individuazione dei segnali dovuti ai due pianeti nei dati di CARMENES ed ESPRESSO separatamente era tutt’altro che chiara. La loro effettiva combinazione è stata la chiave di volta che ci ha permesso di stabilirne la presenza senza ombra di dubbio. Possiamo ben affermare che in questo caso, grazie all’efficace collaborazione tra gruppi diversi, l’unione fa la forza!”, conclude Alessandro Sozzetti.

Per ulteriori informazioni:

La scoperta è in corso di pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics nell’articolo Twotemperate Earth-mass planets orbiting the nearby star GJ 1002 di A. Suárez Mascareño, E. González–Álvarez, M. R. Zapatero Osorio, J. Lillo-Box, J. P. Faria, V. M. Passegger, J. I. González Hernández, P. Figueira, A. Sozzetti, R. Rebolo, F. Pepe,N. C. Santos, S. Cristiani, C. Lovis, A. M. Silva, I. Ribas, P. J. Amado, J. A. Caballero, A. Quirrenbach, A. Reiners, M. Zechmeister, V. Adibekyan, Y. Alibert, V. J. S. Béjar, S. Benatti, V. D’Odorico, M. Damasso, J. -B. Delisle, P. Di Marcantonio, S. Dreizler, D. Ehrenreich, A. P. Hatzes, N. Hara, Th. Henning, A. Kaminski, M. J. López–González, C. J. A. P. Martin, G. Micela, D. Montes, E. Pallé, S. Pedraz, E. Rodríguez, C. Rodríguez–López, L. Tal–Or, S. Sousa e S. Udry.

Testo e immagini dall’Ufficio stampa – Struttura per la Comunicazione di Presidenza
Istituto Nazionale di Astrofisica – INAF

Andromeda a 6.6 GHz: un’immagine unica della galassia sorella della Via Lattea 

galassia di Andromeda immagine
Image credits, Radio:WSRT/R. Braun (https://www.astron.nl/); Microwave:SRT/S.Fatigoni et al. (http://www.srt.inaf.it/); Infrared:NASA/Spitzer/K. Gordon (https://www.spitzer.caltech.edu/); Visible: Robert Gendler (http://www.robgendlerastropics.com/); Ultraviolet: NASA/GALEX (http://www.galex.caltech.edu/); X-ray: ESA/XMM/W. Pietsch (https://www.cosmos.esa.int/web/xmm-newton)

L’immagine ottenuta a tale frequenza, oltre a essere senza precedenti, ha permesso di definire nel dettaglio la morfologia della galassia e in particolare di individuare le regioni dove nascono le nuove stelle.

galassia di Andromeda immagine
Image credits, Radio:WSRT/R. Braun (https://www.astron.nl/); Microwave:SRT/S.Fatigoni et al. (http://www.srt.inaf.it/); Infrared:NASA/Spitzer/K. Gordon (https://www.spitzer.caltech.edu/); Visible: Robert Gendler (http://www.robgendlerastropics.com/); Ultraviolet: NASA/GALEX (http://www.galex.caltech.edu/); X-ray: ESA/XMM/W. Pietsch (https://www.cosmos.esa.int/web/xmm-newton)

I risultati dello studio, frutto della collaborazione fra la Sapienza e l’lstituto Nazionale di Astrofisica sono stati pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics.

Andromeda è una delle galassie più studiate di tutti i tempi e probabilmente anche la più conosciuta al grande pubblico per la sua prossimità e somiglianza con la nostra galassia, la Via Lattea. Infatti, una conoscenza della natura dei processi fisici che avvengono al suo interno permetterebbe di capire meglio cosa avviene nella nostra galassia, come se la guardassimo dall’esterno.

Paradossalmente, proprio ciò che finora ha ostacolato una osservazione approfondita di Andromeda nelle microonde è la sua stessa conformazione. Infatti, a causa delle sua prossimità alla Via Lattea questa ha una dimensione angolare di diversi gradi in cielo, il che la mette fuori dalla portata degli interferometri costituiti da schiere di antenne di piccola taglia. Per poter osservare Andromeda a frequenze di 6.6 GHz e superiori è indispensabile disporre di un unico radiotelescopio a disco singolo dotato di una grande area efficace.

