{"id":8851,"date":"2020-07-24T12:28:23","date_gmt":"2020-07-24T10:28:23","guid":{"rendered":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=8851"},"modified":"2020-07-24T12:28:25","modified_gmt":"2020-07-24T10:28:25","slug":"pi-mensae-un-sistema-planetario-formato-espresso-media-inaf","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=8851","title":{"rendered":"Pi Mensae, un sistema planetario formato Espresso | MEDIA INAF"},"content":{"rendered":"\n

Una stella brillante di et\u00e0 paragonabile a quella del Sole, una superTerra in orbita interna e \u2013 a perturbare il sistema \u2013 una nana bruna in un\u2019orbita esterna estremamente eccentrica e inclinata. \u00c8 questo l\u2019identikit del sistema planetario per cui \u00e8 stata risolta per la prima volta l\u2019architettura tridimensionale. Lo racconta a Media Inaf il primo autore dello studio, Mario Damasso dell\u2019Inaf di Torino<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Da sinistra: i due primi autori dello studio, Mario Damasso e Alessandro Sozzetti, entrambi ricercatori all\u2019Inaf di Torino, insieme al collega Paolo Giacobbe. Crediti: Inaf
<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

\u00abE alla fine abbiamo dovuto citare noi il loro lavoro e non viceversa\u2026\u00bb. Quando sei a meno di una settimana dalla pubblicazione del primo lavoro che descrive la completa architettura tridimensionale di un sistema planetario fra i pi\u00f9 interessanti \u2013 per coloro che di esopianeti se ne intendono \u2013 e ti accorgi che un altro gruppo di ricerca ha appena pubblicato uno studio esattamente analogo sullo stesso sistema, non \u00e8 da tutti reagire in modo sportivo. E invece \u00e8 proprio cos\u00ec che va la scienza. Il merito, in ogni caso, non \u00e8 solo di chi il lavoro \u00e8 riuscito a pubblicarlo prima, ma anche di chi, con atteggiamento esemplare, aggiunge una nota a fine articolo che racconta il fatto, ammettendo di essere arrivato secondo per un soffio e, appunto, citando il lavoro della concorrenza.<\/p>\n\n\n\n

Protagonista della vicenda \u00e8 il ricercatore dell\u2019Inaf Mario Damasso<\/strong>. Apolide \u2013 cos\u00ec ama definirsi \u2013, dopo la laurea in fisica presso l\u2019universit\u00e0 Roma Tre ha frequentato un master in comunicazione della scienza per inseguire il sogno di condurre una trasmissione scientifica in radio. In un percorso alla Rocco Schiavone, partendo proprio dallo stesso quartiere romano del celebre commissario di Antonio Manzini, Damasso si \u00e8 trasferito in Valle d\u2019Aosta per intraprendere il dottorato di ricerca, con il progetto di costruire cinque piccoli telescopi per rivelare pianeti extrasolari. Lavora oggi come ricercatore postdoc<\/em> nella sede Inaf di Torino, e continua a occuparsi principalmente di esopianeti assieme al collega Alessandro Sozzetti<\/strong>, secondo autore dello studio in questione, in uscita su Astronomy & Astrophysics<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

