Rilevazione e parametri fondamentali

La ricerca degli esopianeti rappresenta una delle frontiere più dinamiche e affascinanti dell’astrofisica, con più di 6000 mondi confermati che mostrano caratteristiche molto differenti tra loro, dalle dimensioni alla massa fino ai periodi orbitali.

L’individuazione e lo studio degli esopianeti si basano principalmente su due tecniche osservative: i transiti e le velocità radiali. Il metodo dei transiti consiste nella misurazione dei cali periodici della luminosità stellare generati dall’occultazione planetaria, permettendo di ricavare il raggio del pianeta. La tecnica delle velocità radiali sfrutta invece l’effetto Doppler per misurare le minuscole oscillazioni nello spettro della stella indotte dalla presenza del pianeta, consentendo di calcolarne la massa. Le due tecniche lavorano in sinergia, perché incrociando massa e raggio si ottiene la densità media del pianeta, parametro cruciale per distinguere i giganti gassosi dai mondi rocciosi.

 

Questi metodi sono utili per rivelare pianeti che orbitano molto vicini alla loro stella (fino a periodi orbitali di alcune centinaia di giorni). Per indagare i sistemi con pianeti più distanti, viene utilizzato il metodo dell’astrometria che misura le piccole variazioni nella posizione della stella nel cielo causate dalla presenza di compagni, grazie ai dati del satellite ESA Gaia.

 

 

Le caratteristiche dei pianeti variano anche in base al tipo di stella attorno alla quale orbitano.

Un interesse particolare è rivolto alle stelle nane di tipo M: le più piccole, fredde e numerose della nostra Galassia. Queste loro caratteristiche facilitano l’individuazione dei pianeti rocciosi nella loro zona di abitabilità (per approfondire Stellar Parameters of Early M Dwarfs from Ratios of Spectral Features at Optical Wavelengths [link] e The Abundance Signature of M-dwarf Stars with Planets [link]).

 

 

Il Gruppo EXOPA è coinvolto in molti progetti legati alla ricerca e caratterizzazione dei pianeti extrasolari attraverso l’uso di queste tecniche. Questo approccio integrato svela le caratteristiche e l’architettura dei sistemi planetari, che rappresenta la base per proseguire il loro studio utilizzando ulteriori metodologie (ad esempio lo studio delle atmosfere planetarie [link] o la presenza di attività stellare [link] che può generare importanti interazioni col pianeta [link])

 

Le attività del Gruppo EXOPA

 

Il Gruppo EXOPA ha un coinvolgimento molto attivo nella collaborazione GAPS fin dal 2012, che lavora principalmente con le osservazioni ottenute con lo spettrografo HARPS-N del Telescopio Nazionale Galileo (TNG). All’interno di GAPS, partecipiamo a diversi sotto-programmi, alcuni dei quali gestiti da noi. In particolare, contribuiamo ai programmi dedicati alla rivelazione e studio di:

• pianeti attorno alle stelle nane M (Collaborazione HADES con l’Istitut de Ciències de l’Espai (ICE) e l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC))
• pianeti attorno a stelle giovani identificati col satellite NASA-TESS
• pianeti di taglia nettuniana identificati col satellite NASA-TESS
• pianeti di piccola taglia che saranno oggetto delle osservazioni del futuro satellite ESA-Ariel (Large Program “ArMS”)
• pianeti di piccola taglia nelle regioni interne di sistemi che ospitano pianeti giganti trovati dal satellite ESA-Gaia (Large Program “GFU”)

Molti altri studi sono stati presentati dai ricercatori EXOPA sfruttando dati ottenuti con strumentazione da terra (oltre che HARPS-N@TNG anche altri spettrografi come HARPS@ESO-3.6m, ESPRESSO@ESO-VLT, …) e dallo spazio (NASA-Kepler/K2, NASA-TESS, …), oppure da dati di archivio.

 

Referenze principali

 

• “HADES RV program with HARPS-N at the TNG GJ 3998: An early M-dwarf hosting a system of super-Earths” [LINK AL PAPER], Affer, Micela, Damasso et al. 2016, Astronomy & Astrophysics, 593, A117
• “Constraints on the mass and on the atmospheric composition and evolution of the low-density young planet DS Tucanae A b” [LINK AL PAPER], Benatti, Damasso, Borsa et al. 2021, Astronomy & Astrophysics, 650, A66
• “HADES RV programme with HARPS-N at TNG. XIV. A candidate super-Earth orbiting the M-dwarf GJ 9689 with a period close to half the stellar rotation period” [LINK AL PAPER], Maldonado, Petralia, Damasso et al. 2021, Astronomy & Astrophysics, 651, A93
• “The GAPS Programme at TNG. XLII. A characterisation study of the multi-planet system around the 400 Myr-old star HD 63433 (TOI-1726)” [LINK AL PAPER], Damasso, Locci, Benatti et al. 2023, Astronomy & Astrophysics, 672, A126
• “True masses using radial velocity data with HIPPARCOS and Gaia astrometry” [LINK AL PAPER], Piccinini, Petralia, Sozzetti et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, 707, A104
• “The GAPS Programme at TNG: LXXIII. Confirmation of the hot sub-Neptune TOI-4602 b (HD 25295 b), a key target for future atmospheric characterization” [LINK AL PAPER], Di Maio, Benatti, Locci et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, 709, A270

 

 

Persone

	Laura Affer Ricercatore Email: laura.affer @inaf.it ORCID: 0000-0001-5600-3778		Serena Benatti Ricercatore Email: serena.benatti @inaf.it ORCID: 0000-0002-4638-3495
	Claudia Di Maio Ricercatore Email: claudia.dimaio @inaf.it ORCID: 0000-0002-8669-1150		Valerio Fardella Dottorando Email: valerio.fardella @inaf.it ORCID: 0009-0009-5639-4022
	Caterina Guerra Borsista Email: caterina.guerra @inaf.it ORCID: –		Jesus Maldonado Ricercatore Email: jesus.maldonado @inaf.it ORCID: 0000-0002-2218-5689
	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
	Giulia Piccinini Dottoranda Email: giulia.piccinini @inaf.it ORCID: 0009-0008-1256-8273