GIARPS (GIANO-B & HARPS-N) è il nuovo strumento entrato in funzione nella primavera 2017 presso il Telescopio Nazionale Galileo (TNG) alle Canarie. Si tratta di uno strumento dalle altissime potenzialità, tanto da essere, al momento, l’unico al mondo in grado di fornire spettri ad alta risoluzione in una banda spettrale molto estesa, che va dal visibile all’infrarosso, il tutto con una sola esposizione.

1. GIARPS IL NUOVO CACCIATORE
DI PIANETI DEL TNG

2. Al fuoco del Telescopio Nazionale Galileo (TNG) vi è in funzione GIARPS, il nuovo strumento pronto a
scendere in campo per la ricerca e lo studio dei pianeti extrasolari.
Sarà in grado di compiere osservazioni di velocità radiali delle stelle (si veda slide n. 8, oppure sezione
“Piccoli e lontani” http://altrimondi.inaf.it/la-scienza/piccoli-e-lontani) con alta precisione in una banda
osservativa molto grande, dall’ottico all’infrarosso.
GIARPS

3. GIARPS è l’unione dei due spettrografi installati al TNG, GIANO-B e HARPS-N.
HARPS-N (High Accurancy Radial Velocity Planet Searcher North, in alto a sinistra) é uno spettrografo
all’avanguardia, montato in uno dei fuochi del TNG dal 2012. GIANO-B è la nuova versione dello
spettrografo infrarosso GIANO, (in alto a destra) disponibile dalla primavera 2017.
Questa unione tra HARPS-N e GIANO-B fa sì che GIARPS abbia un’alta risoluzione in una banda spettrale
che va dal visibile al vicino infrarosso, ossia 0.383 - 2.45 μm.
GIARPS – L’UNIONE DI HARPS-N e GIANO-B

4. OTTICO E INFRAROSSO
La necessità di realizzare uno strumento come GIARPS, in grado di svolgere osservazioni sia in ottico
che in infrarosso, è legata al fatto che stelle particolarmente attive, come ad esempio le stelle più
giovani, potrebbero falsare le misure producendo un rumore che può coprire o addirittura imitare la
presenza di un pianeta.
Per ovviare a questi problemi, è necessario cambiare banda osservativa spostandosi nel vicino
infrarosso (NIR). In questa banda spettrale il livello di attività stellare è molto minore rispetto all’ottico,
mitigando così l’effetto del “rumore” o disturbo, che influirebbe negativamente sulle osservazioni.
Inoltre la banda infrarossa è l’ideale per l’osservazione di oggetti freddi come le stelle nane rosse.

5. HARPS-N
Con HARPS-N è possibile fare
osservazioni nella banda ottica
nell'intervallo che va da 380 a 690
nm.
Dunque, la “visione ottica” di
GIARPS è affidata allo strumento
HARPS-N.
HARPS-N è in grado di misurare la
velocità radiale delle stelle con una
precisione di 1m/s.

6. La visione infrarossa di GIARPS è invece affidata a GIANO-B. Le osservazioni nell’infrarosso vanno da
0.95 a 2.45 μm, con una precisione nella misura delle velocità radiali di 10 m/s.
GIANO-B

7. Quando la luce della stella osservata entra all’interno dello strumento, si utilizza un elemento dicroico per
separare la parte ottica e quella infrarossa. La parte ottica della radiazione viene direzionata verso HARPS-
N, mentre quella infrarossa verso GIANO.
In questo modo GIARPS è in grado di osservare sia nell’ottico che nell'infrarosso in una sola esposizione.
OTTICO E INFRAROSSO
Oltre ad un’osservazione combinata ottico-infrarosso, GIARPS può osservare solo in ottico o solo in
infrarosso, permettendo così ai ricercatori di selezionare la miglior banda osservativa per i loro studi.

8. GIARPS rivela pianeti extrasolari mediante il metodo delle velocità radiali. Tale tecnica prevede di misurare
piccole oscillazioni nel moto della stella causate della presenza di uno o più pianeti che gli orbitano
attorno. Quando una stella ha uno o più pianeti, il baricentro del sistema risulta spostato rispetto al centro
della stella (se la stella non avesse alcun pianeta, il baricentro coinciderebbe con il centro della stella).
Di conseguenza, sia la stella che il pianeta descrivono un’orbita attorno a tale baricentro.
IL METODO DELLE VELOCITÀ RADIALI
Si nota dunque una variazione
della componente radiale
della velocitò della stella
lungo la direzione
dell'osservatore a causa della
presenza del pianeta.
Tale variazione coincide con
un’oscillazione delle righe
spettrali della stella attorno
alla loro posizione di
equilibrio (effetto Doppler).l osservata > lo
l osservata < lo

9. Tra la primavera e l’estate del 2017 GIARPS inizierà
a cercare nuovi mondi.
LA PRIMA LUCE DI GIARPS
Il debutto di GIARPS, ossia le prime
osservazioni di test, sono già state ultimate.
Qui a lato il team festeggia la «prima luce di
GIARPS».

