Scheda THE StellaR PAth FINAL




Informazioni generali

Time-dependent High-Energy Stellar Radiation and Planetary Atmosphere interaction

THE StellaR PAth

Progetto

RSN2

RSN3

Attività: In Itinere; Data inizio: 2020; Data fine: 2022

antonio.maggio antonio.maggio@inaf.it

Questo progetto mira allo sviluppo di un sistema per modellare gli effetti della radiazione stellare di alta energia, dipendente dal tempo, sulla fotochimica ed evaporazione di atmosfere di esopianeti. L'emissione XUV viene sintetizzata utilizzando il Sole come prototipo scalabile, includendo sia componenti stazionarie che variabili su diversi tempi scala, oppure osservazioni dedicate tramite XMM-Newton e HST. Si fa uso di simulazioni 3D MHD, descrizioni statistiche della variabilità dell'emissione, modelli fotochimici e modelli di foto-evaporazione atmosferica. Lo scopo è quello di comprendere gli effetti dell'evaporazione su tempi scala evolutivi e determinare le possibili diagnostiche di atmosfere irradiate in spettri NIR che saranno osservabili con Ariel (missione ESA M4).

This project aims at the development an end-to-end self-consistent modeling system to find the effects of time-variable high-energy irradiation on the chemistry, heating, and evaporation of exoplanetary atmospheres. Stellar XUV emission is modelled using the Sun as a scalable template, including interacting magnetic regions and possible Star-Planet Interactions, both through 3D MHD simulations, and variability on different time scales. Finally, a grid of atmospheric models and synthetic IR spectra will be produced to assess rates of planetary evaporation, effects on observed exoplanetary populations, and to identify spectral diagnostics of chemical species affected by high-energy irradiation, to be probed with ARIEL (ESA M4 mission) NIR spectrophotometry from space.

Struttura ed evoluzione stellare, incluse le fasi finali

Origine ed evoluzione dei pianeti, satelliti e corpi minori

Sole, mezzo interplanetario, magnetosfere planetarie

Infrastrutture dallo spazio per l’osservazione dell Universo (utilizzo)


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 17
Struttura Nfte N0 TI 2022 TI 2023 TI 2024 TD 2022 TD 2023 TD 2024 Nex Extra
O.A. PALERMO 5 0 0.60 0.00 0.00 0.10 0.00 0.00 0 0.00
O.A. TORINO 2 0 0.25 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00
O.A. CAPODIMONTE 1 0 0.10 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
O.A. CATANIA 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1 0.10
Totali 8 0 0.95 0.00 0.00 0.10 0.00 0.00 1 0.10
16. Personale Associato INAF coinvolto
Numero di partecipanti Associati INAF: 4
# Struttura TI 2022 TI 2023 TI 2024 TD 2022 TD 2023 TD 2024 Extra
1 Università di Palermo 0.25 0.00 0.00 0 0 0 0.00
2 Dipartimento di Fisica e Chimica, Universita' degli Studi di Palermo 0.10 0.00 0.00 0 0 0 0.00
3 Università degli Studi di Palermo 0.10 0.00 0.00 0 0 0 0.00
Totali 0.45 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2022 Certi 2023 Certi 2024 Presunti 2022 Presunti 2023 Presunti 2024
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.3847/1538-4357/abb36e Titolo: On the Coronal Temperature in Solar Microflares Autori:Paola Testa and Fabio Reale Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2020
2 10.1038/s41586-021-03381-x Titolo: Five carbon- and nitrogen-bearing species in a hot giant planet's atmosphere Autori:Paolo Giacobbe and Matteo Brogi and Siddharth Gandhi and Patricio E. Cubillos and Aldo S. Bonomo an .... Publisher:Springer Science and Business Media LLC Rivista: Nature Anno pubblicazione:2021
3 10.1051/0004-6361/202140416 Titolo: Constraints on the mass and on the atmospheric composition and evolution of the low-density young planet DS Tucanae A b Autori:S. Benatti and M. Damasso and F. Borsa and D. Locci and I. Pillitteri and S. Desidera and A. Maggio .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2021
4 10.1038/s41550-021-01533-7 Titolo: Rapid contraction of giant planets orbiting the 20-million-year-old star V1298 Tau Autori:A. Su\'arez Mascare\~no and M. Damasso and N. Lodieu and A. Sozzetti and V. J. S. B\'ej .... Publisher:Springer Science and Business Media LLC Rivista: Nature Astronomy Anno pubblicazione:2021
5 10.3847/PSJ/ac3f3c Titolo: Extreme-ultraviolet- and X-Ray-driven Photochemistry of Gaseous Exoplanets Autori:Daniele Locci and Antonino Petralia and Giuseppina Micela and Antonio Maggio and Angela Ciaravella .... Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Planetary Science Journal Anno pubblicazione:2022
6 10.3847/1538-4357/ac4040 Titolo: New Constraints on the Future Evaporation of the Young Exoplanets in the V1298 Tau System Autori:A. Maggio and D. Locci and I. Pillitteri and S. Benatti and R. Claudi and S. Desidera and G. Micela .... Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2022
7 10.1007/s10686-021-09824-7 Titolo: On the synergy between Ariel and ground-based high-resolution spectroscopy Autori:Gloria Guilluy and Alessandro Sozzetti and Paolo Giacobbe and Aldo S. Bonomo and Giuseppina Micela Publisher:Springer Science and Business Media LLC Rivista: Experimental Astronomy Anno pubblicazione:2022
8 arXiv:2201.12149 Titolo: X-ray variability of HD 189733 across eight years of XMM-Newton observations. Autori: Pillitteri, I. ; Micela, G. ; Maggio, A. ; Sciortino, S. ; Lopez-Santiago, J. Rivista: Astronomy & Astrophysics. Anno di pubblicazione: 2022
9 arXiv:2109.14410 Characterizing X-ray activity cycles of young solar-like stars with solar observations. Authors: Coffaro, M. ; Stelzer, B. ; Orlando, S. Rivista: Astronomische Nachrichten. Anno: 2021.
10 arXiv:2202.05563 The X-ray activity of the young solar-like star Kepler-63 and the structure of its corona. Autori: Coffaro, M. ; Stelzer, B. ; Orlando, S. Rivista: Astronomy and Astrophysics. Anno di pubblicazione: 2022.



