TROVARE ESOPIANETI

Come troviamo gli esopianeti 

Abbiamo visto alcuni esopianeti ma come facciamo a scoprirli? Quali sono le tecniche che ci permettono di andare a caccia di esopianeti e come funziona per davvero?
Fin dagli anni '90, gli astronomi studiano gli esopianeti pur non avendone mai visto uno e hanno sviluppato delle tecniche per studiarli in maniera approfondita. Ma come si fa a comprendere bene qualcosa che dista da noi così tanti anni luce? Sebbene la maggior parte degli esopianeti siano troppo distanti per essere riprodotti direttamente, osservando variazioni periodiche della luminosità e del colore della stella madre, gli astronomi possono determinare indirettamente la distanza di un esopianeta dalla sua stella, dalle sue dimensioni e dalla sua massa. Ma per capire veramente un esopianeta gli astronomi devono studiare la sua atmosfera, e lo fanno dividendo la luce della stella madre durante un transito planetario.
Quando un pianeta attraversa direttamentetra noi e la sua stella, la stella si oscura leggermente perché il pianeta blocca una parte della luce. Possiamo creare una trama chiamata curva luminosa con la luminosità della stella rispetto al tempo. Usando questa trama, possiamo vedere quale percentuale di luce della stella blocca il pianeta e quanto tempo impiega il pianeta ad attraversare il disco della stella. Pianeti più grandi bloccano più luce.
Le molecole nell'atmosfera di un pianeta assorbono determinate lunghezze d'onda della luce trasmessa da una stella. Possiamo vedere questo assorbimento mentre il pianeta transita sul disco della stella e possiamo quindi identificare le molecole nell'atmosfera del pianeta.
Un transito planetario individuo può apparire diverso osservando la stella a diverse lunghezze d'onda. Questo perché l'atmosfera di un pianeta blocca più luce ad alcune lunghe.
Volete saperne di più? Guardate questo video. 
 

A caccia di pianeti in grado di ospitare la vita

Dall'inizio degli anni '90, gli astronomi erano coscienti che i pianeti extrasolari, o "esopianeti", orbitano attorno ad altre stelle lontane anni luce oltre il nostro sistema solare. Poiché la maggior parte degli esopianeti è troppo lontana per essere ripresa direttamente dall'immagine, le caratteristiche come dimensioni, composizione e composizione atmosferica devono essere determinate attraverso una varietà di metodi indiretti. Ad esempio, quando un esopianeta passa davanti alla sua stella o transita, blocca una frazione della luce della stella e provoca un calo della luminosità. I pianeti di grandi dimensioni bloccano più luce, quindi è possibile utilizzare la dimensione dell'oscuramento per determinare la dimensione del pianeta. Osservando l'attrazione gravitazionale di un esopianeta sulla sua stella, gli astronomi possono anche determinare la massa del pianeta, e quindi calcolare la sua densità, per vedere se è composta da roccia come la Terra o gas come Saturno.
Ma per comprendere appieno un esopianeta, gli astronomi devono studiare la sua atmosfera e le informazioni di cui hanno bisogno sono codificate durante un transito. Mentre il pianeta attraversa la sua stella, la sua atmosfera assorbe determinate lunghezze d'onda di luce o colori, consentendo al contempo il passaggio di altre lunghezze d'onda. Poiché ogni molecola assorbe distinte lunghezze d'onda, gli astronomi diffondono la luce della stella nel suo spettro di colori per vedere quali lunghezze d'onda sono state assorbite. Le bande di assorbimento scure fungono da impronte molecolari, rivelando la composizione chimica dell'atmosfera. Anche la conoscenza della profondità e della densità dell'atmosfera è importante.
Per capirlo, gli astronomi osservano il transito a diverse lunghezze d'onda. Alle lunghezze d'onda in cui si verifica un maggiore assorbimento, il pianeta apparirà più grande, con il cambiamento di dimensione che indica quanto profondamente si estende l'atmosfera e la sua densità a diverse altitudini. Misurare la profondità di assorbimento a ciascuna lunghezza d'onda fornisce agli astronomi la curva della profondità di transito del pianeta, che consente loro di modellare la composizione, l'altezza e la densità dell'atmosfera, fornendo un quadro dettagliato del pianeta.
 
Studi recenti suggeriscono che gli esopianeti e le loro atmosfere si alternano nell'universo in un'ampia varietà. Ad un estremo ci sono pianeti gioviani "caldi" come WASP 19 b, un gigante gassoso in ebollizione che orbita attorno alla sua stella molto più vicino di quanto orbita attorno a Mercurio attorno al nostro Sole. I visitatori che sopravvivessero al caldo potrebbero lamentarsi della qualità dell'aria: la curva di profondità del transito frastagliata del pianeta WASP 19 b suggerisce che la sua atmosfera si compone di idrocarburi velenosi, con metano e acido cianidrico molto più abbondanti dell'acqua.
 
Al contrario, il pianeta Gliese 1214 b è un "mondo acquatico" relativamente invitante. La sua curva di profondità di transito quasi piatta accenna a un'atmosfera poco profonda di vapore puro, che avvolge un oceano profondo migliaia di chilometri, con un interno di ghiaccio caldo: acqua solidificata da una pressione estrema piuttosto che fredda. Man mano che i metodi di rilevamento migliorano, gli astronomi cercheranno nelle atmosfere dei pianeti delle dimensioni della Terra segni di vita come vapore acqueo, ossigeno e metano, avvicinandoci di un passo alla ricerca di un mondo come il nostro, il tutto grazie a una luce stellare tremolante.
credit to NASA's Goddard Space Flight Center
 

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