Nel 2014, un team di astronomi scoprì l’esopianeta WASP-94A b, noto come un “Giove caldo”, con livelli insoliti di ossigeno e carbonio nella sua atmosfera. Le prime osservazioni condotte con il Telescopio Spaziale Hubble indicavano concentrazioni centinaia di volte superiori a quelle presenti in Jùpiter del Sistema Solare. Questi dati sembravano contrastare con i modelli standard della formazione planetaria e mettevano in discussione i fondamenti stessi della ricerca in astronomia. Ma adesso, grazie all’avanzatissima tecnologia del Telescopio Spaziale James Webb, i ricercatori svelano che il problema non stava nella fisica, ma semplicemente nell’uso di uno strumento non adatto a distinguere i diversi componenti atmosferici.
Una visione più chiara
Secondo lo studio, pubblicato su Science, i ricercatori approfittarono di un transito del pianeta, momento in cui il suo passaggio davanti alla sua stella permette di analizzare la sua atmosfera. Le osservazioni precedenti con Hubble avevano misurato una media dei gas, ma non avevano potuto distinguere le nubi da quanto rimanevano degli strati inferiori. Con Webb, invece, si è ottenuta una visione chiarissima: livelli di ossigeno e carbonio sono molto più bassi di quanto calcolato in precedenza e in linea con la teoria esistente.
Uno degli scienziati coinvolti ha spiegato che con Hubble era come “osservare attraverso una finestra appannata”, mentre con Webb è stato possibile “pulire la finestra” e osservare la composizione esatta dell’atmosfera e delle nubi. Questo avanzamento ha permesso di correggere i dati precedenti non solo per i gas ma anche rivelare nuovi elementi.
L’esopianeta è bloccato in rotazione
In questo esopianeta è presente il fenomeno del blocco mareale, il che significa che ruota su sé stesso nello stesso tempo in cui orbita attorno alla sua stella. Il risultato è che una sola faccia dell’esopianeta è sempre esposta alla luce stellare: un lato in eterno giorno, l’altro in notte continua. Questo è simile al comportamento della Luna, che mostra sempre la stessa faccia alla Terra.
Tuttavia, nella transizione tra le due aree, si può osservare un “alba” e un “tramonto” definiti da movimenti della massa gassosa atmosferica. Al tramonto, infatti, il gas freddo del lato notturno entra in collisione con i vortici caldi del lato giorno.
Due composizioni diverse
Grazie a un’osservazione precisa durante il transito, il telescopio Webb non ha potuto guardare direttamente il lato diurno, ma ha potuto individuare due frontiere: l’area di alba e di tramonto. E da queste, i dati hanno confermato che il rapporto di carbonio e ossigeno è solo cinque volte superiore a Jùpiter, un valore coerente con altri esopianeti simili.
Che cosa hanno scoperto?
Un elemento inaspettato rivelato è stato la presenza di nubi costituite da silicati, vere e proprie nubi rocciose, che appaiono nell’area dell’alba del pianeta. Tuttavia, queste nubi si sciolgono e si disperdono man mano che si avvicinano al tramonto.
- Le nubi sono formate da sostanze rocciose
- Si generano nel lato notturno, dove le temperature sono molto basse
- Si dissolvono quando raggiungono il lato opposto, esposto al calore estremo
- Sono completamente assenti durante la fase diurna
Ipotesi sull’origine
I ricercatori non sanno esattamente perché il meccanismo avvenga così, ma hanno proposto due teorie. La prima spiega che potrebbe funzionare come la formazione del nebbione sulla Terra. Le nubi, formatesi nel freddo del lato notturno, si sposterebbero verso il lato illuminato della stella dove, esposte a temperature elevate (oltre 1000 gradi), si vaporizzerebbero.
Un’alternativa: i venti
Un’altra possibilità è che i venti estremi all’interno del pianeta possano spingere le nubi verso l’interno, fuori dalla visuale per il tramonto. Questo effetto potrebbe anche spiegare perché le nubi non appaiono sempre o siano più visibili in determinate fasi del transito.
I prossimi passi
Il team di scienziati sta già analizzando altri “Giove caldi”, come ad esempio WASP-39 b e WASP-17 b. I dati preliminari mostrano un comportamento simile, con un ciclo distintivo delle nubi che conferma l’esistenza di un fenomeno atmosferico coerente.
Con il crescente numero di osservazioni, gli astronomi sperano di capire meglio questi processi e migliorare i modelli di formazione planetaria esistenti. E il Telescopio Spaziale James Webb, con la sua capacità di svelare i dettagli nascosti dell’universo, sta rivelandosi uno strumento incredibilmente utile per la ricerca.