Oggi, una collaborazione scientifica fra la Sapienza Università di Roma e l’Istituto Nazionale di Astrofisica – INAF, ha permesso di ottenere con il Sardinia Radio Telescope una immagine della galassia di Andromeda completamente nuova, a 6.6 GHz, una frequenza mai sondata prima d’ora.

L’ottima risoluzione angolare del telescopio ha permesso di definire nel dettaglio la morfologia e di ampliare così le conoscenze finora disponibili su questa galassia.

I risultati dello studio, realizzato con la partecipazione anche di numerosi enti e università internazionali come la University of British Columbia, l’Instituto de Radioastronomia y Astrofisica – UNAM in Messico, l’Instituto de Astrofisica de Canarias, l’Infrared Processing Analysis Center – IPAC in California, sono stati pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics. 

A questa frequenza (6.6 GHz) l’emissione della galassia è vicina al suo minimo, complicando la possibilità di ottenere una immagine così definita. Nonostante ciò, grazie alle 66 ore di osservazione con il Sardinia Radio Telescope e a un consistente lavoro di elaborazione dei dati, i ricercatori sono riusciti a mappare la galassia con alta sensibilità.

“Il Sardinia Radio Telescope è una grande antenna a disco singolo in grado di operare ad alte frequenze radio – sottolinea Matteo Murgia dell’INAF di Cagliari- e di produrre dati di elevatissima importanza scientifica e immagini di assoluta qualità”.

 “Combinando questa nuova immagine con quelle precedentemente acquisite – aggiunge Elia Battistelli del Dipartimento di Fisica della Sapienza e coordinatore dello studio – abbiamo fatto significativi passi in avanti nel chiarire la natura della emissione di microonde di Andromeda, distinguendo i processi fisici che avvengono in diverse regioni della galassia”

Andromeda galassia immagine

“In particolare siamo riusciti a determinare la frazione di emissione dovuta ai processi termici legati alle prime fasi della formazione di nuove stelle, e la frazione di segnale radio imputabile ai meccanismi non-termici dovuti a raggi cosmici che spiraleggiano nel campo magnetico presente nel mezzo interstellare” concludono Federico Radiconi del Dipartimento di Fisica della Sapienza e Sofia Fatigoni della Università della British Columbia.

Andromeda galassia immagine

Con i dati ottenuti, per i ricercatori è stato possibile così stimare il ritmo di formazione stellare di Andromeda e produrre una mappa dettagliata che ha messo in evidenza il disco della galassia come regione d’elezione per la nascita di nuove stelle.

Per ottenere questa immagine unica di Andromeda il team ha sviluppato e implementato dei software ad hoc che hanno permesso, tra le altre cose, di testare nuovi algoritmi per la identificazione di sorgenti a più bassa emissione nel campo di vista attorno ad Andromeda, il più vasto mai esaminato a una frequenza di 6.6 GHz: in questo modo i ricercatori hanno estratto dalla mappa un catalogo di circa un centinaio di sorgenti puntiformi, ovvero stelle, galassie e altri oggetti, sullo sfondo di Andromeda.

Andromeda galassia immagine

Riferimenti:

Study of the thermal and non-thermal emission components in M31: the Sardinia Radio Telescope view at 6.6 GHz – S. Fatigoni, F. Radiconi, E.S. Battistelli, M. Murgia, E. Carretti, P. Castangia, R. Concu, P. de Bernardis, J. Fritz, R. Genova-Santos, F. Govoni, F. Guidi, L. Lamagna, S. Masi, A. Melis, R. Paladini, F.M. Perez-Toledo, F. Piacentini, S. Poppi, R. Rebolo, J.A. Rubino-Martin, G. Surcis, A. Tarchi, V. Vacca – Astronomy & Astrophysics 2021

 

Testo e foto dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma