istituto nazionale di astrofisica

Istituto Nazionale di Astrofisica

Osservatorio astronomico di Brera

Universo in fiore

30 ottobre 2013

Il Sistema Solare e i sistemi (extra)solari

Mario Carpino

Mario.Carpino@brera.inaf.it INAF-Osservatorio Astronomico di Brera

Sommario

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

1. Struttura del Sistema Solare odierno

2. La formazione del Sistema Solare

3. Cenni di spettroscopia

4. I pianeti extrasolari

1Struttura del Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Struttura del Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Struttura del Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Il Sistema Solare interno

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Struttura del Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Asteroidi: fascia principale e Troiani

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Oggetti transnettuniani (Kuiper belt)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Near Earth Asteroids (NEA)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Marte

Terra

2La formazione

del Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Nubi molecolari giganti

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Nubi molecolari giganti

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Nubi molecolari giganti

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Abbondanza cosmica di elementi

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Idrogeno (H): 74 %

Elio (He): 24 %

altri elementi: 2 %

Abbondanza cosmica di elementi

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Idrogeno (H): 74 %

Elio (He): 24 %

altri elementi: 2 %

Contrazione della protonebulosa solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Contrazione della protonebulosa solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Dischi protoplanetari

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Dischi protoplanetari

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Dischi protoplanetari

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Il proto-Sole: una stella T Tauri

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Stelle T Tauri

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Campi magnetici nelle stelle T Tauri

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Accrezione dei protopianeti

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Accrezione nel Sistema Solare interno

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

1. coagulazione delle polveri in planetesimi (1-10 km)2. runaway growth: formazione di embrioni planetari

(0,01-0,1 M)3. fusione degli embrioni in un protopianeta

Accrezione nel Sistema Solare esterno

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

1. minore densità di materiale (maggiore spessore del disco)

2. più lunga permanenza del materiale (minore intensità del vento solare)

3. periodi orbitali più lunghi

Più lenta che nel Sistema Solare interno, per diversi motivi:

Gradiente di temperatura

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Differenze di composizione interna

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

pianeti “terrestri”(interni)

pianeti “giganti”(esterni)

3Cenni di spettroscopia

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Radiazione elettromagnetica

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Decomposizione spettrale

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Spettro continuo (di corpo nero)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

1. È prodotto dall’agitazione termica degli atomi2. Tutte le lunghezze d’onda sono presenti (con diversa intensità)3. Il picco dello spettro dipende dalla temperatura

Righe spettrali

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Spettro di una stella

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Effetto Doppler

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Effetto Doppler

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Spettroscopia: concetti fondamentali

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Dallo spettro di una stella è possibile determinare:

1. temperatura superficiale2. massa3. composizione chimica4. velocità radiale (avvicinamento o allontanamento)

4I pianeti extrasolari

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

I pianeti extrasolari sono (quasi) invisibili

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Effetti della turbolenza atmosferica

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Metodi di detezione

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

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

I pianeti si muovono attorno al Sole?

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Detezione per effetto Doppler

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Curva di velocità radiale (HD187123)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

M 0,52 MGiove a = 0,042 AU periodo = 3,09 d e = 0,03

Curva di velocità radiale (16 Cyg B)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

M 1,5 MGiove a = 1,72 AU periodo = 804 d e = 0,63

Seconda legge di Keplero

Mario Carpino, 26 ottobre 2011Geografia astronomica

Il raggio vettore del pianeta descrive aree uguali in tempi uguali

Curva di velocità radiale ( And)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Metodo della velocità radiale

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Permette di determinare:

• periodo orbitale• semiasse maggiore dell’orbita• massa (limite inferiore)• forma dell’orbita (eccentricità)

Detezione fotometrica (occultazione)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Transito di Venere sul Sole

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

8 giugno 2004

Detezione fotometrica (occultazione)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Detezione fotometrica (occultazione)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Detezione fotometrica (occultazione)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Detezione fotometrica (occultazione)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Detezione fotometrica (occultazione)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Detezione fotometrica (occultazione)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Detezione fotometrica (occultazione)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Detezione fotometrica (occultazione)

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Metodo fotometrico

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Permette di determinare:

• periodo orbitale• semiasse maggiore dell’orbita• diametro del pianeta• orientazione dell’orbita

Fotometria dallo spazio

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

COROT(Europa, Brasile)

Lancio: dicembre 2006

Fotometria dallo spazio

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

KEPLER (NASA)

Lancio: marzo 2009

Spettroscopia di sistemi fotometrici

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Nuovi metodi per ottenere immagini

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Pianeta 2M1207 b

Distanza: 170 anni luce

Scoperta: 2004

Massa: 4 MGiove

Raggio orbita: 45-50 AU

Il Sistema Solare Mario Carpino, 30 ottobre 2013

Nuovi metodi per ottenere immagini

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Sistema planetario di HR 8799

Un po’ di statistica

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Sistemi trovati finora (ottobre 2013):

• 1030 pianeti• 784 sistemi planetari (170 multipli)

Un po’ di statistica

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Un po’ di statistica

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Un po’ di statistica

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare

Un po’ di statistica

Mario Carpino, 30 ottobre 2013Il Sistema Solare