Attorno a una stella vicina, a 635 anni luce di distanza, gli astronomi hanno trovato prove dell’esistenza di una esoluna vulcanica come Io.

il Very Large Telescope dell’Osservatorio europeo australe ha individuato una gigantesca nube di sodio, compatibile con l’attività vulcanica, che orbita attorno a un esopianeta chiamato WASP-49b, che a sua volta orbita attorno a una stella nana gialla chiamata WASP-49.

E come sappiamo che il sodio proviene da un’esoluna? L’esopianeta è un gigante gassoso, improbabile che ospiti vulcani, e la nube di sodio è fuori sincrono con l’orbita dell’esopianeta, ma è esattamente ciò che potremmo aspettarci se WASP-49b avesse una luna vulcanica rocciosa.

Pensiamo che questa sia una prova davvero critica“, afferma l’astrofisica Apurva Oza del California Institute of Technology. “La nube si sta muovendo nella direzione opposta a quella che la fisica ci dice che dovrebbe avere se facesse parte dell’atmosfera del pianeta“.

Gli astronomi ritengono che, per quanto difficili da individuare a causa delle ridotte dimensioni, la gran parte degli esopianeti dovrebbero avere lune. Qui nel Sistema Solare, le lune superano notevolmente in numero i pianeti attorno ai quali orbitano: sono quasi 300 quelle conosciute, rispetto a soli otto pianeti e ad un certo numero di pianeti nani.

exomoon wasp 49
Rappresentazione artistica del sistema WASP-49. ( NASA/JPL-Caltech )

Trovare esopianeti è già abbastanza difficile: lle esolune sono così piccole che solitamente non possiamo rilevarle se non con prove indirette, come la nube di sodio rilevata in questa occasione.

Come accade con molte rilevazioni nello spazio, la prima cosa che troviamo è probabilmente un evento anomalo estremo, il cui segnale è abbastanza significativo e anomalo da essere rilevato e da adattarsi solo a una ristretta gamma di spiegazioni.

Sembra essere questo il caso di WASP-49b. Nel 2017, uno studio sull’atmosfera dell’esopianeta ha rivelato la presenza di uno strato di sodio che avvolge il gigante gassoso, ad altitudini insolite, molto più elevate delle sue nubi.

Nel 2019, Oza e i suoi colleghi hanno pubblicato un articolo in cui esponevano la loro tesi secondo cui il sodio non era generato dall’esopianeta, bensì da un’esoluna orbitante, simile ma molto più vulcanica della luna di Giove, Io.

Abbiamo già trovato esopianeti vulcanici in precedenza. Tendono a essere mondi rocciosi con caratteristiche che indicano vulcanismo, come eccentricità orbitale pronunciata, profili di temperatura o proprietà atmosferiche.

I giganti gassosi a causa della loro conformazione non hanno vulcani ma rimaneva la possibilità che la firma del sodio osservata su WASP-49b fosse il prodotto di attività planetaria, come un vento planetario. Oza e i suoi colleghi hanno raccolto dati per confermare la loro precedente scoperta che la nube di gas è probabilmente di origine lunare.

Come detto sopra, hanno utilizzato il Very Large Telescope dell’Osservatorio europeo australe per osservare la stella e il suo esopianeta per quattro notti.

Sapevamo già che l’esopianeta ha una massa pari a 0,37 volte quella di Giove e un raggio pari a 1,1 volte quello di Giove, orbitando attorno alla sua stella simile al Sole una volta ogni 2,8 giorni. Quando i ricercatori hanno esaminato a fondo il sistema, hanno scoperto che la nube di sodio non è costantemente presente, ma va e viene, scomparendo dietro l’esopianeta e la stella a intervalli irregolari.

Il sodio neutro fotoionizza in pochi minuti, il che significa che non può durare a lungo nelle vicinanze di una stella senza acquisire una carica. Poiché il sodio rilevato dal team è neutro, ciò significa che la sua produzione deve essere costante e continua.

Un’altra possibile spiegazione prendeva in considerazione la possibilità che il sodio fosse prodotto all’interno dell’esopianeta; tuttavia, gli intervalli di apparizione della nube di sodio non erano sincronizzati con la rotazione di WASP-49b, il che significa che non era possibile collegarla a una posizione all’interno dell’esopianeta.

Oza e i suoi colleghi hanno utilizzato modelli computerizzati e hanno stabilito che il segnale osservato è più coerente con un’esoluna vulcanica che orbita attorno a WASP-49b una volta ogni otto ore circa.

Grazie alla relazione tra Giove e Io, abbiamo una buona idea di come e perché questa esoluna sia così vulcanica. È probabile che venga spinta e tirata dalla forza gravitazionale mentre orbita attorno a WASP-49b, forse anche da altre lune, così come Io è tirata dalle altre lune galileiane di Giove.

È anche estremamente vicino al suo compagno planetario, il che significa che, considerata anche la perdita di massa dovuta al vulcanismo, è probabile che la sua orbita decadrà in tempi relativamente brevi, con conseguente caduta in WASP-49b.

Se davvero la luna esistesse, avrebbe un finale molto distruttivo“, ha affermato Oza.

I risultati sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters.