Luigi Mancini

Sono professore associato presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma "Tor Vergata". Sono anche affiliato al Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg (MPIA) e all'Osservatorio Astrofisico di INAF di Torino (OATo).

Il mio campo di ricerca è focalizzato principalmente sulla ricerca di nuovi pianeti Extrasolari (o Esopianeti) e sulla loro caratterizzazione fisica.

Sono attualmente coinvolto in diverse collaborazioni, tra cui:

• HATSouth, che utilizza una rete di telescopi a campo largo completamente automatizzati, per rivelare nuovi esopianeti in transito;
• GAPS, che sta intraprendendo un impegnativo programma di osservazione per caratterizzare le proprietà architettoniche globali dei sistemi esoplanetari, usando lo spettrografo ad alta risoluzione HARPS-N;
• CARMENES, che sta conducendo una survey su 300 stelle M-late di tipo tardivo con l'obiettivo di rilevare pianeti di piccola massa in fascia abitabile;
• MiNDSTEp, che sfrutta la tecnica del microlensing gravitazionale per studiare la popolazione di pianeti nella Galassia.
• Ho partecipato a diversi programmi volti a confermare la natura planetaria di un sottogruppo di candidati Kepler e K2 attraverso osservazioni di follow-up con misure di velocità radiale, e ora sto lavorando sui nuovi dati TESS. Collaboro anche con SuperWASP e QES contribuendo con osservazioni fotometriche di follow-up dei loro candidati pianeta.

Basandosi sui dati raccolti da TESS e misure ottenute con HARPS-N al Telescopio Nazionale Galileo, siamo riusciti a scoprire TOI-1853b, il pianeta più denso mai osservato nella Galassia conosciuta. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature (Volume 622, 255–260, 2023).

Sono membro del JWST (James Webb Space Telescope) Transiting Exoplanet Community Early Release Science program, il cui obiettivo è di capire i limiti e le capacità degli strumenti del JWST e fornire alla comunità scientifica le competenze tecniche per analizzare i dati del JWST, in riferimento allo studio delle atmosfere degli esopianeti transitanti. Lo scopo non è solo di dimostrare la capacità di JWST di ottenere misurazioni precise della composizione chimica delle atmosfere dei pianeti transitanti, ma anche di testare le varie modalità strumentali, che saranno poi utilizzate nei prossimi anni per studiare un'ampia varietà di esopianeti, da quelli caldi e giganti fino a quelli più temperati e di taglia terrestre. A poco più di un mese dai primi dati raccolti dal James Webb Space Telescope, il Transiting Exoplanet Early Release Science Team ha rilevato, in maniera inequivocabile, anidride carbonica nell'atmosfera dell'esopianeta WASP-39b. A novembre 2022, un altro primato è stato ottenuto: un ritratto molecolare e chimico estremamente dettagliato dei cieli dell'esopianeta WASP-39b. Tra le rivelazioni senza precedenti c'è la prima rilevazione nell'atmosfera di un esopianeta di anidride solforosa, una molecola prodotta da reazioni chimiche innescate dalla radiazione altamente energetica proveniente dalla stella madre del pianeta. Altri costituenti atmosferici rilevati dal JWST includono sodio, potassio e vapore acqueo, a conferma di precedenti osservazioni spaziali e con telescopi da terra, oltre a trovare ulteriori tracce d'acqua, a lunghezze d'onda più lunghe, che non erano mai state visti prima. Il JWST ha anche visto monossido di carbonio e anidride carbonica, quest'ultima a una risoluzione più elevata, fornendo il doppio dei dati riportati dalle sue osservazioni precedenti. Queste scoperte sono state descritte in una serie di articoli pubblicati dalla prestigiosa rivista Nature (Volume 614 Issue 7949).

Sono anche membro dell'Exo-Earth Discovery and Exploration Network (EDEN), che punta a trovare pianeti abitabili entro 50 anni luce di distanza dal sistema Soalre. Buona parte della comunità, che lavora nel campo della ricerca esoplanetaria, sta concentrando i propri sforzi sulle stelle più vicine al sistema solare, non solo per le ovvie ragioni osservative, ma anche nello spirito di esplorazione futura, perché i pianeti più vicini saranno gli unici che possono essere raggiunti dagli esseri umani su tempi scala storici.

Sto conducendo un programma osservativo per misurare accuratamente le caratteristiche dei sistemi esopianeti noti, che ospitano pianeti giganti, di tipo hot-Jupiter, in transito. Il nostro studio si basa su osservazioni fotometriche di follow-up al altissima precisione di eventi di transito per mezzo di un array di telescopi di classe media. Otteniamo un'alta precisione fotometrica attraverso la tecnica del defocussing. I dati vengono quindi ridotti e analizzati in modo omogeneo per stimare i parametri orbitali e fisici sia dei pianeti che delle loro stelle genitrici. Utilizziamo anche camere di imaging multibanda per sondare le atmosfere planetarie attraverso la tecnica della transmission photometry. In alcuni casi adottiamo una strategia osservativa da due osservatori diversi per ottenere curve di luce simultanee di singoli eventi di transiti. Questa strategia ci permette di ottenere un metodo affidabile per distinguere un vero segnale astrofisico dal rumore sistematico.

Sono tra gli organizzatori della biennale Advanced School on Exoplanetary Science, le cui prime quattro edizioni si sono svolte a Vietri sul Mare a Maggio del 2015, 2017, 2019 (ASES3) e 2023 (ASES4).

 Lecture Notes of ASES1: Methods of Detecting Exoplanets

Lecture Notes of ASES2: Astrophysics of Exoplanetary Atmospheres

Lecture Notes of ASES3: Demographics of Exoplanetary Systems