\u00abPi Mensae<\/strong><\/a> \u00e8 stato uno dei primi casi di studio proposto dopo la messa in opera di Espresso\u00bb, introduce Damasso, parlando dello spettrografo ultra-stabile ad altissima risoluzione \u2013 Espresso<\/strong><\/a>, appunto \u2013 formalmente entrato in funzione presso il Vlt alla fine dell\u2019estate del 2018. \u00abQuesta stella era diventata cos\u00ec interessante, nel campo degli studi esoplanetari, a seguito dell\u2019identificazione di un transito planetario da parte del telescopio spaziale Tess. Si tratta della superterra Pi Men c<\/strong><\/a>, in orbita con un periodo di circa sei giorni e in compagnia di un altro corpo substellare \u2013 di cui al tempo non si conosceva la massa vera \u2013 chiamato Pi Men b<\/strong><\/a>, precedentemente scoperto mediante la tecnica delle velocit\u00e0 radiali. Nel caso di superterre come Pi Men c, una volta noto \u2013 mediante lo studio del transito \u2013 il raggio, diventa fondamentale misurare la massa per via spettroscopica, al fine di stimarne la densit\u00e0 media. Queste informazioni sono necessarie per la messa a punto di osservazioni spettrofotometriche volte a studiarne l\u2019atmosfera\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Come \u00e8 stata proposta l\u2019osservazione di questo caso scientifico?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abAll\u2019interno della collaborazione Espresso, divisa per gruppi di lavoro, una parte del tempo osservativo garantito \u00e8 dedicata proprio al follow-up<\/em> spettroscopico di stelle osservate da Tess. La stella Pi Mensae, inoltre, \u00e8 molto brillante, sulla soglia della visibilit\u00e0 a occhio nudo, il che la rende un target<\/em> ghiottissimo per Espresso. Uno dei tratti caratteristici del nostro lavoro \u00e8 stato infatti che, nonostante il numero relativamente ridotto di notti (abbiamo preso quasi 300 spettri, a gruppi di circa dieci per notte), abbiamo ottenenuto un\u2019incertezza sulle misure di velocit\u00e0 radiale di 10 cm\/s. \u00c8 un numero davvero rilevante \u2013 per dare l\u2019idea, equivale circa all\u2019ampiezza del segnale Doppler indotto dalla Terra sul Sole \u2013 e la qualit\u00e0 di queste misure \u00e8 quello che contraddistingue il nostro lavoro e lo spettrografo Espresso rispetto agli altri. Stimare la massa vera della superterra individuata da Tess con la precisione garantita da Espresso era l\u2019obiettivo primario del nostro studio\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Nel vostro studio si mette molto l\u2019accento anche sulla caratterizzazione dell\u2019architettura 3D del sistema di Pi Mensae. Che cosa significa?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abQui entra in gioco il mio collega, Alessandro Sozzetti, esperto di astrometria. Lui ha avuto l\u2019idea \u2013 e non \u00e8 stato l\u2019unico: racconter\u00f2 in seguito la vicenda che ha vissuto questo articolo proprio pochi giorni prima della sua pubblicazione \u2013 di utilizzare, oltre a velocit\u00e0 radiali e transiti, anche i moti propri misurati con tecniche astrometriche dalle missioni spaziali Hypparcos e Gaia. Combinando, in una prospettiva multi-tecnica, le informazioni diverse e complementari ricavate da questi tre metodi, abbiamo potuto risolvere la cosiddetta \u201carchitettura 3D\u201d. Con questa terminologia si intende la caratterizzazione completa di un sistema planetario, misurando l\u2019angolo di inclinazione dell\u2019orbita del corpo esterno e l\u2019angolo di inclinazione relativo tra i piani orbitali dei compagni b<\/em> e c<\/em>, incognite ultime del problema\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

In che senso?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abQuando un pianeta transita, come nel caso della superterra Pi Men c, \u00e8 possibile stimare immediatamente l\u2019angolo di inclinazione del piano orbitale \u2013 praticamente un angolo retto. Ma se non transita, come nel caso del corpo pi\u00f9 esterno Pi Men b, rimane un\u2019incognita. La novit\u00e0 di questo approccio multitecnica, che include anche l\u2019astrometria, \u00e8 stata proprio la misura di questi angoli. Questo ci consente anche di stimare un altro importante parametro: avendo l\u2019inclinazione del piano orbitale e la massa minima del corpo \u2013 misurata per Pi Men b grazie alle velocit\u00e0 radiali \u2013 si pu\u00f2 ottenere la \u201cmassa vera\u201d\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Qual \u00e8 la differenza fra le due?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abLa massa minima \u2013 stimata sia da lavori precedenti al nostro sia da noi, anche grazie a Espresso \u2013 \u00e8 una grandezza fisica che lega la massa del corpo orbitante e l\u2019angolo d\u2019inclinazione del piano orbitale, e si pu\u00f2 calcolare mediante la tecnica delle velocit\u00e0 radiali. Nel caso di Pi Men b, essa vale circa 10 volte la massa di Giove. La massa vera<\/em>, che si ottiene eliminando il legame con l\u2019angolo, \u00e8 invece intorno alle 14 masse gioviane. Dal momento che qualunque corpo pi\u00f9 massiccio di 13 masse gioviane rientra nella categoria delle nane brune, abbiamo potuto attribuire questa identit\u00e0 precisa al compagno esterno del sistema\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

