Ripresa del transito del pianeta extra-solare HAT-P-18b
a cura del Gruppo “Ricerca” dell’Associazione Tuscolana di Astronomia
Il 3 giugno 2024 abbiamo effettuato la ripresa di un transito del pianeta extra-solare HAT-P-18b. HAT-P-18b è un pianeta gigante composto principalmente di gas, in orbita attorno a una stella nana di tipo K2, con un periodo P ~ 5,5 giorni. I modelli teorici mostrano che HAT-P-18b è un pianeta con massa simile a quella di Saturno, caratterizzato da bassa densità e nucleo di massa trascurabile [1].
Fra i transiti visibili dall’Italia la notte del 3 giugno, la scelta dell’obiettivo della sessione osservativa è ricaduta su HAT-P-18b in quanto, avendo solo un transito osservato negli ultimi 12 mesi, era quello con priorità più alta sul sito di Exoclock [2].
Exoclock è il progetto di supporto alla missione ARIEL dedicata agli esopianeti, che partirà nel 2029, ed è stato sviluppato al fine di ottenere una migliore caratterizzazione dei pianeti extra-solari noti e delle loro stelle ospiti. In questo ambito, il contributo dei piccoli osservatori amatoriali consiste principalmente nella condivisione dei dati ottenuti, in particolare dei tempi di metà transito ricavati dall’analisi della curva di luce.
L’inizio del transito, come da effemeridi disponibili sul sito di Exoclock, era previsto per le ore 20:16, l’istante di centralità alle ore 21:37 ed il termine alle ore 22:59 (tempi in UT). Il transito è durato quindi circa due ore e mezza. La ripresa è durata in tutto poco più di 4 ore, perché sono state aggiunte altre due ore – all’incirca un’ora prima l’ingresso e un’ora dopo l’uscita – in modo da essere sicuri di rilevare il transito completo.
La variazione di magnitudine prevista era di 24.28 mmag.
Il sensore utilizzato per la ripresa è un CMOS con pixel da 3.76um, in binning 3×3, al fuoco di un RC da 25 cm, lunghezza focale 2000 mm, filtro R (Cousins). La scala è di 1.16 arc-sec/pixel e il FoV è 31.1 x 26.8 arcmin. Il software di guida è stato impostato con tempi di correzione ogni 3,5 secondi.
Abbiamo ripreso 75 light frame, ognuno di durata pari a 180 secondi. Per la riduzione dei light frame, sono stati acquisiti inoltre 9 dark frame (sempre di 180 secondi), 9 flat con filtro R e 9 dark flat della stessa durata dei flat frame. E’ stato acquisito un numero dispari di FITS di calibrazione in modo da poter utilizzare la combinazione mediana.
Le osservazioni dei transiti che, come questa, sono finalizzate allo studio dei tempi di metà transito, devono essere accuratamente conformi a uno standard temporale; abbiamo pertanto sincronizzato il PC di gestione del telescopio via internet, tramite protocollo NTP.
La figura 1 mostra il campo di vista di uno dei light frame acquisiti, con evidenziati il target e le tre stelle di confronto.
Fig. 1 – Campo di vista; stella target e stelle di confronto
Per l’analisi dei dati e la loro modellazione ci siamo serviti dell’applicazione HOPS, liberamente scaricabile dal sito di Exoclock [3].
Il risultato finale del processo di analisi dati è la cosiddetta “curva di luce”, la cui forma è strettamente connessa alle caratteristiche del pianeta e della sua orbita. Confrontando ciascuna curva di luce con molteplici modelli teorici, è possibile identificare il modello che si accorda meglio con le misure.
La figura 2 mostra la curva di luce relativa al transito osservato, già corretta dagli effetti dovuti al contributo della massa d’aria attraversata. La discrepanza tra la curva rossa ‘best fit model’ e la curva verde ‘expected model’ è molto contenuta, in linea con lo storico reperibile su Exoclock. La sezione inferiore riporta il grafico dei valori residui.
Fig. 2 – Curva di luce del transito planetario
Il software di elaborazione fitting, oltre alle informazioni sopra descritte, fornisce anche una stima di alcuni parametri fisici (Tab. 1), come il rapporto Rp/Rs tra il raggio del pianeta e il raggio della stella (ricavato dalla profondità del transito) e l’istante di metà transito Tmid. Nella colonna di sinistra sono riportati i dati del catalogo, comparati con quelli misurati (colonna di destra).
Il presente lavoro è stato pubblicato sul sito di Exoclock nella sezione dedicata a HAT-P-18b, ed è disponibile per la consultazione al seguente indirizzo:
https://www.exoclock.space/database/observations/HAT-P-18b_1619_2024-06-03_leavittobs_940_R/
Riferimenti:
[1] https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/726/1/52
[2] https://www.exoclock.space/database/planets/HAT-P-18b/
[3] https://www.exoworldsspies.com/en/software/
[4] https://exoplanet.eu/catalog/hat_p_18_b–723/
Livia Moretti, Emanuele Pavoni
Gruppo Ricerca ATA
(Leavitt Observatory, https://leavittobservatory.altervista.org/)
