Bernagozzi i pianeti extrasolari
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Parte I
I PIANETI EXTRASOLARI
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Ci sono infiniti mondi,
sia simili che diversi
dal nostro.
Poiché gli atomi sono
infiniti in numero,
come già dimostrato,
non esiste alcun
ostacolo ad una infinità
di mondi. Epicuro
(341-270 a. C.)
In alcuni mondi
non ci sono
il Sole a la Luna,
in altri sono più grandi
che nel nostro mondo,
e in altri ancora più
numerosi.
Democrito
(~460-370 a. C.)
Giordano Bruno
(1548-1600)
Sono dunque soli
innumerabili, sono terre
infinite, che similmente
circuiscono quei soli;
come veggiamo questi
sette circuire questo sole
a noi vicino.
…finché qualcosa cambierà
finché nessuno ci darà
una terra promessa,
un mondo diverso…
Eros Ramazzotti
(grazie al collega Mario Damasso per la felice intuizione)
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Mondi di altre stelle?
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Le stelle brillano di luce propria
e un pianeta è immerso nella luce della sua stella...
... ma proprio la luce della stella che non ci fa vedere
direttamente il pianeta può indicarcene la presenza
indirettamente
![Page 6: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/6.jpg)
Lo spettro
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... la loro temperatura superficiale
Lo spettro delle stelle ci dice...
![Page 8: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/8.jpg)
Lo spettro delle stelle ci dice...
... la loro composizione chimica
![Page 9: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/9.jpg)
Lo spettro delle stelle ci dice...
... il loro moto nello spazio
![Page 10: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/10.jpg)
Effetto Doppler
Spettro di riferimento
in laboratorio
Sorgente stazionaria:
spettro invariato
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Sorgente in avvicinamento:
spostamento verso il blu
blueshift
Effetto Doppler
Spettro di riferimento
in laboratorio
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Sorgente in recessione:
spostamento verso il rosso
redshift
Effetto Doppler
Spettro di riferimento
in laboratorio
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Effetto Doppler e pianeti extrasolari
http://www.eso.org/public/videos/eso1035g/
![Page 14: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/14.jpg)
Dalla variazione periodica nel tempo
dello spostamento relativo /
si ricavano:
• l’indicazione della presenza di un compagno
in orbita attorno alla stella osservata
• la velocità con cui la stella oscilla attorno
al baricentro comune del sistema, da cui
stimare la massa del compagno
• il periodo di rivoluzione del compagno
che orbita intorno alla stella osservata,
da cui stimare la distanza orbitale
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Campbell, William W.; Curtis, Heber D. “First Catalogue of Spectroscopic
Binaries”, Lick Observatory Bulletin n. 79, v. 3, pp. 136-146 (1904)
Effetto Doppler e pianeti nel... 1904!!!
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Astronomia con l’effetto Doppler
Roger
Griffin
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Cacciatori di pianeti
Bruce Campbell
& Gordon Walker
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Geoffrey Marcy
& R. Paul Butler William Cochran
& Artie Hatzes
Cacciatori di pianeti
![Page 19: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/19.jpg)
Nessuna preda!
Walker, Gordon A. H.; Walker, Andrew R.; Irwin, Alan W.; Larson, Ana M.; Yang,
Stephenson L. S.; Richardson, Derek C. “A Search for Jupiter-Mass Companions
to Nearby Stars”, Icarus, 116, pp. 359-375 (1995)
![Page 20: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/20.jpg)
Intanto, a Ginevra...
![Page 21: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/21.jpg)
Michel
Mayor
Didier
Queloz
Intanto, a Ginevra...
![Page 22: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/22.jpg)
Si va in Provenza
![Page 23: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/23.jpg)
1.93m
ELODIE
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Fibre ottiche
![Page 25: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/25.jpg)
CCD
![Page 26: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/26.jpg)
Software
![Page 27: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/27.jpg)
La costellazione di Pegaso
![Page 28: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/28.jpg)
La costellazione di Pegaso
![Page 29: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/29.jpg)
La costellazione di Pegaso
![Page 30: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/30.jpg)
Spettro ad alta risoluzione
![Page 31: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/31.jpg)
Oscillazione in velocità radiale
![Page 32: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/32.jpg)
51 Pegasi b (1995)
Mayor, Michel; Queloz, Didier “A Jupiter-mass companion to
a solar-type star”, Nature, v. 378, pp. 355-359 (1995)
![Page 33: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/33.jpg)
PSR B 1257+12 (1992)
![Page 34: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/34.jpg)
Aleksander
Wolszczan
Dale Frail
PSR B 1257+12 (1992)
![Page 35: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/35.jpg)
PSR B 1257+12 (1992)
![Page 36: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/36.jpg)
PSR B 1257+12 B e C:
i primi pianeti extrasolari
Wolszczan, Aleksander; Frail, Dale A. “A Planetary System around the Millisecond
Pulsar PSR 1257+12”, Nature, v. 355, pp. 145-147 (1992)
![Page 37: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/37.jpg)
51 Pegasi b: il primo pianeta
di una stella simile al Sole
![Page 38: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/39.jpg)
Terra Venere Mercurio
51 Peg b
![Page 40: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/40.jpg)
Un “giove bollente”
![Page 41: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/41.jpg)
Evaporazione
di un pianeta?
