2022PM4JLH – Know your little neighbours: characterizing low-mass stars and planets in the Solar neighbourhood
2022PM4JLH – Know your little neighbours: characterizing low-mass stars and planets in the Solar neighbourhood
CUP: C53D23001250006
PI: Jesus Maldonado
Le stelle di piccola massa, o nane M, costituiscono la componente stellare più numerosa nel vicinato solare. La caratterizzazione precisa di queste stelle è cruciale per qualsiasi studio che si occupi delle proprietà locali della Galassia. Allo stesso tempo, le nane M sono state riconosciute come obiettivi promettenti nella ricerca di piccoli pianeti con le potenziali capacità di ospitare la vita. Tuttavia, a differenza delle loro controparti di tipo solare, le proprietà stellari delle nane M sono poco vincolate. Le nane M sono deboli alle lunghezze d’onda ottiche e i loro spettri sono coperti da una foresta di linee molecolari che confondono o nascondono la maggior parte delle righe spettrali utilizzate nell’analisi delle stelle di tipo solare.
Il progetto PRIN “Conosci i tuoi piccoli vicini: caratterizzare stelle di piccola massa e pianeti nel vicinato solare” mira a una caratterizzazione della componente di piccola massa (sia nel dominio stellare che in quello sub-stellare) del vicinato solare. Prevediamo di sfruttare la squisita precisione del nuovo catalogo GAIA DR3 recentemente pubblicato per definire e caratterizzare un campione limitato in volume di nane M. Utilizzeremo i dati fotometrici (ad esempio TESS, SuperWASP) e spettroscopici disponibili (principalmente dagli archivi ESO e TNG).
Il nostro obiettivo primario è lo sviluppo di una metodologia robusta e omogenea per derivare i parametri stellari di base (temperatura efficace, gravità superficiale, metallicità, abbondanze chimiche) delle nane M. Prevediamo di applicare strumenti di apprendimento automatico (machine learning) e di analisi di big data (come ad esempio reti neurali, analisi delle componenti principali, inferenza Bayesiana) all’analisi dello spettro delle nane M. Alcune di queste tecniche sono state recentemente applicate con successo dal nostro team all’analisi degli spettri ottici ad alta risoluzione. Tuttavia, sono state testate solo su nane M precoci e luminose. Miriamo ad applicarle a spettri a risoluzione media e nel vicino infrarosso, in modo da poter analizzare l’intero regime di massa delle nane M. Prevediamo anche di sviluppare calibrazioni aggiornate delle relazioni raggio-massa e colore-temperatura efficace sfruttando i nuovi dati GAIA.
Utilizzeremo il set di dati omogeneo derivato sulle proprietà stellari per analizzare in dettaglio diversi argomenti interessanti nell’Astrofisica moderna. In particolare, l’identificazione delle stelle giovani tramite la loro appartenenza ad associazioni stellari e a giovani gruppi in movimento, il ruolo della metallicità e delle abbondanze chimiche stellari nell’attività della stella, o per analizzare se le relazioni attività stellare-rotazione-età stellare e flusso-flusso, note per valere per le stelle di tipo solare, si applichino anche alle nane M di tipo tardo completamente convettive.
Prevediamo anche di studiare come la frequenza dei pianeti giganti gassosi e rocciosi dipenda dalle proprietà stellari. Utilizzando le abbondanze chimiche della stella ospite come proxy, miriamo a determinare la composizione di esopianetiselezionati. I risultati di questi studi ci forniranno importanti vincoli per le teorie di formazione planetaria. È nostra intenzione rendere pubblici i dati ottenuti nell’ambito di questo progetto con un sito web dedicato, in modo che l’intera comunità possa beneficiare di questo sforzo.
Il nostro progetto raggiungerà i suoi obiettivi attraverso le attività integrate e coordinate di tre pacchetti di lavoro (WP):
WP1: Caratterizzazione stellare (Jesús Maldonado, Loredana Prisinzano, Ma del Carmen Ayala-Loera).
WP2: Attività stellare (Costanza Argiroffi, Jesús Maldonado, Giuseppe Leto, Loredana Prisinzano, Ettore Flaccomio, Claudio Germanà).
WP3: Esopianeti attorno a nane M (Laura Affer, Jesús Maldonado, Giuseppe Leto).