Presentati due metodi che permettono di stimare la copertura di regioni magnetiche attive in fotosfera. Lo studio: “Estimating Magnetic Filling Factors from Simultaneous Spectroscopy and Photometry: Disentangling Spots, Plage, and Network” di T. W. Milbourne (Harvard University) pubblicato da ApJ
Circa il 20% degli esopianeti scoperti finora (Ottobre 2021) è stato identificato tramite misure di velocità radiali (Fonte: https://exoplanets.nasa.gov/). Questo metodo si basa su osservazioni spettroscopiche di stelle con pianeti, mirate a misurare periodiche oscillazioni della stella tramite misure di effetto Doppler. Queste oscillazioni sono una conseguenza dell’interazione gravitazionale tra stella e pianeta durante l’orbita del pianeta attorno la stella. Intuitivamente, i segnali di velocità radiale dipendono dal rapporto tra la massa del pianeta e quella della stella: pianeti massicci attorno stelle di piccola massa producono segnali di velocità radiali più intensi e facili da misurare. I segnali di velocità radiale più piccoli, invece, ci permettono di trovare i pianeti meno massicci, come quelli di tipo terrestre.
A limitare la nostra capacità di misurare segnali di velocità radiali poco intensi sono soprattutto fenomeni prodotti dall’attività magnetica delle stelle, come macchie fotosferiche, plage e faculae. Ad esempio, un pianeta di tipo terrestre in orbita attorno ad una stella di tipo solare nella fascia di abitabilità (ossia ad una distanza dalla stella tale da avere acqua allo stato liquido in superficie) produce un segnale di velocità radiale di circa 10 cm/s, mentre il segnale di velocità radiale dovuto all’attività magnetica delle stelle può raggiungere 1 m/s.
L’unica stella in cui possiamo osservare i dettagli della superficie e quindi risolvere le regioni magneticamente attive è il Sole. Il team di ricercatori guidato dall’astronomo T. W. Milbourne (Università di Harvard e Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) ha analizzato diverse osservazioni di regioni attive del Sole al fine di sviluppare due metodi capaci di misurare la copertura della fotosfera solare dovuta alle regioni magneticamente attive e il loro contributo al segnale di velocità radiale. Le osservazioni sono state effettuate dal telescopio solare HARPS-N, che misura sia segnali spettroscopici emessi dalle regioni attive in cromosfera che segnali di velocità radiale del Sole, dal Total Irradiance Monitor del satellite SORCE (Solar Radiation and Climate Experiment), che fornisce serie temporali di misure dell’irradianza totale del Sole, e dallo strumento Helioseismic and Magnetic Imager montato sul satellite SDO (Solar Dynamics Observatory), da cui è possibile misurare la copertura delle regioni attive. Uno dei due metodi sviluppato dagli autori si basa sulla manipolazione delle serie temporali di misure di indici spettroscopici di attività cromosferica (l’S-index) e misure di irradianza totale. Il secondo metodo, invece, si basa su un approccio machine-learning a reti neuronali addestrato usando le osservazioni dell’attività magnetica solare. I due metodi permettono di stimare con precisione la copertura dovuta a regioni attive ed a ridurre il contributo dovuto all’attività magnetica ai segnali di velocità radiali di circa il 60%, facilitando l’identificazione dei segnali deboli dovuti ad esopianeti. Lo studio è descritto nell’articolo: “Estimating Magnetic Filling Factors from Simultaneous Spectroscopy and Photometry: Disentangling Spots, Plage, and Network“, recentemente pubblicato da The Astrophysical Journal. L’astronomo J. Maldonado dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo è tra i coautori dello studio.
La figura (cliccare qui per visualizzare l’immagine intera) mostra una mappa delle regioni attive nel Sole (macchie solari, plage, e network di faculae) ottenuta dallo strumento Helioseismic and Magnetic Imager.
Mario Giuseppe Guarcello ( segui mguarce) ( youtube)
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