![Page 42: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/42.jpg)
I pianeti giganti nel Sistema Solare
![Page 43: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/43.jpg)
La formazione del Sistema Solare
![Page 44: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/44.jpg)
Boss, Alan P. “Proximity of Jupiter-Like Planets to Low-Mass
Stars”, Science, n. 5196, v. 267, pp. 360-362 (1995)
![Page 45: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/45.jpg)
Migrazione planetaria
![Page 46: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/46.jpg)
La formazione del Sistema 51 Pegasi
![Page 47: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/47.jpg)
Struve, Otto “Proposal for a Project of High-Precision Stellar
Radial Velocity Work”, The Observatory, 72, pp. 199-200 (1952)
![Page 48: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/48.jpg)
Goldreich, Peter; Tremaine, Scott “Disk-Satellite Interactions”,
The Astrophysical Journal v. 241, pp. 425-441 (1980)
![Page 49: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/49.jpg)
Gamma Cephei Ab (1988) e HD 114762 b (1989)
70 Virginis b (1996) e 47 Ursae Majoris b (1996)
![Page 50: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/50.jpg)
Un mondo
alieno
![Page 51: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/51.jpg)
“The only truly alien planet is Earth.”
James G. Ballard, “Which way to inner space?”
sulla rivista New Worlds, n. 118, maggio 1962
![Page 52: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/52.jpg)
Parte II
LA RICERCA
SUI PIANETI EXTRASOLARI
A SAINT-BARTHÉLEMY
![Page 53: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/53.jpg)
Lassù, nella valle di Saint-Barthélemy...
Lignan
![Page 58: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/58.jpg)
![Page 59: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/59.jpg)
I metodi per scoprire pianeti extrasolari
![Page 60: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/60.jpg)
Le stelle brillano di luce propria
e un pianeta è immerso nella luce della sua stella...
... ma proprio la luce della stella che non ci fa vedere
direttamente il pianeta può indicarcene la presenza
indirettamente
![Page 61: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/61.jpg)
Il metodo fotometrico del transito
![Page 62: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/62.jpg)
http://www.eso.org/public/videos/eso50lightintensityexo/
Il metodo fotometrico del transito
![Page 63: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/63.jpg)
Dalla variazione periodica nel tempo
del flusso luminoso relativo ΔF/F
si ricavano:
• l’indicazione della presenza di un compagno
in orbita attorno alla stella osservata
• il raggio del compagno rispetto
al raggio della stella osservata
• il periodo di rivoluzione del compagno
che orbita intorno alla stella osservata,
da cui stimare la distanza orbitale
![Page 64: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/64.jpg)
Se di un pianeta extrasolare si ha
la massa stimata con il metodo spettroscopico
e il raggio stimato con il metodo fotometrico
allora si può ricavare la densità
del pianeta extrasolare, da cui trarre
indicazioni sulla composizione chimica
e la struttura interna... senza averlo visto!
![Page 65: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/65.jpg)
Struve, Otto “Proposal for a Project of High-Precision Stellar
Radial Velocity Work”, The Observatory, 72, pp. 199-200 (1952)
![Page 66: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/66.jpg)
David
Charbonneau
A Harvard, nel 1999...
![Page 67: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/67.jpg)
HD 209458 b (1999)
Charbonneau, David; Brown, Timothy; Latham, David W.;
Mayor, Michel “Detection of Planetary Transits Across a Sun-
like Star”, Astrophysical Journal, v. 529, L45-L48 (2000)
![Page 68: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/68.jpg)
HD 209458 b: il primo pianeta
completamente caratterizzato
![Page 70: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/70.jpg)
Il Sistema Solare e la vita
![Page 71: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/71.jpg)
Il Sole, la nostra stella
![Page 72: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/72.jpg)
Quante stelle nella Via Lattea, la nostra galassia?
Noi siamo qui
![Page 73: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/73.jpg)
Le stelle non sono tutte uguali
Stelle
nane
Nella fase di sequenza principale (stella nana)
il collasso gravitazionale dovuto all’attrazione
tra le particelle che formano la stella
è equilibrato dall’energia sprigionata
nella regione centrale dell’astro, dove avviene
la fusione nucleare dell’idrogeno in elio:
è in questa situazione che ogni stella trascorre
la maggior parte della propria esistenza
![Page 74: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/74.jpg)
0,1 0,7 1 2 3 4
La massa determina l’evoluzione di una stella
Stelle
nane
Rapporto tra la massa della stella e la massa del Sole
![Page 75: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/75.jpg)
The Solar Neighbourhood in 3D: 2235 objects in 2072 star systems known
within 25 parsecs (81.3 light years) in the RECONS database as of 2011
![Page 76: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/76.jpg)
La stelle nane di tipo M o nane rosse:
massa, dimensioni e luminosità inferiori a quelle del Sole
![Page 77: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/77.jpg)
Il concetto di ‘zona abitabile’
![Page 78: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/78.jpg)
La ‘zona abitabile’ in un sistema planetario:
acqua allo stato liquido
![Page 80: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/80.jpg)
![Page 81: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/81.jpg)
La stella Kepler 11 e il suo sistema planetario
![Page 82: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/82.jpg)
Progetto APACHE a Saint-Barthélemy
“A PAthway toward the Characterization
of Habitable Earths”
![Page 83: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/83.jpg)
Pianeti extrasolari di tipo terrestre
nella zona abitabile di stelle nane rosse (tipo M)
nelle vicinanze del Sole
![Page 84: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/84.jpg)
luglio 2008:
we have
a dream...
![Page 85: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/85.jpg)
gennaio 2013: la schiera completa
![Page 86: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/86.jpg)
La danza notturna dei telescopi di APACHE
![Page 89: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/89.jpg)
“La prima generazione nell’intera storia dell’umanità
che potrebbe scoprire un’altra Terra”
![Page 90: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/90.jpg)
![Page 91: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/91.jpg)
![Page 92: Bernagozzi i pianeti extrasolari](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052621/558649bcd8b42afa758b45e4/html5/thumbnails/92.jpg)
Parte III
I PIANETI EXTRASOLARI
A SCUOLA: IL BRUNOMETRO