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PIANETI EXTRASOLARI
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Cosa sono i pianeti extrasolari?
I pianeti extrasolari (esopianeti) sono corpi planetari che orbitano attorno a stelle diverse dal nostro Sole. Sono quindi “pianeti esterni” al Sistema Solare. La loro scoperta ha rivoluzionato la nostra comprensione della formazione e diversità dei sistemi planetari.
Come si scoprono i pianeti extrasolari?
Ci sono diversi metodi per individuare esopianeti:
Metodo del transito: si osserva la diminuzione periodica della luminosità di una stella quando un pianeta passa davanti (transita) alla sua superficie, oscurandola leggermente. Questo metodo è stato molto efficace, grazie a telescopi spaziali come Kepler e TESS.
Metodo della velocità radiale (effetto Doppler): si misura la variazione della velocità della stella lungo la linea di vista causata dall’attrazione gravitazionale del pianeta, tramite lo spostamento delle righe spettrali.
Immagine diretta: è raro, ma alcuni esopianeti molto grandi e lontani dalla loro stella sono stati fotografati direttamente.
Microlensing gravitazionale: utilizza la deviazione della luce di una stella lontana causata dalla gravità di un pianeta che passa davanti.
Caratteristiche dei pianeti extrasolari
Dimensioni e massa: variano da pianeti rocciosi più piccoli della Terra, a giganti gassosi molto più grandi di Giove.
Orbita: alcune orbite sono molto eccentriche o molto vicine alla loro stella (es. “Gioviani caldi”), altre più simili a quelle planetarie del Sistema Solare.
Composizione: si ipotizza che esistano pianeti rocciosi, gassosi, ghiacciati e persino “pianeti oceanici” o “super-Terre”.
Classi di pianeti extrasolari
Gioviani caldi: giganti gassosi che orbitano molto vicini alla loro stella, con temperature molto alte.
Super-Terre: pianeti rocciosi più grandi della Terra ma più piccoli di Nettuno.
Pianeti terrestri: simili alla Terra per dimensioni e composizione.
Pianeti freddi o ghiacciati: orbitano lontano dalla loro stella e possono avere atmosfere ricche di gas volatili.
1. Gioviani caldi
Giganti gassosi simili a Giove ma che orbitano molto vicino alla loro stella, con orbite molto brevi (giorni o poche settimane).
Esempi:
51 Pegasi b (primo esopianeta scoperto attorno a una stella simile al Sole, 1995)
WASP-12b (già citato, estremo per temperatura e dimensioni gonfie)
HD 209458 b (Osiris)
2. Super-Terre
Pianeti rocciosi o misti più grandi della Terra ma più piccoli di Nettuno, spesso con massa tra 1 e 10 volte quella terrestre. Alcuni possono avere atmosfera densa e oceani.
Esempi:
55 Cancri e (lava planet)
Kepler-186 f (nella zona abitabile)
Gliese 581d
3. Mini-Nettuno
Pianeti con dimensioni e massa tra quelle di Nettuno e quelle di super-Terre, con atmosfera spessa di gas.
Esempi:
Kepler-22b
Alcuni pianeti del sistema TRAPPIST-1 (anche se più rocciosi)
4. Pianeti terrestri
Simili alla Terra per dimensioni e composizione, rocciosi e potenzialmente abitabili.
Esempi:
Proxima Centauri b
Pianeti di TRAPPIST-1 situati nella zona abitabile della stella più vicina al sole.
5. Pianeti freddi o ghiacciati
Pianeti più lontani dalle loro stelle, con temperature basse e spesso composizione con ghiacci e gas.
Esempi:
Alcuni pianeti di lungo periodo scoperti da microlensing gravitazionale
Pianeti simili a Urano e Nettuno in altri sistemi.
Importanza della ricerca sugli esopianeti
Capire come si formano i sistemi planetari.
Cercare pianeti potenzialmente abitabili.
Studiare atmosfere e condizioni che potrebbero ospitare forme di vita.
Missioni spaziali dedicate
Kepler: ha scoperto migliaia di pianeti extrasolari e ha trasformato la nostra conoscenza.
