Studio delle atmosfere esoplanetarie

Lo studio delle atmosfere esoplanetarie ci permette di indagare le proprietà fondamentali dei pianeti extrasolari, quali temperatura, densità, composizione chimica, clima e le loro origini, fornendo indizi cruciali per la valutazione della loro abitabilità. In questo contesto, il ruolo della stella ospite è di primaria importanza: la radiazione elettromagnetica (UV, raggi X), il vento stellare e le interazioni gravitazionali innescano complessi processi di fotoevaporazione ed evoluzione fotochimica che possono erodere e alterare radicalmente le atmosfere planetarie nel corso del tempo. Attraverso la spettroscopia in trasmissione – tecnica che confronta lo spettro stellare durante il transito del pianeta con quello fuori dal transito – è possibile isolare la debole “impronta” dell’atmosfera planetaria per rivelarne gli elementi chimici e i venti. L’attività del gruppo mira a combinare l’analisi dei dati osservativi ad alta risoluzione con lo sviluppo di modelli teorici e numerici, al fine di interpretare la natura degli esopianeti e preparare il terreno per le future missioni spaziali.

Le attività del Gruppo EXOPA

 

• Spettroscopia e analisi dati osservativi: Analisi di righe individuali (come la serie di Balmer dell’Idrogeno e il doppietto del Sodio) e utilizzo della tomografia e di tecniche di cross-correlation per rivelare e caratterizzare la composizione chimica delle atmosfere mediante strumenti ad alta risoluzione come HARPS-N e GIANO-B al TNG.
• Modellistica delle atmosfere esoplanetarie: Sviluppo di modelli fotochimici in equilibrio e disequilibrio per tracciare le abbondanze delle specie chimiche in funzione di pressione e temperatura, essenziali per interpretare gli spettri osservativi.
• Missione Ariel (ESA): Partecipazione attiva al “dry-run” italiano della missione Ariel (lancio previsto nel 2029) e alle simulazioni “End-to-End”. Le attività includono la selezione del campione, il retrieval atmosferico e l’analisi degli effetti di disturbo dovuti all’attività stellare.
• Progetto GAPS: Coinvolgimento nel programma osservativo Global Architecture of Planetary Systems al TNG.

 

Referenze principali

 

• “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.” [LINK AL PAPER], D’Arpa, Saba, Borsa et al. 2024a, Astronomy & Astrophysics, 690, A237
• “The GAPS programme at TNG: LXIII. Photo-evaporating puzzle: Exploring the enigmatic nature of TOI-5398 b’s atmospheric signal” [LINK AL PAPER], D’Arpa, Guilluy, Mantovan et al. 2024b, Astronomy & Astrophysics, 692, A77.
• “The GAPS programme at TNG: LIV. He I survey of close-ion giant planets hosted by M-K dwarf stars with GIANO-B.” [LINK AL PAPER], Guilluy, D’Arpa, Bonomo et al. 2024, Astronomy & Astrophysics, 686, A83.
• “Signatures of X-Ray-dominated Chemistry in the Spectra of Exoplanetary Atmospheres” [LINK AL PAPER], Locci, Aresu, Petralia et al. 2024, Planet. Sci. J., 5, 58.

 

Persone

	Cesare Cecchi Pestellini Ricercatore Email: cesare.cecchipestellini @inaf.it ORCID: 0000-0001-7480-0324		Mattia Claudio D’Arpa Ricercatore Email: mattia.darpa @inaf.it ORCID: 0009-0004-5914-7274
	Claudia Di Maio Ricercatore Email: claudia.dimaio @inaf.it ORCID: 0000-0002-8669-1150		Daniele Locci Ricercatore Email: daniele.locci @inaf.it ORCID: 0000-0002-9824-2336
	Antonio Maggio Ricercatore Email: antonio.maggio @inaf.it ORCID: 0000-0001-5154-6108		Giusi Micela Capo gruppo ExoPa Email: giusi.micela @inaf.it ORCID: 0000-0002-9900-4751
	Antonino Petralia Ricercatore Email: antonino.petralia @inaf.it ORCID: 0000-0002-9882-1020		Riccardo Spinelli Ricercatore Email: riccardo.spinelli @inaf.it ORCID: 0000-0001-5252-5042