Nuovi elementi individuati nell’atmosfera dell’esopianeta più caldo conosciuto. L’articolo: “The GAPS programme at TNG LX Atmospheric characterisation of KELT-9 b via single-line analysis: Detection of six H I Balmer lines, Na I, Ca I, Ca II, Fe I, Fe II, Mg I, Ti II, Sc II, and Cr II” di M. D’Arpa (INAF – OAPA/UNIPA) pubblicato su A&A

Uno degli aspetti più interessanti della scienza esoplanetaria è la possibilità di studiare mondi che non sono presenti nel Sistema Solare (almeno non oggi). Alcuni di questi esopianeti possiedono proprietà così estreme da essere oggetto di grande interesse scientifico. Questo è certamente il caso del Gioviano Ultra-Caldo KELT-9b. Si tratta di un gigante gassoso con una massa 2.8 volte quella di Giove, che orbita attorno a una stella di grande massa (2.52 masse solari, con una temperatura effettiva superiore ai 10000 gradi K) a una distanza di appena 0.03 Unità Astronomiche (UA; 1 UA è la distanza media Terra-Sole, pari a 150 milioni di km; 0.03 UA corrisponde a meno di un decimo della distanza media tra il Sole e Mercurio). Trovandosi così vicino a una stella molto calda, KELT-9b intercetta un intenso flusso di radiazione stellare ad alta energia, che porta la sua atmosfera a una temperatura di 4600 gradi K, superiore a quella di molte stelle. Inoltre, KELT-9b si trova su un’orbita praticamente polare ed è in rotazione sincrona con la sua stella.

 

Date le sue caratteristiche peculiari, non sorprende che KELT-9b abbia suscitato l’interesse di molti astronomi esperti in esopianeti. In particolare, questo esopianeta è uno dei target del progetto GAPS (Global Architecture of Planetary Systems), che mira a caratterizzare l’architettura e le proprietà fisiche dei sistemi esoplanetari noti. Il progetto si basa principalmente su osservazioni realizzate con lo spettrografo ad alta risoluzione HARPS-N, montato al Telescopio Nazionale Galileo.

 

Un team guidato dall’astrofisico M. D’Arpa (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo e Università degli Studi di Palermo) ha analizzato una serie di osservazioni HARPS-N di KELT-9b ottenute durante il transito del pianeta (ossia durante il passaggio del pianeta di fronte alla propria stella rispetto al nostro punto di vista) e fuori dal transito. Durante il transito, infatti, parte della radiazione stellare attraversa l’atmosfera del pianeta prima di giungere a noi, interagendo con gli atomi presenti nell’atmosfera, e permettendoci di osservare l’assorbimento e l’emissione di radiazione da parte dei vari atomi (e molecole, nel caso di pianeti più freddi). Lo studio ha individuato una ricca famiglia di atomi presenti nell’atmosfera del pianeta, tra cui atomi neutri come Sodio, Calcio, Ferro e Magnesio, e atomi ionizzati come Calcio, Ferro, Titanio, Scandio e Cromo, con questi ultimi due identificati per la prima volta in un’atmosfera esoplanetaria.

I segnali spettroscopici dovuti a molti di questi atomi mostrano effetti legati a rapidi movimenti del materiale che li ha generati (ossia l’effetto Doppler, dovuto al movimento del materiale che emette/assorbe la radiazione rispetto all’osservatore). Questo ha permesso di misurare venti violenti, con velocità di alcuni km/s (il valore esatto varia leggermente da una specie atomica all’altra), che spazzano l’atmosfera di KELT-9b tra il lato diurno e quello notturno.

Lo studio è descritto nell’articolo: “The GAPS programme at TNG LX Atmospheric characterisation of KELT-9b via single-line analysis: Detection of six H I Balmer lines, Na I, Ca I, Ca II, Fe I, Fe II, Mg I, Ti II, Sc II, and Cr II“, recentemente pubblicato su Astronomy & Astrophysics. Tra i coautori figurano anche gli astronomi G. Micela, C. Di Maio, G. Tripodo, L. Affer, S. Benatti, V. Fardella, J. Maldonado e R. Spinelli dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.

 

La figura allegata (clicca qui per visualizzarla interamente) mostra un’immagine a infrarossi (ottenuta dal satellite WISE) di KELT-9, la stella esattamente al centro dell’immagine, e del suo ricco ambiente circostante.