Tipologie di esopianeti [ita-eng]

Posted on febbraio 22, 2010

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Ad oggi sono stati scoperti circa 429 esopianeti e molti altri ne saranno scoperti in futuro. Dalle “super terre” ai gioviani giganti, la nostra Via Lattea pullula di pianeti assai differenti uno dall’altro
GIOVIANI CALDI
Il primo pianeta extrasolare ad essere scoperto attorno ad una stella è stato 51 Pegasi B, distante ben 50 anni luce dal Sole e chiamato poi Bellerophon.

Questo pianeta fu definito gioviano caldo, cioè un gigante gassoso che ruota vicinissimo alla sua stella, un pò come Mercurio al Sole. I gioviani freddi sono invece quei pianeti extrasolari, che come Giove, ruotano più distanti dalle loro stelle e pertanto hanno delle temperature più fredde.
Degli oltre 400 pianeti scoperti dopo di allora, 89 sono stati classificati come gioviani caldi, numerosi perchè facili da scoprire con le moderne tecniche di ricerca.

PIANETI PULSAR
La prima vera scoperta di un esopianeta avvenne nel 1994, quando i radio astronomi scoprirono dei nuovi mondi attorno alla pulsar PSR B1257+12 distante 980 anni luce nella costellazione della Vergine:

La pulsar non è una normale stella, ma un resto di supernova esplosa, dalla massa assai densa, che ruota velocemente attorno a se stessa emanando convulsamente impulsi radio e bagliori di luce. Attorno ad essa sono stati confermati ben tre pianeti.

Il più vecchio esopianeta conosciuto, PSR B1620-26 b, soprannominato Methuselah, ruota anch’esso attorno ad una pulsar. Distante 5,600 anni luce dalla Terra, si stima che abbia 12,7 miliardi di anni e potrebbe essere stato uno dei primi pianeti dell’Universo ad essere stato abitato. Oltre alla pulsar PSR B1620-26 A orbita attorno alla nana bianca WD B1620-26.

Tutti questi mondi non possono supportare la vita come la conosciamo noi, continuamente irradiati dalle alte energive radioattive delle pulsar.

LE SUPER-TERRE
Una super-Terra è un pianeta con una massa circa dieci volte maggiore della Terra. La prima che è stata scoperta, ruota attorno alla stella PSR B1257+12 assieme ad un’altro pianeta.

Questa tipologia di esopianeta potrebbe essere geologicamente molto più attiva della Terra.
Gli astronomi dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics suggeriscono che potrebbero subire molti movimenti tettonici perchè sono sottoposti ad un grandissimo stress gravitazionale. Questo tipo di attività è indispensabile alla vita come la conosciamo noi, perchè aiuta a formare molecole chimiche complesse e diffonde nell’atmosfera composti come il carbonio diossido che mantengono la Terra calda.

PIANETI ECCENTRICI
Nel nostro Sistema Solare, i pianeti hanno in genere orbite abbastanza circolari, ma alcuni esopianeti hanno orbite molto eccentriche che li portano molto vicino e molto lontano alle loro stelle.
I pianeti con orbite circolari o quasi, hanno un valore di eccentricità vicino allo zero, mentre quelli con orbite assai ellittiche hanno un’eccentricità con valori dai 0.25 in su.
Queste orbite provocano forti effetti di marea. HD 80606b, che è circa quattro volte la massa di Giove, è distante 200 anni luce dalla Terra, ha una eccentricità di 0,93, variando dalla distanza di Mercurio a quella della Terra in circa 111 giorni, secondo i calcoli dell’astronomo Charles Beichman, direttore esecutivo del NASA’s ExoPlanet Science Institute.
“Una cosa difficile da capire è il motivo di questa anomala orbita, che obbliga i vari pianeti ad interferire uno con l’altro”, ha detto Beichman.

NETTUNIANI CALDI
I nettuniani caldi sono pianeti dalle 10 alle 20 masse terrestri, cioè circa la massa di Urano e Nettuno ma sono vicini alle loro stelle come Mercurio con il Sole.

(esopianeta nettuniano caldo HAT-P-11b in un artist-concept)

Il primo nettuniano caldo scoperto, è stato Gliese 436b, distante 33.4 anni luce dalla Terra, nella costellazione del Leone ed orbita vicinissimo al suo Sole. La sua superficie potrebbe essere di “ghiaccio caldo”, (acqua che rimane solida perchè compressata dalla gravità del pianeta). Attualmente, ci dice Beichman, sono stati scoperti circa 25 nettuniani caldi.

(Artist concept di Gliese 436b)

MONDI D’ACQUA
Ci sono due tipi di mondi che potrebbero essere coperti dall’acqua.
“Uno di questi potrebbero essere i pianeti simili alla Terra, completamente ricoperti come il pianeta “Waterworld” nel film di Kevin Kostner”, dice Beichman.

