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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