A tal proposito, nel vostro articolo si parla di \u201cdeserto delle nane brune\u201d. Di cosa si tratta?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abSi tratta di una constatazione che viene da anni di osservazioni. Rende conto del fatto che sono state trovate poche nane brune in un\u2019orbita relativamente vicina \u2013 poche unit\u00e0 astronomiche \u2013 attorno alla propria stella. Probabilmente le poche che sono state trovate cos\u00ec vicine non si sono formate l\u00ec, ma sono migrate vicino alla stella, forse anche a causa di fenomeni d\u2019interazione turbolenti. Nel caso di Pi Mensae, il fatto che la nana bruna orbiti attorno a una stella di circa quattro miliardi e mezzo di anni e abbia un\u2019eccentricit\u00e0 cos\u00ec elevata \u00e8 un indizio \u2013 dato che le orbite, nel tempo, tendono a circolarizzarsi \u2013 d\u2019una storia evolutiva del sistema piuttosto turbolenta. Le nuove scoperte di Kepler e Tess stanno comunque rendendo un po\u2019 meno arido di quanto si pensasse questo deserto. Quindi forse bisognava solo aspettare di raccogliere una statistica maggiore\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Quant\u2019era, poi, l\u2019angolo di inclinazione?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abL\u2019angolo di inclinazione dell\u2019orbita della nana bruna \u00e8 circa 45 gradi. Il che dimostra che i due corpi orbitanti attorno alla stella Pi Mensae sono molto disallineati. Anche questo \u00e8 un elemento estremamente interessante\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Perch\u00e9?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abPerch\u00e9 vuol dire che il sistema, dal punto di vista della dinamica orbitale e della sua formazione, \u00e8 estremamente peculiare. Questo disallineamento genera infatti delle forti perturbazioni. L\u2019eccentricit\u00e0 dell\u2019orbita della nana bruna, inoltre, \u00e8 di 0.6: molto elevata. Se consideriamo che essa orbita a distanza di poche unit\u00e0 astronomica dalla stella, si deduce che il sistema si sia formato ed evoluto in maniera molto turbolenta. Qui per\u00f2 mi devo fermare, e devo citare l\u2019altro lavoro che avevo introdotto prima. Nello studio, infatti, gli autori trattano anche aspetti legati all\u2019evoluzione dinamica.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

L\u2019altro lavoro, diciamolo, \u00e8 quello in uscita su Mnras <\/em><\/a>firmato da Jerry Xuan e Mark Wyatt. Che differenze ci sono rispetto al vostro?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abIl loro lavoro \u00e8 un po\u2019 pi\u00f9 teorico del nostro. Non hanno utilizzato dati nuovi, ma hanno raccolto tutto ci\u00f2 che era disponibile in letteratura sul sistema Pi Mensae per fare uno studio del tutto analogo al nostro: velocit\u00e0 radiali, fotometria e astrometria d\u2019archivio combinate hanno permesso loro di giungere a conclusioni davvero simili alle nostre. Hanno descritto l\u2019architettura tridimensionale del sistema trovando risultati del tutto paragonabili. Loro si sono per\u00f2 concentrati maggiormente sull\u2019evoluzione dinamica, prevedendo delle cose interessanti. Lo studio dinamico ha rivelato che Pi Mensae potrebbe essere uno dei primissimi casi osservati in cui un corpo esterno con orbita molto eccentrica e inclinata perturba il suo compagno interno. Il risultato in futuro \u2013 cos\u00ec come probabilmente successo in passato \u2013 sar\u00e0 una variazione nell\u2019inclinazione dell\u2019orbita della superterra interna, rendendo invisibile il transito sulla stella da Terra\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

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L\u2019immagine mostra in modo semplificato come la luce raccolta dai quattro telescopi del Vlt viene combinata nello strumento Espresso, che si trova al di sotto della piattaforma del Vlt. Crediti: Eso\/L. Cal\u00e7ada<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

