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Nuove scoperte sull’atmosfera dei pianeti gioviani caldi


Gli astronomi hanno utilizzato i telescopi spaziali Hubble e Spitzer per studiare in dettaglio le caratteristiche atmosferiche di 10 esopianeti, realizzando il più vasto studio a tema mai pubblicato. I copri celesti analizzati appartengono alla classe dei pianeti gioviani caldi, giganti gassosi in tutto e per tutto simili a Giove che a causa del loro periodo orbitale ristretto presentano temperature atmosferiche elevatissime, nell’ordine di migliaia di gradi centigradi. Il team di ricerca è riuscito a spiegare per la prima volta il motivo per cui questi particolari corpi celesti sembrano possedere nella loro atmosfera un quantitativo di acqua inferiore rispetto a quello indicato dai modelli fisici, una scoperta che offee nuove conferme alle teorie che descrivono i complicati processi di formazione dei pianeti extrasolari individuati finora. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature.


“Sono davvero entusiasta perché per la prima volta abbiamo avuto la possibilità di osservare un ampio gruppo di esopianeti con un livello di precisione mai visto, mettendo a confronto molte delle loro caratteristiche atmosferiche.” ha dichiarato David Sing, autore principale dello studio. “Abbiamo scoperto che le atmosfere di questi pianeti sono molto diverse da quello che ci aspettavamo”.


Rappresentazione artistica dei 10 esopianeti studiati da David Sing e il suo team di ricerca. Partendo dall'angolo in alto a sinistra: WASP-12b, WASP-6b, WASP-31b, WASP-39b, HD 189733b, HAT-P-12b, WASP-17b, WASP-19b, HAT-P-1b e HD 209458b.

Rappresentazione artistica dei 10 esopianeti studiati da David Sing e il suo team di ricerca. Partendo dall’angolo in alto a sinistra: WASP-12b, WASP-6b, WASP-31b, WASP-39b, HD 189733b, HAT-P-12b, WASP-17b, WASP-19b, HAT-P-1b e HD 209458b.


Ad un certo punto dell’orbita, per un breve periodo di tempo tutti i pianeti osservati si frappongono tra la loro stella madre e la Terra. Quando ciò avviene, una piccola percentuale della radiazione elettromagnetica proveniente dalla stella attraversa l’atmosfera dei pianeti, che ne altera lo spettro in base alla sua specifica composizione chimica. “Ogni atmosfera genera un’impronta unica, che possiamo studiare analizzando la lunghezza d’onda della luce che arriva fino a noi” spiega Hannah Wakeford, co-autrice dello studio e membro del NASA Goddard Space Flight Center.


Lo studio delle impronte chimiche ha consentito ai ricercatori di estrarre tutti i dati necessari per determinare alcune importanti caratteristiche dei pianeti, in particolare l’esatta distribuzione degli elementi e delle molecole che compongono la loro atmosfera (inclusa l’acqua). Attraverso l’analisi dei risultati il team di ricerca è riuscito a individuare con maggiore precisione gli esopianeti caratterizzati dalla presenza di nubi nell’atmosfera, separandoli da quelli in cui le nubi sono invece assenti. Questo ha consentito di trovare una spiegazione al mistero dell’acqua in difetto: entrambe le classi di esopianeti possiedono molecole d’acqua nell’atmosfera, ma alcuni sono così ricchi di nubi e foschia che per le sonde è molto difficile rilevarne la presenza. Quindi l’acqua c’è, la sua distribuzione è in accordo con i modelli, solo che non possiamo osservarla direttamente.


“Una spiegazione alternativa prevede che questi pianeti si siano formati in un ambiente privo d’acqua, ma per accettarla dovremmo riscrivere tutti i modelli su cui si basa la nostra comprensione dei processi che portano alla formazione dei pianeti” ha spiegato Jonathan Fortney, ricercatore presso l’Univesità della California e co-autore dello studio. “I nostri risultati smentiscono di fatto questa ipotesi, e suggeriscono che l’acqua di fatto c’è, ma è nascosta all’occhio delle sonde”.


Lo studio delle atmosfere dei pianeti extrasolari è ancora nella sua infanzia e i dati raccolti finora sono insufficienti per elaborare modelli fisici completamente attendibili che ne spieghino le dinamiche di formazione. Ma il futuro è roseo: nei prossimi anni il testimone di Hubble verrà raccolto dal nuovo telescopio spaziale James Webb, che consentirà agli astronomi di estendere lo studio degli esopianeti e delle loro atmosfere nello spettro dell’infrarosso.



Paper: David K. Sing, Jonathan J. Fortney, Nikolay Nikolov, Hannah R. Wakeford, Tiffany kataria, Thomas M. Evans, Suzanne Aigrain, Gilda E. Ballester, Adam S. Burrows, drake Deming, Jean-michel désert, Neale P. Gibson, Gregory W. Henry, Catherine m. Huitson, Heather A. Knutson, Alain Lecavelier Des Etangs, Frederic Pont, Adam p. Showman, Alfred Vidal-madjar, Michael H. Williamson, Paul A. Wilson. A continuum from clear to cloudy hot – Jupiter exoplanets. Nature, 2015 DOI: 10.1038/nature16068


Fonte: ESA/Hubble Information Centre

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