TESS: telescopio spaziale attivo che monitora stelle vicine per nuovi pianeti.
James Webb Space Telescope (JWST): ora operativo, permette di studiare le atmosfere di esopianeti.
Gli esopianeti più famosi studiati dalla comunità scientifica
51 Pegasi b – Il primo Giove caldo
Tipo: Giove caldo
Massa: Circa 0,47 masse gioviane
Orbita: 4,2 giorni
Importanza: Prima scoperta di un esopianeta attorno a una stella simile al Sole, nel 1995. Ha rivoluzionato la nostra comprensione della formazione planetaria.
55 Cancri e – Il pianeta di lava
Tipo: Super-Terra rocciosa
Massa: 8,6 masse terrestri
Orbita: 0,736 giorni
Caratteristiche: Superficie probabilmente ricoperta da oceani di lava fusa. È stato il primo esopianeta a mostrare una superficie mappata direttamente.
Proxima Centauri b – Il più vicino alla Terra
Tipo: Pianeta roccioso
Massa: Circa 1,3 masse terrestri
Orbita: 11,2 giorni
Importanza: Situato nella zona abitabile della stella più vicina al nostro sistema solare, a soli 4,24 anni luce. La sua vicinanza lo rende un obiettivo primario per future missioni di esplorazione.
TRAPPIST-1 – Un sistema con sette mondi simili alla Terra
Tipo: Sistema planetario
Caratteristiche: Composto da sette pianeti rocciosi, di cui almeno tre nella zona abitabile. La loro scoperta ha suscitato grande interesse per la ricerca di vita extraterrestre.
K2-18 b – Un oceano sotto un'atmosfera sottile
Tipo: Sub-nettuniano
Massa: Circa 8 masse terrestri
Orbita: 33 giorni
Caratteristiche: Situato nella zona abitabile, con evidenze di vapore acqueo nella sua atmosfera. Recenti osservazioni hanno rilevato la presenza di metano, anidride carbonica e solfuro di dimetile, una possibile biofirma.
51 Eridani b – Un giovane Giove
Tipo: Giove giovane
Massa: Circa 9 masse gioviane
Caratteristiche: Atmosfera ricca di metano, con temperature di circa 700 K. La sua giovane età e composizione lo rendono un laboratorio naturale per studiare la formazione planetaria.
Teegarden b – Il più simile alla Terra
Tipo: Pianeta roccioso
Massa: Circa 1,05 masse terrestri
Orbita: 4,9 giorni
Importanza: Ha un indice di similarità terrestre (ESI) di 0,95, il più alto tra gli esopianeti conosciuti, e si trova nella zona abitabile della stella di Teegarden.
WASP-12b – Il pianeta che evapora
Tipo: Giove caldo
Massa: Circa 1,4 masse gioviane
Orbita: 1,1 giorni
Caratteristiche: Temperatura superficiale superiore a 2500 °C, con una atmosfera che si sta rapidamente evaporando a causa della vicinanza alla stella.
Kepler-452b
Tipo: Super-Terra
Massa: Non misurata con precisione, stimata intorno a 5 masse terrestri
Raggio: Circa 1,6 volte quello terrestre
Orbita: 385 giorni attorno a una stella simile al Sole
Caratteristiche: È stato chiamato “cugino anziano della Terra” perché orbita nella zona abitabile di una stella simile al Sole, ma più vecchia di circa 1,5 miliardi di anni. Potrebbe avere condizioni favorevoli alla vita.
HD 40307g
Tipo: Super-Terra
Massa: Circa 7 masse terrestri
Orbita: 197,8 giorni attorno a una nana arancione
Caratteristiche: Si trova nella fascia abitabile della sua stella e potrebbe avere acqua liquida, rendendolo un candidato interessante per la ricerca di vita extraterrestre.
LHS 1140 b
Tipo: Super-Terra rocciosa
Massa: Circa 6,6 masse terrestri
Raggio: Circa 1,7 volte la Terra
Orbita: 24,7 giorni attorno a una nana rossa
Caratteristiche: Pianeta considerato promettente per l’abitabilità grazie alla sua posizione nella zona abitabile e alle dimensioni. Ha una superficie solida e potrebbe avere un’atmosfera.
