A.N.S.U. - Il mistero del calore di Upsilon Andromedae B.

La parte più calda su Upsilon Andromedae B non si trova direttamente sotto la luce della propria stella, come ci si aspetterebbe.

Se mettiamo grossa roccia nera in orbita intorno al Sole per qualche ora, e poi andiamo a toccarla, ci aspetteremmo che la parte più calda della roccia sia quella diretta verso il Sole, giusto? Beh, se si parla di esopianeti le cose sono diverse, anche se ci si può aspettare che funzioni allo stesso modo. Una nuova analisi di uno dei sistemi planetari più studiati rivela che uno dei pianeti, che non è in questo caso una grande roccia nera, ma una palla di gas delle dimensioni di Giove, è molto più calda nel lato opposto alla stella.

Il sistema di Upsilon Andromedae, che si trova a 44 anni luce dalla Terra, nella costellazione dell'Andromeda, è un sistema planetario incentrato su una stella che è poco più calda del nostro Sole.

il pianeta più vicino alla stella, Upsilon Andromedae B, fu il primo esopianeta a cui venne rilevata la temperatura, con l'uso del telescopio spaziale a infrarossi Spitzer. Nel 2006 gli scienziati pensavano che questo pianeta fosse bloccato per forza di marea in orbita intorno alla sua stella, volgendogli sempre la stessa faccia(come fa la Luna con la Terra), mostrando cosi corrispondenti cambi in temperatura man mano che orbitava intorno alla stella. Cioè, mentre andava dietro la stella,fuori dalla nostra perspettiva, la faccia era più calda di quando non quando era davanti alla stella dalla nostra prospettiva. Abbastanza semplice no?

Ecco i risultati pubblicati nel 27 ottobre 2006, su Science :
http://arxiv.org

Ma a a quanto pare questo scenario termico non è quello che succede davvero. Brad Hansen, professore di Fisica e Astronomia alla UCLA, co-autore della ricerca pubblicata nel 2006 spiega che : "I risultati originali si basavano su solo qualche ora di dati, ottenuti all'inizio della missione per capire se questo tipo di misurazioni era possibile (è vicino al limite dello strumento usato). Dato che le osservazioni hanno suggerito che era possibile rilevare il pianeta, tutti sono stati premiate con un enorme quantità di dati da analizzare più in dettaglio."

Immagine della stella Upsilon Andromedae.

Le osservazioni di Upsilon Andromedae B sono state ottenute con Spitzer di nuovo nel Febbraio del 2009. Una volta che gli astronomi sono stati in grado di studiare per più tempo il pianeta, hanno scoperto qualcosa di strano, esattamente quanto caldo era il pianeta quando passava davanti alla stella dalla nostra prospettiva? Beh, molto più calda di quando ci si poteva mai aspettare, molto più di quanto quando passava nella parte opposta.

Ecco un animazione che mostra l'orbita del pianeta e la strana zona calda, mostrata qui come una serie di macchie luminose e arancioni sulla sua superficie, ma non direttamente sotto la luce del Sole.

Quello che gli astronomi hanno scoperto, e che devono ancora spiegare, è che c'è una zona calda a circa 80 gradi nella parta opposta della faccia del pianeta che è puntata verso la stella. In altre parole, la zona più calda del pianeta non è nella zona in cui il pianeta riceve la maggior parte della radiazione della sua stella.

Questa caratteristica non è in se una novità assoluta, come ha spiegato Hansen: "Ci sono diversi esopianeti osservati con simili zone calde, incluse alcune zone che si spostavano relativamente alla posizione della stella (un buon esempio è il sistema planetario HD189733b). La differenza principale in questo caso è che il cambio che osserviamo è il più grande conosciuto."

Upsilon Andromedae B non transita davanti alla sua stella dal nostro punto di vista della Terra. La sua orbita è inclinata di circa 30 gradi, quindi appare come se passasse sotto la stella. Questo significa che gli astronomi non possono usare la tecnica del transito per fare studi su questo esopianeta, per capire la sua orbita, ma piuttosto possono misurare l'attrazione che il pianeta esercita sulla stella. E' stato determinato che Upsilon Andromedae B orbita la sua stella ogni 4.6 giorni, ha una massa che è circa 0.69 quella di Giove, e ha un raggio che è circa 1.3 quello di Giove.

Avevamo già parlato all'inizio di quest'anno delle pazzesche caratteristiche di questo pianeta e del sistema Upsilon Andremedae.

Quindi cosa esattamente potrebbe causare questa stranissima zona calda sul pianeta? Gli autori suggeriscono che si tratta di venti equatoriali, simili a quelli che si osservano su Giove, che potrebbero trasferire calore intorno al pianeta.

Visualizzazione grafica della zona calda nell'orbita del pianeta intorno alla stella.

"Nel punto sub-stellare(il più vicino alla stella) la quantità di radiazione che viene assorbita è al massimo, quindi il gas li è riscaldato molto di più. Cosi avrà la tendenza di andare via dalla regione calda verso le regioni più fredde. Questo, insieme alla rotazione, darà ai venti una struttura simile all'aliseo che porterà il gas intorno al pianeta. La grande incertezza è come viene eventualmente dissipata l'energia. Il fatto che osserviamo una macchia calda a grosso modo 90°, suggerisce che questo avviene abbastanza vicino alla zona del terminatore(il margine tra giorno e notte). In qualche modo, i venti fluiscono dal punto sub-stellare e poi finiscono per dissiparsi quando si avvicinano la zona notturna. Pensiamo che questo potrebbe avvenire per via di qualche tipo di onda d'urto." ha spiegato Hansen.

Hansen ha anche detto che non sanno con certezza quanto è grande la zona calda. "Abbiamo solo una misurazione molto cruda a riguardo, quindi nel modello abbiamo inserito i due emisferi, uno più caldo dell'altro. Anche se facessimo la macchia più piccola, rendendola corrispondentemente calda, si arriverebbe allo stesso effetto."

La più recente ricerca a riguardo, che vede una collaborazione tra astronomi della Gran Bretagna e degli US sarà a breve pubblicata nel "Astrophysical Journal". Se invece volete trovare nel cielo Upsilon Andromedae, ecco una mappa stellare.