10. LO STUDIO DELLE ATMOSFERE PLANETARIE
GIARPS sarà in grado di studiare e caratterizzare le atmosfere di nuovi e lontani mondi. Infatti, quando un
pianeta transita davanti alla sua stella, la luce stellare viene filtrata dall'atmosfera del pianeta, che imprime
le sue seppur deboli righe spettrali sullo spettro stellare. In questo modo è possibile isolare ed identificare
quali molecole compongono l'atmosfera del pianeta.

11. I campi di ricerca per GIARPS sono molteplici e non sono solo legati al campo degli esopianeti. Con
GIARPS si potranno studiare le atmosfere planetarie, i pianeti gioviani caldi e quelli terrestri ma anche
oggetti stellari giovani, stelle variabili cataclismiche e i corpi minori del sistema solare.
PROGETTI SCIENTIFICI

12. Ad oggi GIARPS è l’unico strumento al mondo in grado di fornire spettri ad alta risoluzione con una
banda spettrale molto estesa che va dell’ottico all’infrarosso, il tutto in una sola esposizione.
Il primato di GIARPS rimarrà imbattuto fino a che, nell’emisfero meridionale, non verrà installato NIRPS, il
braccio infrarosso di HARPS il gemello dello strumento HARPS-N, montato al telescopio di 3,6 metri
all'Osservatorio di La Silla, in Cile.
IL FUTURO PER GIARPS

13. GIARPS IL NUOVO CACCIATORE DI PIANETI DEL TNG
IL TEAM:
FEDERICO DI GIACOMO, INAF - OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PADOVA
SABRINA MASIERO, INAF –OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PALERMO E GAL
HASSIN, ISNELLO – PALERMO
GAPS SCIENCE TEAM

14. Fonti:
Stefano Parisini, Caccia a nuovi mondi, un supersegugio al Tng, Media INAF, 21 novembre 2016
GIARPS is stepping in, http://www.tng.iac.es/news/2016/09/23/giarps-is-stepping-in/
Claudi R. et al. GIARPS: The Unique VIS-NIR High Precision Radial Velocity Facility in This World, 23
novembre 2016

15. Immagini:
diapositiva 1: Telescopio Nazionale Galileo (TNG) sull’IIsola di La Palma, Roque de los Muchachos. Crediti:
INAF, Istituto Nazionale di Astrofisica.
diapositiva 2: Telescopio Nazionale Galileo. Crediti:http://www.tng.iac.es/news/2015/07/30/rocky/
diapositiva 3: immagine sinistra strumento GIANO-B immagine destra HARPS-N. Crediti: FGG-TNG.
diapositiva 4: rappresentazione artistica di una super Terra. Crediti: ESO/M. Kornmesser.
diapositiva 5: HARPS-N. Crediti: FGG-TNG, Telescopio Nazionale Gaileo, crediti:Giovanni Tessicini/FGG-
diapositiva 6: immagine di Giano-B presso il TNG.
diapositiva 7: rappresentazione artistica del sistema planetario KOI-961 Crediti: NASA/JPL-Caltech.
diapositive 8 : rappresentazione del fenomeno delle velocità radiali. Crediti: ESO.
diapositiva 9: a sinistra immagine della prima luce, a destra il team di GIARPS dopo la visione della prima
luce. Crediti: http://www.tng.iac.es/news/2016/09/23/giarps-is-stepping-in/ Adriano Ghedina.
diapositiva 10: rappresentazione dellp studio dell’atmosfera di un esopianeta a seguito del suo transito
davanti alla sua stella. Crediti: Amanda Doyle, Astrobiology Magazine.
diapositiva 11: in alto a destra: disegno artistico di una variabile cataclismatica del tipo Polare Intermedio
(M. Garlick),; al centro: illustrazione artistica dell’atmosfera di un pianeta gassoso gigante; in basso a
disco protoplanetario (crediti: NASA/JPL-Caltech), in basso a sinistra: rappresentazione artistica di un
pianeta roccioso (crediti: NASA/JPL-Caltech).
diapositiva 12: a destra, il TNG (crediti: Giovanni Tessicini / INAF-FGG-TNG) sullo sfondo: rappresentazione
artistica di un esopianeta con la sua luna attorno ad una nana rossa (crediti: Università di GInevra).