Informazioni Pubbliche

Star-Planet Interactions; Exoplanet evolution; Exoplanet atmospheres; Planet hosting stars; Solar activity; Solar corona; Solar X-ray emission; Solar ultraviolet emission; Solar flares; Stellar chromospheres; Stellar coronae; Stellar activity; Late-type stars; Solar analogues; Stellar flares; X-ray astronomy.

<p class="MsoNormal"><font face="Segoe UI, sans-serif">This project integrates expertise of researchers of the Italian solar physics and exo-planetary communities. In particular, our work, being interdisciplinary between solar, stellar, and planetary physics, and between high-energy and VIS/NIR observations, will be highly synergic with work currently ongoing within the ARIEL consortium. Hence it will be beneficial to the Italian community engaged in exoplanetary studies to strengthen its leading role in the international context.</font><br></p>

TNG; XMM-Newton; HST; Ariel


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2022/2023/2024) FTE Presunte (2022/2023/2024) Extra
1 antonio.maggio antonio.maggio@inaf.it O.A. PALERMO Y PRIMO RICERCATORE PI X X X X X X X OK
2 aldo.bonomo aldo.bonomo@inaf.it O.A. TORINO Y RICERCATORE Resp.WP3 X X X X X X X OK
3 vincenzo.andretta vincenzo.andretta@inaf.it O.A. CAPODIMONTE Y RICERCATORE WP3 X X X X X X X OK
4 antonino.lanza antonino.lanza@inaf.it O.A. CATANIA Y ASTRONOMO ASSOCIATO WP1-WP2 X X X X X X X OK
5 giuseppina.micela giuseppina.micela@inaf.it O.A. PALERMO Y DIRIGENTE DI RICERCA WP2-WP3 X X X X X X X OK
6 salvatore.orlando salvatore.orlando@inaf.it O.A. PALERMO Y PRIMO RICERCATORE WP2 X X X X X X X OK
7 isabella.pagano isabella.pagano@inaf.it O.A. CATANIA Y PRIMO RICERCATORE WP3 X X X X X X X OK
8 ignazio.pillitteri ignazio.pillitteri@inaf.it O.A. PALERMO Y RICERCATORE WP2 X X X X X X X OK
9 alessandro.sozzetti alessandro.sozzetti@inaf.it O.A. TORINO Y PRIMO RICERCATORE WP3 X X X X X X X OK
10 antonino.petralia antonino.petralia@inaf.it O.A. PALERMO N RICERCATORE WP1-WP3 X X X X X X X OK
11 salvatore.colombo salvatore.colombo@inaf.it O.A. PALERMO N ASSEGNISTA WP2 X X X X X X X OK
12 daniele.locci daniele.locci@inaf.it O.A. PALERMO N ASSEGNISTA WP2-WP3 X X X X X X X OK
13 rossella.muscolino rossella.muscolino@inaf.it O.A. PALERMO Y TECNOLOGO WP0 X X X X X X X OK
14 gloria.guilluy guilluy@oato.inaf.it O.A. TORINO N ASSEGNISTA WP3 X X X X X X X OK
15 cesare.cecchi cesare.cecchipestellini@inaf.it O.A. PALERMO Y RICERCATORE ASTRONOMO WP2-WP3 X X X X X X X OK
16 giovanni.bruno giovanni.bruno@inaf.it O.A. CATANIA N RICERCATORE Collaboratore X X X X X X X OK
17 serena.benatti serena.benatti@inaf.it O.A. PALERMO Y RICERCATORE PI proposta osservativa X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2022/2023/2024) FTE Presunte (2022/2023/2024) Extra
1 fabio.reale reale@astropa.inaf.it Università di Palermo Y Professore Ordinario Resp.WP1 [0.15, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
2 costanza.argiroffi costanza.argiroffi@inaf.it Dipartimento di Fisica e Chimica, Universita' degli Studi di Palermo Y Ricercatrice WP1-WP2 [0.1, 0, 0] [0.1, 0.2, -1.0] 0.0
3 giovanni.peres giovanni.peres@unipa.it Università degli Studi di Palermo y Professore Ordinario WP1-WP2 [0.1, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
4 paolo.pagano paolo.pagano@unipa.it Università di Palermo Y Ricercatore WP1 [0.1, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Il progetto è stato finanziato nell'ambito dell'accordo ASI/INAF n.2018-18-HH.O per Attività di Studio per la comunità scientifica nazionale SOLE, SISTEMA SOLARE ED ESOPIANETI. Le attività sono iniziate nel maggio 2020 e una verifica di medio termine si è svolta nel giugno 2021, a seguito della quale è stato approvato il saldo del finanziamento. I fondi INAF indicati nel seguito sono al netto della quota parte trasferita al gruppo di lavoro partecipante presso l'Università degli Studi di Palermo. Non vi sono quindi altri fondi previsti nel 2022 e seguenti. Il progetto ha generato un'attività di follow-up osservativo per la quale viene avanzata una richiesta di finanziamento come GO Grant dell'INAF.


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2022 (k€) Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Presun. 2022 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)
1 ASI-INAF 0 0 0 0 0 0 0 0


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2022 (€) Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€)