Pubblicato su A&A “The GAPS Programme with HARPS-N at TNG. XIII. The orbital obliquity of three close-in massive planets hosted by dwarf K-type stars: WASP-43, HAT-P-20 and Qatar-2” di M. Esposito
Certamente questa è l’epoca d’oro dell’astrofisica dei pianeti extrasolari, con nuovi pianeti scoperti quasi quotidianamente. Una delle sfide maggiori di questa disciplina è, oltre l’individuazione di nuovi pianeti extrasolari, anche la caratterizzazione dei sistema esoplanetari che vengono scoperti, ossia la determinazione dei loro parametri fisici ed orbitali.
Programmi come GAPS (Global Architecture of Planetary Systems), che vede un forte coinvolgimento dell’Osservatorio Astronomico di Palermo, stanno permettendo di caratterizzare molti sistemi esoplanetari noti, rivelando che i parametri fisici ed orbitali dei sistemi esoplanetari possono variare molto di più di quanto osserviamo nel nostro Sistema Solare.
Uno dei parametri di grande importanza è l’inclinazione del piano orbitale degli esopianeti rispetto l’asse di rotazione della stella. Nel Sistema Solare tutti i pianeti maggiori orbitano nel piano equatoriale del Sole, ma nei sistemi esoplanetari non è sempre così.
La misura di questa inclinazione è possibile sfruttando l’effetto Rossiter-McLaughlin, che sfrutta l’allargamento tipicamente osservato nelle righe di assorbimento negli spettri stellari dovuti alla rotazione della stella stessa. Quando una stella non è osservata nella direzione dell’asse di rotazione, a causa della rotazione stessa, parte della sua superficie si muove nella direzione dell’osservatore, e parte nella direzione opposta. Per effetto Doppler, questo porta ad un allargamento delle righe che osserviamo negli spettri stellari di queste stelle. Se inoltre la stella ospita un pianeta, durante il transito (ossia il passaggio del pianeta di fronte la stella) viene oscurata l’emissione proveniente da una dui queste due regioni prima, e dall’altra dopo. Questo può alterare il profilo delle righe allargate per via della rotazione stellare. Con semplici argomentazioni geometriche, è facile intuire che se l’orbita del pianeta è inclinata rispetto l’asse di rotazione della stella, allora questo effetto altera la simmetria della riga allargata per via della rotazione stellare. L’effetto Rossiter-McLaughlin permette di connettere le asimmetri osservate nelle righe allargate all’inclinazione dell’orbita del pianeta transitante.
Sfruttando questo fenomeno, nell’articolo recentemente pubblicato su Astronomy & Astrophysics “The GAPS Programme with HARPS-N at TNG. XIII. The orbital obliquity of three close-in massive planets hosted by dwarf K-type stars: WASP-43, HAT-P-20 and Qatar-2” (link) dell’astronomo M. Esposito dell’Osservatorio Astronomico di Capodimonte (Napoli), con la collaborazione degli astronomi Antonio Maggio, Giuseppina Micela, Laura Affer, Jesus Maldonado e Sabrina Masiero dell’Osservatorio Astronomico di Palermo, è calcolata l’inclinazione del piano orbitale dei tre esopianeti massivi (2.0, 7.22, e 2.62 masse gioviane) in orbite strette attorno le rispettive stelle centrali (0.015, 0.036, e 0.022 UA, rispettivamente) denominati WASP-43 b, HAT-P-20 b e Qatar-2 b. Dei tre pianeti, HAT-P-20 b possiede un’orbita inclinata rispetto l’asse di rotazione della stella, mentre gli altri sono caratterizzati da orbite allineate.
Nell’immagine in evidenza (link), le misure di velocità radiale durante il transito di HAT-P-20 b, a cui è stato sottratto il segnale dovuto alla rotazione orbitale del pianeta (per cui il segnale rimanente è dovuto all’effetto Rossiter-McLaughlin).