GIANO è uno dei nuovi strumenti disponibile al TNG per la comunità astronomica, italiana e internazionale. Si tratta del primo strumento al mondo capace di produrre uno spettro infrarosso completo ad alta risoluzione in una sola esposizione.

1. GIANO, LO SPETTROGRAFO
INFRAROSSO DEL TNG

2. GIANO è uno spettrografo ad altissima risoluzione (R~50,000) montato presso il Telescopio Nazionale
Galileo, ed è il primo strumento al mondo in grado di ottenere uno spettro infrarosso (tra 0.9 e 2.5 μm)
completo ad alta risoluzione in una sola esposizione.
GIANO

3. Giano è composto da due moduli principali: lo spettrografo criogenicamente raffreddato e il sistema di
“preslit” e di interfaccia. Il sistema di preslit include tra le varie cose la componente elettronica e le lampade
di calibrazione.
GIANO ha visto la sua prima luce nel luglio 2012 ed è uno strumento ideale sia per la ricerca di pianeti
extrasolari utilizzando il metodo delle velocità radiali, sia per caratterizzare le atmosfere planetarie durante i
loro transiti davanti alla stella.
GIANO

4. Nel 2004 inizia la costruzione di GIANO che,
secondo i progetti originali, doveva essere
montato presso il foco B del TNG. A causa di una
serie di problemi, come l’esplosione del detector
scientifico infrarosso i lavori di realizzazione di
GIANO si fermano.
Nel 2012 HARPS-N viene montato nel fuoco B
del TNG rubando il posto a GIANO, che viene
spostato nel fuco A del TNG il che limita molto i
risultati e le prestazioni dello strumento.
GIANO-B

5. Tra il 2015 e la fine del 2016 iniziano i lavori per realizzare il nuovo strumento GIARPS. La prima richiesta è
di non modificare in alcun modo HARPS-N. Per poter usare in simultanea HARPS-N e GIANO risulta
necessario che entrambi gli strumenti siano posizionati nello stesso fuoco, così si decide di spostare
GIANO affianco ad HARPS-N cambiandogli il nome in GIANO-B. Tra marzo e aprile 2017 GIANO-B e
HARPS-N iniziano a lavorano in simultanea in attesa dei futuri risultati di GIARPS.
GIANO-B

6. La tecnica delle velocità radiali 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 essere 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 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

7. La scelta di realizzare uno strumento in grado di osservare nel vicino infrarosso è stata dettata dal fatto che
in questa regione dello spettro è presente un maggior contrasto tra la luce della stella e quel del pianeta.
PERCHÈ L’INFRAROSSO
Questo perché nella
regione infrarossa osservo
principalmente oggetti
“freddi”. Dal momento che i
pianeti riflettono la luce
stellare essi appaiono più
freddi della stella madre e
pertanto sono più facili da
individuare nella banda
infrarossa.

8. I target principali di GIANO-B sono stelle “fredde” (stelle di classe M) le quali sembrano essere ottime
compagne per pianeti di tipo roccioso oltre che essere le stelle più abbondanti nella Nostra Galassia. Ciò
consente di avere una statistica di pianeti e di loro caratteristiche significativamente molto importante.
I TARGET DI GIANO-B

9. Un altro importante campo di lavoro per GIANO-B riguarda la possibilità offerta dallo studio e dalla
caratterizzazione delle atmosfere planetarie.
Il transito di un pianeta davanti alla sua stella rappresenta un’opportunità unica per lo studio delle sue
caratteristiche atmosferiche senza aver la necessità di avere pianeta e stella spazialmente risolti.
I TARGET PER GIANO-B

10. Quando il pianeta transita davanti alla stella la luce della stella stessa passa attraverso gli eventuali strati
dell’atmosfera del pianeta e questo potrebbe evidenziare, nella regione dello spettro in cui lavora GIANO-B,
la presenza di alcune molecole come acqua, metano, monossido e diossido di carbonio. Ottimi e importanti
indicatori per decretare l'abitabilità di un esopianeta
I TARGET PER GIANO-B

11. PROGETTI SCIENTIFICI
I campi di ricerca per GIANO-B sono molteplici e non sono solo legati al campo degli esopianeti. Con
GIANO-B si potranno studiare giovani stelle binarie spettroscopiche, evoluzione di stelle di piccola e media
massa, ammassi stellari galattici ed extragalattici ecc.

12. 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

13. Fonti:
I. Carleo et al. High precision radial velocities with GIANO spectra
GIANO: http://www.oact.inaf.it/exoit/EXO-IT/Projects/Entries/2011/12/26_GIANO.html
The Near Infrared High Resolution Spectrograph, TNG: http://www.tng.iac.es/instruments/giano/
Claudi R. et al. GIARPS: The Unique VIS-NIR High Precision Radial Velocity Facility in This World, 23
novembre 2016

14. Immagini:
diapositiva 1: Telescopio Nazionale Galileo (TNG) sull’IIsola di La Palma, Roque de los Muchachos. Crediti:
INAF, Istituto Nazionale di Astrofisica.
diapositiva 2: strumentazione del sistema GIANO. Crediti: FGG-TNG, GIANO.
diapositiva 3: a sinistra immagine della prima luce di GIANO, a destra la strumentazione di GIANO. Crediti:
FGG-TNG.
diapositiva 4: due immagini di GIANO, riprese da diverse angolazioni, montate presso il fuoco A del TNG.
Crediti: FGG-TNG, GIANO.
diapositiva 5: due immagini di GIANO-B, riprese da diverse angolazioni, montate presso il fuoco del TNG.
Crediti: FGG-TNG, GIANO.
diapositiva 6: rappresentazione del fenomeno delle velocità radiali. Crediti: ESO.
diapositiva 7: rappresentazione artistica di un sistema planetario attorno ad una stella rossa. Crediti NASA
https://exoplanets.nasa.gov/news/111/cool-star-warm-planet/.
diapositiva 8: rappresentazione artistica di u pianeta roccioso. Crediti: NASA Ames/SETI Institute/ JPL-
Caltech.
diapositiva 9: rappresentazione artistica del pianeta GJ 1132b attorno al quale si nota quella che potrebbe
essere un’atmosfera. Crediti: Dana Berry / Skyworks Digital / CfA.
diapositive 10: a destra rappresentazione artistica del transito di un pianeta davanti alla sua stella, a sinistra
rappresentaizione artistica di un pianeta che mostra condizioni adatte alla vita. Crediti: NASA/ JPL-Caltech.
diapositiva 11: a sinistra rappresentazione di un sistema binario composto da due giovani stelle, a destra
ammasso globulare M80. Crediti ESO, e NASA- HUBBLE