A questo punto, devo fare una domanda provocatoria. Se Xuan e Wyatt, con dati d\u2019archivio, hanno raggiunto risultati molto simili ai vostri, perch\u00e9 \u00e8 stato cos\u00ec importante usare Espresso?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abTorno al nostro scopo iniziale, ci\u00f2 che ci aveva spinti a osservare Pi Mensae. La cosa interessante che \u00e8 emersa da questo lavoro \u2013 limitatamente alle velocit\u00e0 radiali \u2013 \u00e8 l\u2019estrema precisione di Espresso sulle barre d\u2019errore, attualmente ineguagliata. Rispetto alle misure d\u2019archivio c\u2019\u00e8 un guadagno di circa tre volte. Questo si concretizza nel fatto che, con meno di quaranta notti sparse in circa 200 giorni, il periodogramma del sistema \u2013 una volta eliminata la perturbazione provocata dalla presenza della nana bruna \u2013 mostra un picco molto chiaro, corrispondente al periodo orbitale della superterra. Detta in altri termini, se la superterra non fosse stata scoperta in transito, con i dati di Espresso si sarebbe potuta trovare in maniera chiara con la tecnica delle velocit\u00e0 radiali. Nella realt\u00e0 \u00e8 invece stato fatto il contrario, poich\u00e9 le velocit\u00e0 radiali in archivio non avevano un rapporto segnale\/rumore sufficiente a ottenere una rivelazione statisticamente significativa e sono state riviste solo a posteriori per estrarre il segnale al periodo orbitale misurato con i transiti. Inoltre, nell\u2019articolo si dimostra anche che Rispetto alle misure d\u2019archivio c\u2019\u00e8 un guadagno di circa tre volte\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Nell\u2019articolo si dice che questo studio presenta la prima caratterizzazione dell\u2019architettura 3D del sistema Pi Men. Rimane vero, alla luce del lavoro pubblicato poco prima del vostro?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abL\u2019idea di usare le tre tecniche insieme esisteva gi\u00e0, cos\u00ec come la possibilit\u00e0 di utilizzarle per risolvere l\u2019architettura del sistema. Essendo arrivati secondi con l\u2019articolo, in leggero ritardo rispetto ai colleghi dell\u2019altro gruppo, in fase di revisione ho inserito una nota alla fine dell\u2019articolo per denunciare il fatto che siamo venuti a conoscenza di questo lavoro a cose fatte. Pu\u00f2 succedere, quando c\u2019\u00e8 competizione per un target<\/em> molto interessante come Pi Mensae, che dispone di molti dati d\u2019archivio disponibili. Il peso del nostro articolo, comunque, sta nei risvolti futuri per la caratterizzazione di pianeti di tipo superterra simili a Pi Men c con Espresso. Lo studio dei colleghi, considerando la provvisoriet\u00e0 dell\u2019osservazione diretta del transito del pianeta, avvalora ulteriormente questo aspetto. A due anni dall\u2019inizio delle attivit\u00e0 di Espresso, possiamo dire che le aspettative che vi erano sul suo conto si stanno concretizzando.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

Direi che comunque l\u2019hai presa bene, questa incredibile coincidenza\u2026<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abMi \u00e8 sembrato giusto cos\u00ec, e trovo interessante citare anche questi aspetti del lavoro. C\u2019\u00e8 stata questa concomitanza del tutto inattesa \u2013 ti dico, meno di una settimana fra la loro pubblicazione e la nostra. A prescindere dal fatto che sia stato pubblicato uno studio analogo a meno di una settimana dalla nostra pubblicazione (entrambi ci stavamo comunque lavorando da mesi), la caratterizzazione del sistema che abbiamo fatto \u00e8 assolutamente una novit\u00e0. Naturalmente la nostra ricerca viene in qualche modo completata dal lavoro dell\u2019altro team, che ritengo essere un lavoro complementare. Un\u2019altra caratteristica fondamentale e unica del nostro lavoro \u00e8 stata la dimostrazione delle performance di Espresso in termini di velocit\u00e0 radiale per un target<\/em> brillante. A tal proposito, c\u2019\u00e8 un\u2019altra cosa del tutto inedita che ti voglio raccontare\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Quale?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00abIn appendice all\u2019articolo ho aggiunto una piccola sezione che descrive il fatto che, utilizzando i soli dati di Espresso e dopo aver rimosso i segnali dei due corpi noti, rimane un residuo periodico a circa 190 giorni. Non possiamo assolutamente concludere che sia un ulteriore pianeta, sebbene il segnale risulti ai nostri occhi statisticamente robusto. Ci sono alcuni fenomeni fisici che possono creare dei falsi positivi, prima fra tutte l\u2019attivit\u00e0 stellare, ma per ora non abbiamo elementi sufficienti. Se fosse un pianeta dovremmo fare un\u2019indagine di stabilit\u00e0 dinamica, poich\u00e9 esso si collocherebbe in una regione interposta fra la superterra e la nana bruna, la cui stabilit\u00e0 orbitale \u00e8 tutta da valutare. Questo \u00e8 un buon elemento da tener presente per osservazioni future\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Per saperne di pi\u00f9:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Leggi il preprint<\/em> dell\u2019articolo in uscita su Astronomy & Astrophyisics<\/em> \u201cA precise architecture characterization of the \u03c0 Men planetary system<\/strong><\/a>\u201d, di M. Damasso, A. Sozzetti et al.<\/em><\/p>\n\n\n\n

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Leggi l’articolo completo su MEDIA INAF<\/a><\/strong>: Pi Mensae, un sistema planetario formato Espresso<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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