GJ 1214 b
Tipo: Mini-Nettuno
Massa: Circa 6,5 masse terrestri
Raggio: Circa 2,7 volte la Terra
Orbita: 1,58 giorni attorno a una nana rossa
Caratteristiche: Uno dei primi mini-Nettuno scoperti, con una densa atmosfera probabilmente ricca di nubi o nebbia, difficile da analizzare ma fondamentale per capire la composizione di questo tipo di pianeti.
HD 189733 b
Tipo: Giove caldo
Massa: Circa 1,1 masse gioviane
Orbita: 2,2 giorni attorno a una stella simile al Sole
Caratteristiche: Atmosfera ricca di sodio, con venti molto forti e tempeste di vetro che soffiano a migliaia di km/h. È uno degli esopianeti più studiati per l’analisi atmosferica.
Gliese 667 Cc
Tipo: Super-Terra
Massa: Circa 4,5 masse terrestri
Orbita: 28 giorni attorno a una nana rossa in un sistema triplo
Caratteristiche: Si trova nella zona abitabile e fa parte di un sistema complesso con più stelle, un caso affascinante per studiare dinamiche planetarie e potenziale abitabilità.
Kepler-62f
Tipo: Super-Terra
Massa: Stimata intorno a 2,8 masse terrestri
Raggio: Circa 1,4 volte la Terra
Orbita: 267 giorni attorno a una nana arancione
Caratteristiche: Situato nella zona abitabile, considerato uno dei migliori candidati per la presenza di acqua liquida.
Tau Ceti e i suoi pianeti
Tipo: Sistema con più pianeti rocciosi e super-Terre
Distanza: Circa 12 anni luce
Caratteristiche: Alcuni pianeti si trovano nella fascia abitabile, la stella è simile al Sole e relativamente vicina.
Ross 128 b
Tipo: Pianeta roccioso
Massa: Circa 1,35 masse terrestri
Orbita: 9,9 giorni attorno a una nana rossa
Caratteristiche: Vicino e nella zona abitabile, con una stella meno attiva rispetto ad altre nane rosse, quindi buone possibilità di abitabilità.
Gliese 163 c
Tipo: Super-Terra
Massa: Circa 7 masse terrestri
Orbita: 26 giorni
Caratteristiche: Si trova nella zona abitabile della sua stella nana rossa, con possibilità di atmosfera.
HD 97658 b
Tipo: Super-Terra o mini-Nettuno
Massa: Circa 8 masse terrestri
Orbita: 9,5 giorni
Caratteristiche: Ha un’atmosfera densa e potrebbe avere acqua liquida sotto forma di oceani o nubi.
Kepler-11 system
Tipo: Sistema con sei pianeti
Caratteristiche: Tutti pianeti più grandi della Terra ma più piccoli di Nettuno, con orbite ravvicinate e caratteristiche uniche. È uno dei sistemi planetari più compatti mai scoperti.
HD 40307 b, c, d
Tipo: Sistema di super-Terre
Caratteristiche: Tre pianeti rocciosi di massa compresa tra 4 e 7 masse terrestri, alcuni nella zona abitabile della loro stella.
K2-3 system
Tipo: Sistema con tre pianeti rocciosi
Caratteristiche: Pianeti che orbitano attorno a una nana rossa, con possibilità di atmosfere sottili e potenziale abitabilità.
Luyten b (GJ 273b)
Tipo: Super-Terra
Massa: Circa 2,9 masse terrestri
Orbita: 18,6 giorni
Caratteristiche: Pianeta nella zona abitabile di una nana rossa vicina, considerato un candidato per la ricerca di vita.
Kapteyn b
Tipo: Super-Terra
Massa: Circa 4,8 masse terrestri
Orbita: 48,6 giorni
Caratteristiche: Pianeta potenzialmente abitabile in un sistema stellare molto vecchio, interessante per studi sulla vita primordiale.