Spettroscopia e ottica adattiva per la caratterizzazione di HR8799c
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L'applicazione dello spettrometro NIRSPEC sul Keck Observatory consente di confermare l'assenza di metano e la presenza di acqua nell'atmosfera del gigante gassoso che orbita intorno alla stella HR879


Fonte Ji Wang et al, Detecting Water in the Atmosphere of HR 8799 c with L-band High-dispersion Spectroscopy Aided by Adaptive Optics, The Astronomical Journal (2018)


Rappresentazione di HR8799. Credit: W. M. KECK OBSERVATORY/ADAM MAKARENKO/C. ALVAREZ
Rappresentazione diel sistema di HR8799 con il pianeta c in primo piano. Credit: W. M. KECK OBSERVATORY/ADAM MAKARENKO/C. ALVAREZ

La stella HR 8799 è l'unico sistema multi-planetario del quale abbiamo, ad oggi, immagine diretta e una animazione in grado di mostrare il moto dei pianeti orbitanti. 
HR-8799c è un giovane pianeta gassoso con una massa pari a circa 7 volte quella di Giove, in orbita intorno alla propria stella madre con periodo di 200 anni circa. Il Keck Observatory a Mauna Kea, Hawaii, ha puntato il pianeta per confermare la presenza di acqua in atmosfera unitamente alla mancanza di metano, dati già raccolti in passato ma ora confermati dalla potenza dell'ottica adattiva unita alla spettroscopia, un binomio che presto consentirà di caratterizzare pianeti piccoli alla ricerca di possibili forme di vita.

Animazione delle orbite del sistema HR8799. Crediti Keck
Animazione delle orbite del sistema HR8799. Crediti Keck

In aiuto, in tal senso, verrà il Thirty Meter Telescope, un telescopio gigante pianificato per la fine degli anni Venti nell'ambito di un progetto internazionale che comprenderà il Caltech, ma per adesso si cerca di migliorare la tecnica sfruttando le potenzialità del Keck, già adatte a evidenziare fisica e dinamica dei pianeti giganti. 
Gli strumenti utilizzati per lo studio sono il Near-Infrared cryogenic echelle Spectrograph (NIRSPEC), uno spettrometro ad alta risoluzione in infrarosso , accoppiato all'ottica adattiva del Keck, un metodo in grado di correggere gli effetti negativi delle turbolenze atmosferiche nelle immagini acquisite. L'accoppiata ha consentito una osservazione in L-band, pari a 3.5 micrometri circa, una lunghezza di onda sempre poco sfruttata visto che il cielo a questa frequenza appare decisamente troppo luminoso. 

L'assenza di metano riscontrata nel pianeta osservato potrebbe essere provocata da un miscelamento atmosferico indotto dalla convezione , qualora questo fosse in grado di provenire da strati molto pofondi del pianeta, dove il metano non è presente. 
La L-band è ottima anche per la misurazione del tasso carbonio/ossigeno, marcatore della formazione del pianeta. I pianeti si formano da un disco di materiale intorno alle stelle, a partire da un mix di idrogeno, ossigeno, molecole come acqua, monossido di carbonio e metano. Queste molecole congelano a diverse distanze dalla stella e misurando il tasso carbonio/ossigeno è possibile risalire alle origini.