Il telescopio spaziale James Webb ha scoperto prove di un’atmosfera attorno a un esopianeta roccioso super-Terra chiamato 55 Cancri e. Il pianeta si trova a soli 41 anni luce dalla Terra ed è uno dei cinque mondi confermati in orbita attorno a una stella simile al Sole nella costellazione del Cancro.
55 Cancri e: un pianeta abitabile?
La scoperta è la prova migliore dell’esistenza di un’atmosfera che circonda un pianeta oltre il nostro Sistema Solare e potrebbe rappresentare un importante passo avanti nella ricerca di pianeti abitabili in altre parti della Galassia.
Un punto chiave è che la scoperta mostra che un esopianeta roccioso colpito da temperature torride e radiazioni provenienti dalla sua stella ospite può ancora sostenere un’atmosfera gassosa. 55 Cancri e è un esopianeta super-Terra , il che significa che è simile nella composizione ai pianeti rocciosi del nostro Sistema Solare.
L’esopianeta è largo quasi il doppio della Terra e ha una densità leggermente maggiore. Inoltre, 55 Cancri e. orbita così vicino alla sua stella che la sua superficie è probabilmente un profondo oceano di magma fuso.
55 Cancri e impiega appena 18 ore per orbitare attorno alla stella: un’orbita estremamente breve se paragonato all’orbita terrestre di 365 giorni. L’esopianeta è probabilmente bloccato in base alle maree, sempre lo stesso lato rivolto verso la stella ospite, nello stesso modo in cui lo stesso lato della nostra Luna è sempre rivolto verso la Terra.
Questo significherebbe che un lato del pianeta è perennemente nell’oscurità, mentre l’altro è costantemente bombardato dal calore e dalle radiazioni della stella ospite. “55 Cancri e è uno degli esopianeti più enigmatici”, ha affermato Brice-Olivier Demory del Centro per lo spazio e l’abitabilità CSH dell’Università di Berna .
Demory è coautore dello studio che è stato pubblicato su Nature.
La scoperta di 55 Cancri e
“Nonostante l’enorme quantità di tempo di osservazione ottenuto con una dozzina di strutture terrestri e spaziali negli ultimi dieci anni, la sua vera natura è rimasta sfuggente, fino ad oggi, quando le parti del puzzle hanno potuto finalmente essere messe insieme grazie al telescopio spaziale James Webb”.
Il telescopio spaziale James Webb ha misurato i cambiamenti nella luce stellare mentre 55 Cancri e orbitavano attorno alla sua stella. La NIRCam (Near-Infrared Camera) e il MIRI (Mid-Infrared Instrument) di Webb hanno catturato la luce infrarossa proveniente dall’esopianeta.
L’equipe ha misurato la luminosità della stella quando 55 Cancri e era dietro di essa, quindi la luminosità della stella e del pianeta combinati. Il confronto tra i due ha permesso loro di calcolare la quantità di luce infrarossa proveniente dal lato diurno del pianeta.
L’emissione termica di 55 Cancri e, energia termica sotto forma di luce infrarossa, indica che il pianeta potrebbe avere un’atmosfera. Se il pianeta fosse ricoperto di roccia fusa scura e avesse un’atmosfera sottile o assente, la temperatura sarebbe di circa 2.200°C (3.990°F).
“Invece, i dati MIRI hanno mostrato una temperatura relativamente bassa di circa 1.500°C (2.730°F) Celsius“, ha spiegato Renyu Hu del Jet Propulsion Laboratory della NASA, che ha guidato il team di ricerca.
“Questa è un’indicazione molto importante che l’energia viene distribuita dal lato diurno a quello notturno, molto probabilmente da un’atmosfera ricca di elementi volatili“. Un’ulteriore prova dell’atmosfera è il fatto che la parte diurna di Cancri 55 e è diverse centinaia di gradi più fresca di quanto dovrebbe essere.
Questo indica che la luce infrarossa proveniente dalla superficie viene assorbita dall’atmosfera nel suo percorso verso gli strumenti di Webb. I gas che circondano 55 Cancri e vengono generati all’interno dell’esopianeta.
Qualsiasi atmosfera primaria scomparirebbe completamente a causa del calore e della radiazione emanati dalla stella ospite. L’atmosfera rilevata è probabilmente un’atmosfera secondaria, riempita da un oceano di magma ribollente di cristalli, roccia liquida e gas disciolto.
“Come postdoc al MIT ho guidato la scoperta del primo transito di 55 Cancri e, e nel 2016 il mio team ha pubblicato la prima mappa di un esopianeta roccioso, che era 55 Cancri e“, ha dichiarato Demory, che ha studiato 55 Cancri e fin dall’inizio della sua carriera.
Per questo nuovo studio, Demory ha intrapreso un’analisi indipendente del set di dati di Webb: “Negli ultimi due anni il telescopio spaziale CHEOPS , che è stato sviluppato e costruito presso l’Università di Berna, è stato fondamentale per risolvere diverse domande che gli astrofisici avevano circa 55 Cancri e“.
“Webb ha completato questa immagine alle lunghezze d’onda dell’infrarosso dimostrando che la super-Terra 55 Cancri e potrebbe essere circondata da un’atmosfera con una composizione coerente con monossido di carbonio o anidride carbonica“.
Conclusioni
55 Cancri e è troppo caldo per essere abitabile, ma questo studio dimostra che potrebbe fornire agli astronomi l’opportunità di studiare i pianeti rocciosi e il modo in cui i loro interni, la superficie e le atmosfere sono intrecciati.
Potrebbe anche fornire informazioni sui pianeti rocciosi del nostro Sistema Solare, Venere, Terra e Marte.
“In definitiva, vogliamo capire quali condizioni rendono possibile per un pianeta roccioso sostenere un’atmosfera ricca di gas: l’ingrediente chiave per un pianeta abitabile“, ha concluso Hu.
