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Istituto Nazionale di Astrofisica

Istituto Nazionale di Astrofisica. Osservatorio astronomico di Brera. Universo in fiore – Corso base 2012-2013. I pianeti extrasolari. M ario Carpino Mario.Carpino@brera.inaf.it Osservatorio Astronomico di Brera. 23 gennaio 2013. Ordini di grandezza. Distanza Luminosità Massa.

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Presentation Transcript

  1. Istituto Nazionale di Astrofisica Osservatorio astronomico di Brera Universo in fiore – Corso base 2012-2013 I pianeti extrasolari Mario Carpino Mario.Carpino@brera.inaf.it Osservatorio Astronomico di Brera 23 gennaio 2013

  2. Ordini di grandezza Distanza Luminosità Massa

  3. Unità di distanza • 1 Unità Astronomica (AU) = 1.496 × 108 km = 149.6 milioni di km • (dimensioni del Sistema Solare ≈ 30-40 AU) • 1 anno luce = 63241 AU • (distanza stella più vicina ≈ 4.22 anni luce) • (diametro della Galassia ≈ 105 anni luce) • (distanza della galassia più vicina ≈ 2 × 106 anni luce)

  4. Luminosità La scala di magnitudine Magnitudine (“grandezza stellare”) = luminosità della stella espressa in scala logaritmica m = -2.5 log10L/L0 5 magnitudini = luminosità x 100

  5. Massa: unità di misura e limiti • massa terrestre (ME) = 5.97 × 1024 kg • massa di Giove (MJ) = 318 ME • massa del Sole (MS) = 333000 ME = 1047 MJ pianeta: M < 13 MJ nana bruna: 13 MJ < M < 70-80 MJ stella : 70-80 MJ < M

  6. Stella, nana rossa, nana bruna, pianeta

  7. Tappedellascoperta 1984: anello di polveri attorno a  Pictoris 1988: prima scoperta di un pianeta extrasolare ( Cephei, conferma 2003) 1992: primo pianeta attorno a una pulsar 1995: prima scoperta sicura (51 Pegasi) 2004: prima osservazione ottica diretta 2013: 859 pianeti, 676 sistemi planetari

  8. Anelli di polvere attorno ad altre stelle

  9. Anelli di polvere attorno ad altre stelle

  10. Anelli di polvere attorno ad altre stelle

  11. Meccanismo di formazionedei sistemi planetari

  12. Formazione del Sistema Solare - 1

  13. Formazione del Sistema Solare - 2 Collassando la nube accelera la sua velocità di rotazione per la conservazione del momento angolare

  14. Formazione del Sistema Solare - 3 Formazione del disco (veduta laterale)

  15. Formazione del Sistema Solare - 4

  16. Formazione del SistemaSolare - 5

  17. Struttura del Sistema Solare

  18. Struttura del Sistema Solare

  19. Differenze di composizione interna pianeti “terrestri” (interni) pianeti “giganti” (esterni)

  20. Gradiente di temperatura

  21. Metodi di detezione • spettroscopia (velocità radiale) • fotometria (occultazioni) • ritardi nei segnali di pulsar • astrometria di precisione • microlensing gravitazionale • immagini dirette: • ottiche adattive • interferometria (da terra e dallo spazio) • immagini nell’infrarosso termico

  22. Metodi di detezione Misure di velocità radiale (effetto Doppler)

  23. I pianeti si muovono attorno al Sole Ma è proprio vero che il Sole è immobile?

  24. M1 R1 = M2 R2

  25. Pianeta Stella

  26. Stella

  27. Scomposizione spettrale della luce

  28. Scomposizione spettrale della luce

  29. Radiazione di corpo nero

  30. Spettro della luce solare Spettri di alcuni elementi chimici

  31. EffettoDoppler (la frequenzadipendedallavelocitàradiale)

  32. Metodi di detezione Effetto Doppler

  33. Effetto Doppler: aspettiquantitativi La variazione di velocità radiale della stella: è proporzionalealla massa del pianeta; è maggiore per pianeti vicini alla stella (terzalegge di Keplero) non dipende dalla distanza della stella da noi(ma …) incertezza sull’inclinazione dell’orbita

  34. Metodo della velocità radiale • Permette di determinare: • periodo orbitale • semiasse maggiore dell’orbita • massa (limite inferiore) • forma dell’orbita (eccentricità)

  35. Metodi di detezione Metodo fotometrico (occultazioni)

  36. Metodi di detezione Fotometria (occultazioni)

  37. Sistema HD209458

  38. Sistema HD209458

  39. Sistema HD209458

  40. Sistema HD209458

  41. Sistema HD209458

  42. Sistema HD209458

  43. Sistema HD209458

  44. Sistema HD209458

  45. Fotometria: aspettiquantitativi La variazione di luminosità della stella: dipendedal diametro del pianeta (non dalla massa) non dipendedalla distanza del pianeta dalla stella non dipende dalla distanza della stella da noi(ma …) suggerisce l’inclinazione dell’orbita

  46. Metodo fotometrico • Permette di determinare: • periodo orbitale • semiasse maggiore dell’orbita • diametro del pianeta • orientazione dell’orbita

  47. COROT (COnvectionROtation and planetary Transits) (2007-2015?)

  48. COROT (COnvection ROtation and planetary Transits)

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