Gloria Guilluy

Gloria Guilluy, Dottoranda INAF-OATo

I pianeti gioviani caldi che orbitano molto vicino alle proprie stelle sono soggetti all’intenso flusso di raggi X e ultravioletti che portano il gas contenuto negli strati atmosferici più elevati a riscaldarsi ed espandersi. La frazione di gas con una velocità maggiore della velocità di fuga può quindi superare la forza di gravità planetaria, scappando nello spazio.
Un team internazionale, guidato da Gloria Guilluy (studentessa di dottorato presso l’Istituto Nazionale di Astrofisica di Torino), Vincenzo Andretta (Istituto Nazionale di Astrofisica di Capodimonte) e Francesco Borsa (Istituto Nazionale di Astrofisica di Brera), ha studiato l’atmosfera estesa di HD 189733b in cerca di elio.
L’elio, essendo molto leggero e abbondante nell’atmosfera dei pianeti giganti, è infatti un ottimo tracciante per l’evaporazione e l’espansione atmosferica.
Analizzando 5 transiti di HD 189733b raccolti con il Telescopio Nazionale Galileo (TNG) nella modalità GIARPS (GIANO-B, nel vicino infrarosso, + HARPS-N, nella banda visibile), e sfruttando la tecnica della spettroscopia di trasmissione -che si basa sul confronto degli spettri acquisiti fuori transito (ovvero lo spettro stellare, senza alcun contributo planetario) con quelli durante il transito (ovvero la sovrapposizione dello spettro stellare con quello del pianeta)- il team è riuscito a rilevare e risolvere spettralmente un segnale di elio dovuto all’atmosfera di HD 189733b (vedere figura allegata).
Inoltre, grazie all’analisi comparativa della riga dell’elio (con GIANO-B) e ad altre diagnosi dell’attività stellare nel visibile (grazie ad HARPS-N), come la linea Hα, è stato possibile distinguere il vero segnale dell’elio di origine planetaria dagli pseudo-segnali dovuti all’attività stellare -HD 189733 è infatti nota per essere una stella molto attiva.
Una volta eliminato il contributo dovuto all’attività stellare, i ricercatori hanno realizzato che HD 189733b ha un’atmosfera estesa di elio, ma siccome perde poca massa, non è in evaporazione.

Spettri di trasmissione mostrati in tomografia in funzione della fase e dalla lunghezza d’onda nel sistema di riferimento del pianeta (gli spettri sono ottenuti dalla combinazione di tutte e 5 i transiti). In blu si può vedere il segnale di assorbimento di elio. Grazie all’alta risoluzione spettrale di Giano-B, si può stabilire con certezza che il segnale è di origine planetaria in quanto è allineato nel sistema di riferimento del pianeta. Se il segnale fosse stato di origine stellare avrebbe dovuto seguire la linea tratteggiata in rosso. Crediti: G. Guilluy et al. 2020.