L'esopianeta estremo WASP-189b con un'atmosfera complessa

Un team internazionale di ricercatori ha analizzato in dettaglio l'atmosfera dell'esopianeta WASP-189b, che è uno dei pianeti più estremi conosciuti.

Un team internazionale composto da ricercatori dell'Università di Berna e dell'Università di Ginevra e dal Centro nazionale di competenza nella ricerca (NCCR) PlanetS ha analizzato in dettaglio l'atmosfera di uno dei pianeti più estremi conosciuti. I risultati di questo caldo pianeta simile a Giove, caratterizzato per la prima volta con l'aiuto del telescopio spaziale CHEOPS, potrebbero aiutare gli astronomi a comprendere le complessità di molti altri esopianeti, compresi i pianeti simili alla Terra.

L'atmosfera terrestre non è un involucro uniforme ma è costituita da strati distinti che hanno ciascuno proprietà caratteristiche. Lo strato più basso che si estende dal livello del mare oltre le vette più alte delle montagne, ad esempio – la troposfera –, contiene la maggior parte del vapore acqueo ed è quindi lo strato in cui si verificano la maggior parte dei fenomeni meteorologici. Lo strato sovrastante – la stratosfera – è quello che contiene il famoso strato di ozono che ci protegge dai dannosi raggi ultravioletti del Sole.

In un nuovo studio apparso sulla rivista Nature Astronomy, (1) un team internazionale di ricercatori guidato dall' University of Lund mostra per la prima volta che anche l'atmosfera di uno dei pianeti più estremi conosciuti può avere strati altrettanto distinti, anche se con caratteristiche diverse.

Un cocktail esotico per un'atmosfera

WASP-189b è un pianeta al di fuori del nostro sistema solare, situato a 322 anni luce dalla Terra. Ampie osservazioni con il telescopio spaziale CHEOPS nel 2020 hanno rivelato, tra le altre cose, che il pianeta è 20 volte più vicino alla sua stella ospite di quanto lo sia la Terra al Sole e ha una temperatura diurna di 3200 gradi Celsius. Indagini più recenti con lo spettrografo HARPS all'Osservatorio di La Silla in Cile ora per la prima volta hanno permesso ai ricercatori di dare un'occhiata più da vicino all'atmosfera di questo pianeta simile a Giove.

«Abbiamo misurato la luce proveniente dalla stella ospite del pianeta e che passa attraverso l'atmosfera del pianeta. I gas nella sua atmosfera assorbono parte della luce stellare, in modo simile all'ozono che assorbe parte della luce solare nell'atmosfera terrestre, e quindi lasciano la loro caratteristica “impronta digitale”. Con l'aiuto di HARPS, siamo riusciti a identificare le sostanze corrispondenti», spiega la dottoressa Bibiana Prinoth, (2) autrice principale dello studio e dottoranda presso l'University of Lund. Secondo i ricercatori, i gas che hanno lasciato le impronte nell'atmosfera di WASP-189b includevano ferro, cromo, vanadio, magnesio e manganese.

Uno “strato di ozono” su un pianeta caldissimo?

Una sostanza particolarmente interessante che il team ha trovato è un gas contenente titanio: l'ossido di titanio. Sebbene l'ossido di titanio sia molto scarso sulla Terra, potrebbe svolgere un ruolo importante nell'atmosfera di WASP-189b, simile a quello dell'ozono nell'atmosfera terrestre. «L'ossido di titanio assorbe le radiazioni a onde corte, come le radiazioni ultraviolette. La sua rilevazione potrebbe quindi indicare uno strato nell'atmosfera di WASP-189b che interagisce con l'irradiazione stellare in modo simile a come fa lo strato di ozono sulla Terra», asserisce il dottor Kevin Heng, coautore dello studio e professore di astrofisica all'Università di Berna e membro dell'NCCR PlanetS.

In effetti, i ricercatori hanno trovato indizi di un tale strato e di altri strati sul pianeta ultra caldo simile a Giove. «Nella nostra analisi, abbiamo visto che le “impronte digitale” dei diversi gas erano leggermente alterate rispetto alle nostre aspettative. Riteniamo che forti venti e altri processi possano generare queste alterazioni. E poiché le impronte digitali di diversi gas sono state alterate in modi diversi, pensiamo che questo indichi che esistono in strati diversi, in modo simile a come le impronte digitali del vapore acqueo e dell'ozono sulla Terra sembrerebbero alterate in modo diverso a distanza, perché si verificano principalmente in diversi strati atmosferici», spiega Prinoth.

Questi risultati possono cambiare il modo in cui gli astronomi studiano gli esopianeti.

Un modo diverso di guardare gli esopianeti

«In passato, gli astronomi spesso presumevano che le atmosfere degli esopianeti esistessero come uno strato uniforme e cercavano di comprenderlo come tale. Ma i nostri risultati dimostrano che anche le atmosfere di pianeti gassosi giganti intensamente irradiati hanno complesse strutture tridimensionali», sottolinea il dottor Jens Hoeijmakers, (3) coautore dello studio e professore associato presso l'University of Lund.

«Siamo convinti che per poter comprendere appieno questi e altri tipi di pianeti, compresi quelli più simili alla Terra, dobbiamo apprezzare la natura tridimensionale delle loro atmosfere. Ciò richiede innovazioni nelle tecniche di analisi dei dati, nella modellazione al computer e nella teoria atmosferica fondamentale», conclude il professor Kevin Heng. (4)

Riferimenti:

(1) Titanium oxide and chemical inhomogeneity in the atmosphere of the exoplanet WASP-189 b

(2) Bibiana Prinoth

(3) Jens Hoeijmakers

(4) Kevin Heng

Descrizione foto: Rappresentazione artistica di WASP-189b, un esopianeta in orbita attorno alla stella HD 133112, una delle stelle più calde conosciute per avere un sistema planetario. - Credit: Bibiana Prinoth.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Extreme exoplanet has a complex and exotic atmosphere