Studiando una classe unica di esopianeti molto caldi, gli astronomi del telescopio spaziale Hubble hanno riscontrato condizioni metereologiche estreme.

Gli esopianeti definiti gioviani caldi sono così vicini alla loro stella madre che vengono costantemente arrostiti a temperature superiori ai 1600° C, sufficienti a vaporizzare la maggior parte dei metalli, incluso il titanio. In due nuovi articoli, le squadre di astronomi di Hubble hanno osservato bizzarre condizioni meteorologiche su questi mondi così particolari. Su un pianeta piove roccia vaporizzata mentre su un altro la sua atmosfera superiore diventa più calda anziché più fredda perché viene “scottata dal sole” per l’intensa radiazione ultravioletta (UV) della sua stella.

Ma la ricerca va oltre la semplice osservazione di strane atmosfere planetarie di esopianeti, lo studio di climi estremi offre agli astronomi una visione migliore della diversità, della complessità e della chimica esotica che si svolgono in mondi lontani della nostra galassia.

KELT-20b
Rappresentazione artistica di KELT-20b. Credit: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Una migliore comprensione del meteo

“Non abbiamo ancora una buona comprensione delle atmosfere in diversi contesti planetari”, ha affermato David Sing della Johns Hopkins University di Baltimora, nel Maryland, coautore di due studi riportati. “Quando guardi la Terra, tutte le nostre previsioni meteorologiche sono finemente sintonizzate su ciò che possiamo misurare. Ma quando vai su un esopianeta così distante hai poteri predittivi limitati, perché non hai una teoria generale su come un’atmosfera si comporti e risponda a condizioni estreme. Anche se conosci la chimica e la fisica di base, non sai come si manifesterà in situazioni complesse”.

Un articolo sulla rivista Nature del 7 aprile ha descritto le osservazioni di Hubble di WASP-178b, situato a circa 1300 anni luce di distanza da noi. Sul lato diurno l’atmosfera è priva di nuvole ed è arricchita di monossido di silicio gassoso. Poiché un lato del pianeta è costantemente rivolto verso la sua stella, l’atmosfera torrida gira verso il lato notturno a velocità da superuragano oltre le 2.000 miglia orarie. Sul lato oscuro, il monossido di silicio può raffreddarsi abbastanza da condensarsi in roccia che piove dalle nuvole, ma sia all’alba che al tramonto, il pianeta è comunque abbastanza caldo da vaporizzare la roccia.

Gioviani super caldi

Un altro studio pubblicato nel numero del 24 gennaio di Astrophysical Journal Letters , Guangwei Fu dell’Università del Maryland, College Park, ha riferito di un gioviano caldo, KELT-20b, situato a circa 400 anni luce di distanza da noi. Su questo pianeta un’esplosione di luce ultravioletta proveniente dalla sua stella madre sta creando uno strato termico nell’atmosfera, proprio come la stratosfera terrestre. Fino ad ora non si era mai visto in modo diretto come la stella ospitante possa influenzare l’atmosfera di un pianeta, ci sono state molte teorie in merito ma adesso abbiamo i primi dati osservativi.

In confronto, sulla Terra, l’ozono nell’atmosfera assorbe la luce UV e aumenta le temperature in uno strato compreso tra 7 e 31 miglia sopra la superficie terrestre. Su KELT-20b la radiazione UV della stella riscalda i metalli nell’atmosfera, creando uno strato di inversione termica molto forte.

Le prove sono arrivate dal rilevamento dell’acqua da parte di Hubble nelle osservazioni nel vicino infrarosso e dal rilevamento del monossido di carbonio da parte del telescopio spaziale Spitzer della NASA. Si irradiano attraverso l’atmosfera superiore calda e trasparente prodotta dallo strato di inversione. Questa caratteristica è unica rispetto a ciò che gli astronomi hanno visto nelle atmosfere di gioviani caldi in orbita attorno a stelle più fredde, come il nostro Sole, ed è una prova convincente che i pianeti non vivono isolati ma sono influenzati dalla loro stella.

Sebbene i gioviani super caldi siano inabitabili, questo tipo di ricerca aiuta a spianare la strada a una migliore comprensione delle atmosfere di pianeti terrestri potenzialmente abitabili. Se non riusciamo a capire cosa sta succedendo sui gioviani super caldi dove abbiamo dati di osservazione solidi affidabili, non avremo la possibilità di capire cosa sta succedendo negli spettri più deboli osservando gli esopianeti terrestri.

Questa tipologia di ricerca è un test delle nostre tecniche che ci consente di costruire una comprensione generale delle proprietà fisiche, come la formazione di nubi e la struttura atmosferica, da applicare a diversi modelli di pianeti.

Riferimenti: NASA Goddard Space Flight Center

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