SPAZIO: SCOPERTO UN ESOPIANETA CON UNA ATMOSFERA MAI VISTA PRIMA

 

Nato dalla collaborazione tra la Nasa, l'Agenzia Spaziale Europea e l'Agenzia Spaziale Canadese, il telescopio è operativo da pochi mesi ma ha già rivoluzionato il mondo dell'astronomia.

Uno dei suoi obiettivi recenti era un 'Saturno caldo' - un pianeta massiccio quanto Saturno in orbita attorno a una stella a circa 700 anni luce di distanza - noto come WASP-39 b, per lo studio del team Transiting Exoplanets di Early Release Science (ERS).

Questo stesso team, che comprende un gruppo di astronomi canadesi dell'Université de Montréal guidati da Björn Benneke, aveva precedentemente rivelato nell'agosto 2022 che l'atmosfera bollente di WASP-39 b conteneva innegabilmente anidride carbonica.

Molte molecole e persino nuvole rilevate

I nuovi risultati delle osservazioni del team – pubblicati online ieri su arXiv – forniscono un menu completo di atomi, molecole e persino segni di chimica attiva e nuvole associate a WASP-39 b.

I risultati fanno ben sperare per la capacità degli strumenti di Webb di condurre l'ampia gamma di indagini sugli esopianeti - pianeti attorno ad altre stelle - sperate dalla comunità scientifica. Ciò include sondare le atmosfere di pianeti rocciosi più piccoli come quelli del sistema TRAPPIST-1.

La serie di scoperte è dettagliata in una serie di cinque nuovi articoli scientifici. Il team di scoperta ha descritto i dati come 'un punto di svolta' raccolti da tre degli strumenti di Webb, tra cui il Canadian Near-Infrared Imager e lo Slitless Spectrograph, o NIRISS.

Tra le rivelazioni c'è il primo rilevamento nell'atmosfera di un esopianeta di anidride solforosa, una molecola prodotta da reazioni chimiche innescate dalla luce ultravioletta energetica della stella madre del pianeta. Questo processo, chiamato fotochimica, non è mai stato osservato al di fuori del Sistema Solare fino ad ora. Sulla Terra, lo strato protettivo di ozono nell'atmosfera superiore viene creato in modo simile.

Non un mondo abitabile

A una temperatura stimata di 900 gradi Celsius e con un'atmosfera prevalentemente di idrogeno, WASP-39 b non è ritenuto abitabile. Ma questo nuovo lavoro pone le basi per trovare prove di vita potenziale su altri pianeti che potrebbero essere abitabili.

La vicinanza di WASP-39 b alla sua stella ospite – otto volte più vicina di quanto Mercurio sia al nostro Sole – lo rende anche un ottimo laboratorio per studiare gli effetti delle radiazioni delle stelle ospiti sugli esopianeti. Una migliore conoscenza della relazione tra un pianeta e la sua stella dovrebbe portare a una comprensione più profonda di come questi processi creino la diversità dei pianeti osservati nella Galassia.

Altri elementi atmosferici rilevati dal telescopio Webb includono sodio, potassio e vapore acqueo, confermando le precedenti osservazioni del telescopio spaziale e terrestre. È stato rilevato anche il monossido di carbonio, una nuova aggiunta al roster di WASP-39 b.

Un vero lavoro di squadra

Catturare uno spettro così ampio dell'atmosfera di WASP-39 b è stato un tour de force scientifico, poiché un team internazionale che contava centinaia di dati analizzati in modo indipendente dagli strumenti finemente calibrati del telescopio Webb. Hanno quindi effettuato confronti dettagliati delle loro scoperte all'interno del team, ottenendo risultati ancora più scientificamente sfumati e rigorosi.

'Anche da una prospettiva sociologica, questo è stato un grande esperimento', ha detto Benneke, professore di fisica dell'UdeM e scienziato presso il Trottier Institute for Research on Exoplanets. “In qualità di esperti leader mondiali in questo campo che sono spesso in competizione tra loro, ci siamo davvero uniti e abbiamo collaborato come un unico team per progettare il miglior programma per fornire un ottimo set di dati con cui la comunità può lavorare. È stato un grande successo e ci ha avvicinati tutti”.

Un pianeta extrasolare in transito

Per vedere la luce di WASP-39 b, Webb ha seguito il pianeta mentre passava davanti alla sua stella, permettendo a parte della sua luce di filtrare attraverso l'atmosfera del pianeta. Questa luce stellare è stata impressa con firme che suggeriscono le diverse sostanze chimiche trovate nell'atmosfera dell'esopianeta. Studiando questa luce attraverso la spettroscopia di transito, gli astronomi hanno determinato la composizione dell'atmosfera del pianeta a centinaia di anni luce di distanza.

Le firme delle sostanze chimiche rilevate nell'atmosfera di un esopianeta possono essere studiate individualmente e confrontate. Confrontando l'abbondanza di diverse molecole, gli astronomi ottengono informazioni su come si è formato un pianeta. Nel caso di WASP-39 b, il suo inventario chimico suggerisce che sia stato creato dalla collisione e dalla fusione di diversi corpi più piccoli chiamati planetesimi.

Prossime analisi

Oltre a Benneke, diversi dottorandi UdeM e un ricercatore post-dottorato – Louis-Philippe Coulombe, Caroline Piaulet, Michael Radica, Pierre-Alexis Roy e Jake Taylor – sono stati coinvolti in questa serie di risultati e nei prossimi mesi continueranno ad analizzare Dati Webb per diversi altri candidati esopianeti.

'Le prime settimane dopo il rilascio dei dati del nostro programma di osservazione sono stati probabilmente uno dei periodi più gratificanti della mia vita', ha affermato Michael Radica, uno studente di dottorato dell'UdeM e secondo autore dell'articolo sullo strumento canadese NIRISS. 'Vedere i primi spettri di trasmissione di NIRISS è stato il momento in cui mi ha davvero colpito il fatto che tutto il nostro lavoro nei mesi e negli anni precedenti ne sia valsa la pena.'

Il team UdeM ei suoi collaboratori internazionali stanno preparando molti altri articoli scientifici i cui risultati saranno presto pubblicati.

'Ora possiamo iniziare a spingere ulteriormente le capacità di JWST e NIRISS', ha affermato Radica, 'e le lezioni apprese dalle osservazioni di Early Release Science si stanno già dimostrando preziose con le analisi di pianeti più piccoli di Nettuno e persino della Terra attualmente in lavorazione'.

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