Oppure potrebbe esistere un pianeta del tipo nettuniano caldo che è completamente ricoperto di acqua perchè è vicino alla sua stella tanto da non ghiacciare, con oceani profondi centinaia di km e un’atmosfera di idrogeno e vapore acqueo.

PIANETI CHTHONIANI
Qualche pianeta di tipo gioviano caldo, o nettuniano caldo, potrebbe perdere completamente perdere la sua immensa atmosfera gassosa, risucchiata o fatta evaporare dalla estrema vicinanza alla stella, lasciando nudo il nucleo e diventando quindi pianeti chthoniano, ricoperto di lava.

La super-Terra COROT-7b potrebbe essere un pianeta chthoniano, in quanto orbita ben 23 volte più vicino alla sua stella di come Mercurio orbita vicino al Sole. Il primo pianeta evaporato che è stato scoperto, si chiama HD209458b, ma è soprannominato Osiris, ed è un esempio di questo tipo.


PIANETI VAGANTI
Di solito i pianeti orbitano attorno ad una stella, ma ci potrebbero esserci anche pianeti del taglio dei giganti gassosi che seguono un’orbita libera. Questi corpi potrebbero essere sfuggiti all’attrazione delle loro stelle o nati in una nube planetaria estremamente piccola che non aveva la massa per originare una stella.
Una mezza dozzina di pianeti extrasolari sono dei buoni candidati per questo tipo. Di loro nulla ancora si sa sulla loro storia e sull’esplulsione gravitazionale.

ESO TERRE
La maggior parte dei 429 esopianeti scoperti, sono giganti gassosi, di lava o di ghiaccio, ma le prossime missioni osservative sono state predisposte per cercare pianeti più piccoli di tipo terrestre. Secondo Beichman entro il 2020, sarà confermata la scoperta di un primo pianeta simile alla Terra, fino ad ora sono stati scoperti oggetti al massimo tre o quattro volte più grandi.

La missione Keplero, partita nel 2009 è pronta per scoprire questi pianeti, ma il James Webb Space Telescope che sarà lanciato nel 2014 sarà addirittura in grado di identificarne l’atmosfera. La probabilità di trovare un pianeta abitabile come la Terra aumenterà sempre più man mano che nuove tecnologie osservative o nuovi potenti telescopi spaziali o terrestri, verranno realizzati.

Se entro dieci anni i ricercatori stimano di trovare un pianeta simile alla Terra, è probabile che tra venti o trentanni sarà possibile anche individuare quelli che ospitano la vita, con le stesse caratteristiche. E’ possibile poi, che nuovi supertelescopi, riusciranno a fotografare presto gli esopianeti più grandi nella luce visibile.
Da questo punto di vista, gli anni a venire saranno sicuramente anni molto molto interessanti.

Adattamento a cura di Arthur McPaul

English:
More than 400 worlds have been found beyond the reach of our sun, and the tally is rising rapidly. From super-Earths to giants dwarfing Jupiter, our galaxy is a zoo of different kinds of planets.

Hot Jupiters
The first discovery of an extrasolar planet around a sun-like star was 51 Pegasi B, an exoplanet roughly 50 light-years away, unofficially named Bellerophon after the tamer of the mythical Pegasus.

Like many alien worlds found after it, 51 Pegasi B was a “hot Jupiter,” a gas giant as close or closer to its star than Mercury is to our sun, unlike “cold Jupiters” that orbit farther away such as Saturn or, naturally, Jupiter.

Of the 429 exoplanets discovered to date, 89 have been hot Jupiters, likely because their large size and proximity to their stars makes them easier to spot by current techniques.

Pulsar planets
The first true discovery of extrasolar planets came in 1994, when radio astronomers discovered worlds around the pulsar PSR B1257+12 some 980 light-years away in the Virgo constellation. A pulsar is not a normal star, but a dense, rapidly spinning remnant of a supernova explosion. As of 2007, three extrasolar planets have been confirmed in orbit around this pulsar.

The oldest exoplanet known yet, PSR B1620-26 b, nicknamed Methuselah, is also a pulsar planet, located 5,600 light years from Earth in the Scorpius constellation. Methuselah is roughly twice Jupiter’s mass and is estimated to be some 12.7 billion years old, and it suggested planets as potential habitats for life arose early in the universe’s history. It is also a circumbinary planet, orbiting around a binary system composed of the pulsar PSR B1620-26 A and the white dwarf WD B1620-26.
All these worlds cannot support life as we know it, permanently bathed as they are in the pulsar’s high-energy radiation.

