Domenico Ascione
Gli scienziati stanno riuscendo a scoprire la chimica di un nuovo pianeta estremamente diverso da quelli che conosciamo
Fino a qualche decennio fa, gli unici pianeti che conoscevamo erano quelli del nostro Sistema Solare e questo ha influenzato il modo in cui pensavamo alla formazione dei pianeti e alla chimica planetaria. Ora, con l’identificazione di una vasta popolazione di esopianeti, abbiamo molti esempi di cose mai viste prima: versioni in miniatura di Nettuno, gemelli della Terra e Giove roventi abbondano.
Ora riusciamo a vederli
Capire cosa ci dicono tutte queste novità è un po’ complicato. È relativamente facile determinare la densità di un pianeta e la quantità di energia che riceverà dalla sua stella ospite. Ma una data densità è tipicamente compatibile con una serie di materiali: una roccia solida può essere la stessa cosa di un grande nucleo metallico, per esempio. E la temperatura del pianeta dipenderà fortemente da fattori quali la composizione della sua atmosfera e la quantità di luce riflessa dalla sua superficie.
È quindi difficile capire cosa stiamo osservando quando vediamo i dati su un esopianeta. Ma con l’entrata in funzione del telescopio spaziale Webb, stiamo iniziando a fare un po’ di strada. Nell’edizione di mercoledì di Nature, gli scienziati hanno usato i dati del nuovo telescopio per dedurre la chimica di un gigante gassoso caldo e scoprire che ci sono cose che non potremmo vedere nel nostro Sistema Solare.
Un gigante di fuoco
L’obiettivo dell’indagine è l’esopianeta WASP-39b, che dista circa 700 anni luce dalla Terra. È un gigante gassoso, ma la sua massa è notevolmente inferiore a quella di Giove, di due terzi. Nonostante ciò, è molto più grande di Giove, con un raggio 1,7 volte superiore. A questo contribuisce molto il fatto che il pianeta è caldo. Il suo raggio orbitale è inferiore al 5% di quello della Terra e impiega solo poco più di quattro giorni terrestri per completare un’orbita. Anche la stella su cui orbita non è una nana fioca: ha più o meno le stesse dimensioni del Sole e riscalda il pianeta a circa 900° C.
Quindi, WASP-39b non assomiglia a nessuno dei pianeti del nostro Sistema Solare. Il che lo rende un’ottima opzione per scoprire cose che non vediamo più vicino a noi. È un obiettivo interessante per le osservazioni anche perché la sua atmosfera è molto estesa. Ciò significa che, mentre il pianeta passa tra la sua stella ospite e la Terra, una parte maggiore della luce della stella attraverserà l’atmosfera di WASP-39b. Quando ciò avviene, le sostanze chimiche presenti nell’atmosfera assorbono specifiche lunghezze d’onda, creando una firma che possiamo leggere per saperne di più sulla composizione del pianeta.
Come funziona l’analisi chimica del pianeta
Per capire cosa stesse succedendo, un ampio gruppo di ricerca ha adattato un software che modella le reazioni chimiche per lavorare con le condizioni e il materiale di partenza probabilmente presenti nell’atmosfera di WASP-39b. Le condizioni sono state generate utilizzando un modello di circolazione generale dell’atmosfera del pianeta, con un’attenzione particolare ai terminatori del mattino e della sera, ovvero i punti in cui si incontrano il lato giorno e il lato notte del pianeta.
I modelli prevedono che l’anidride solforosa sia più comune al terminatore del mattino, che è più freddo del lato serale del pianeta. I modelli suggeriscono anche che dovremmo vedere precursori come lo zolfo e il biossido di zolfo, ma che questi non lasceranno una firma sulla luce stellare che attraversa l’atmosfera.
Una delle cose più intriganti è che ci sono diverse ragioni per cui questo non funzionerebbe molto bene nel nostro Sistema Solare. Per esempio, i giganti gassosi sono tutti molto lontani nel Sistema Solare e non ricevono la stessa quantità di radiazioni UV.
Per tutte queste ragioni, sembra che l’atmosfera di WASP-39b ospiti un ambiente chimico che non dovremmo aspettarci di incontrare nel nostro Sistema solare. Quando inizieremo a fotografare le atmosfere di altri pianeti, sarà importante tenerlo a mente. La maggior parte delle atmosfere che osserveremo avranno probabilmente una combinazione di sostanze chimiche, pressioni, temperature e esposizione alle radiazioni diverse, e quindi potrebbero ospitare la chimica che non conosciamo.
Fonte: Nature – Photochemically produced SO2 in the atmosphere of WASP-39b