Super-Earths
A super-Earth is a planet with a mass larger than Earth’s, roughly up to 10 times greater. The first super-Earths ever found were two of the planets around PSR B1257+12.
Super-Earths might be more geologically active than our planet.
Astronomers at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics suggest they experience more vigorous plate tectonics because they possess thinner plates under more stress. Such activity is essential to life as we know it, because it helps enable complex chemistry and recycles substances like carbon dioxide into the atmosphere, which keeps Earth warm.

Eccentric planets
In our solar system, planets for the most part have fairly uniform circular orbits. The exoplanets found so far, however, can have far more eccentric orbits, moving in close and then far from their stars. Where a perfect circle has an eccentricity value of zero, roughly half of exoplanets seen thus far have an eccentricity of 0.25 or greater.
These eccentric orbits can lead exoplanets to extreme heat waves. For instance, HD 80606b, which is about four times the mass of Jupiter and is located some 200 light-years from Earth, has an eccentricity of roughly 0.93, “so it goes from an orbital distance close to that of Earth’s to come hurtling in well inside the orbit of Mercury, essentially getting blasted with a blowtorch every 111 days,” said astronomer Charles Beichman, executive director of NASA’s ExoPlanet Science Institute.
“One thing we’re trying hard to understand now is whether planets with eccentric orbits are the unusual ones, or whether it’s our system that’s the oddball out,” Beichman said. “These eccentric orbits would essentially lead planets to interfere with each other, scattering them around.”

Hot Neptunes
Hot Neptunes are planets some 10 to 20 times the mass of Earth’s – about the mass of “cold Neptunes” such as Uranus and, naturally, Neptune – yet are as close or closer to their stars than Mercury is to our sun. The first hot Neptune discovered was Gliese 436b some 33.4 light years away in the constellation Leo, which orbits its star a thousand times closer than Neptune orbits our Sun. It might have a surface of “hot ice” – water that remains solid despite its heat because it gets compressed by the planet’s gravity. So far about 25 hot Neptunes have been found so far, Beichman said.

Water worlds
There are two kinds of worlds that might be entirely covered with water. “One is a terrestrial Earth-like planet that’s just covered with a lot more water than our world, like the Kevin Costner movie, but is otherwise still familiar,” Beichman said. “Or you can imagine a hot Neptune which is almost totally composed of water that is close enough to its star to not be frozen, but instead have an ocean thousands of kilometers deep and perhaps an atmosphere like a gas giant’s, with lots of hydrogen and water vapor.”

Chthonian planets
Sometimes hot Jupiters or hot Neptunes live too close to their stars for comfort. Once their stars roast these exoplanets and rip at them with their gravity, they might blow the gas completely off them, leaving behind rocky cores scientists have dubbed chthonian planets or evaporated remnant cores. Their proximity to their stars could mean they are covered in lava.

The super-Earth COROT-7b may well be a chthonian planet, orbiting 23 times closer to its star than Mercury is to our sun. The first evaporating planet discovered, HD209458b, nicknamed Osiris, might be on its way to becoming a chthonian planet.

Free-floating planets
Normally planets are thought of as orbiting stars, but there are hints a number of bodies with the mass of gas giants might be free-floating. These might either have escaped from their suns or never had a star to begin with, born in star-forming regions without the mass needed to ignite.
Roughly a half-dozen candidate free-floating planets have been found so far, either still glowing from the heat released as their gravity contracts their mass, or from the rare times one passes in front of a star and magnifies the light from the background star. “It’s not clear whether you call them planets because they formed as part of a planetary system and were subsequently ejected or formed as super-small brown dwarf stars with the mass of planets,” Beichman said.

Exo-Earths
Although vast majority of the 429 exoplanets found to date have been gas or ice giants, it is likely that terrestrial exoplanets outnumber these behemoths, and upcoming missions may soon finally discover rocky worlds the size of Earth.
“This is the decade when the first real confirmed exo-Earths are likely to come,” Beichman said. “We’ve already found objects three to five times the mass of Earth.”
The Kepler mission launched in 2009 is already on track to finding such planets, he noted, and the James Webb Space Telescope currently scheduled to launch in 2014 will be able to characterize the atmospheres of at least a few super-Earths.
An obvious hope is to find a Goldilocks planet just right for life – a planet at the right distance from its star to not roast or freeze and just the right size to retain an atmosphere but not so large as to become a gas giant. “We’re on a quest with a very high probability of success of finding a planet that’s habitable or even inhabited with primitive life around other stars,” Beichman said. “As we’re progressing on that path, every time we round the bend along the way, we’re finding fantastic new vistas.”

Link:
http://www.space.com/scienceastronomy/extrasolar-planet-types-100214.html
http://nemsisprojectresearch.blogspot.com/2009/11/i-pianeti-extrasolari-la-storia.html

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