Un esopianeta delle dimensioni di Giove ha a lungo incuriosito gli astronomi per le sue temperature torride, i venti e la pioggia laterale fatta di vetro. I dati del James Webb Space Telescope hanno rivelato un’altra caratteristica insolita del pianeta noto come HD 189733b: odora di uova marce.
HD 189733b: un esopianeta insolito
I ricercatori che studiano l’atmosfera di HD 189733b hanno utilizzato l’osservazione di Webb per individuare tracce di idrogeno solforato, un gas incolore che rilascia un forte odore di zolfo e che non è mai stato individuato al di fuori del nostro sistema solare. La scoperta fa progredire quello che si sa sulla potenziale composizione degli esopianeti.
I risultati, raccolti da un team multi-istituzionale, sono stati pubblicati sulla rivista Nature.
Lo studio
Gli scienziati hanno scoperto per la prima volta HD 189733b nel 2005 e in seguito hanno identificato il gigante gassoso come un “Giove caldo“, un pianeta che ha una composizione chimica simile a Giove, il pianeta più grande del nostro sistema solare, ma con temperature roventi.
Situato a soli 64 anni luce dalla Terra, HD 189733b è il Giove caldo più vicino che gli astronomi possono studiare mentre il pianeta passa davanti alla sua stella. Per questo motivo, è uno degli esopianeti più osservati.
“HD 189733 b non è solo un pianeta gigante gassoso, ma anche un ‘gigante’ nel campo degli esopianeti perché è uno dei primi esopianeti in transito mai scoperti“, ha affermato l’autore principale dello studio Guangwei Fu, un astrofisico della Johns Hopkins University: “È il punto di ancoraggio per molte delle nostre conoscenze sulla chimica e la fisica atmosferica degli esopianeti”.
Il pianeta è circa il 10% più grande di Giove, ma molto più caldo perché è 13 volte più vicino alla sua stella di quanto Mercurio lo sia al nostro Sole. HD 189733b impiega solo circa due giorni terrestri per completare un’unica orbita attorno alla sua stella.
Questa vicinanza alla stella conferisce al pianeta una temperatura media elevata di 1.700 gradi Fahrenheit (926 gradi Celsius) e forti venti che inviano particelle di silicato simili a vetro che cadono lateralmente dalle nubi attorno al pianeta a una velocità di 8.046 chilometri orari.
Quando gli astronomi hanno deciso di utilizzare il telescopio Webb per studiare il pianeta e vedere cosa la luce infrarossa, invisibile all’occhio umano, potesse rivelare nell’atmosfera dell’esopianeta, sono rimasti sorpresi.
L’acido solfidrico è presente su Giove e si prevedeva che esistesse anche sugli esopianeti giganti gassosi, ma al di fuori del nostro sistema solare le prove della sua presenza erano finora state sfuggenti.
“L’acido solfidrico è una delle principali riserve di zolfo nelle atmosfere planetarie“, ha spiegato Fu: “L’elevata precisione e la capacità infrarossa (del telescopio Webb) ci consentono di rilevare per la prima volta l’acido solfidrico sugli esopianeti, il che apre una nuova finestra spettrale nello studio della chimica dello zolfo atmosferico degli esopianeti. Questo ci aiuta a capire di cosa sono fatti gli esopianeti e come sono nati“.
Inoltre, il team ha individuato acqua, anidride carbonica e monossido di carbonio nell’atmosfera del pianeta, il che significa che queste molecole potrebbero essere comuni in altri esopianeti giganti gassosi.
Sebbene gli astronomi non si aspettino che esista vita su HD 189733b a causa delle sue temperature roventi, il rilevamento di un elemento fondamentale come lo zolfo su un esopianeta fa luce sulla formazione dei pianeti.
“Lo zolfo è un elemento essenziale per la costruzione di molecole più complesse e, come il carbonio, l’azoto, l’ossigeno e il fosfato, gli scienziati devono studiarlo ulteriormente per comprendere appieno come sono fatti i pianeti e di cosa sono fatti“, ha osservato Fu.
Molecole con odori particolari, come l’ammoniaca, sono state precedentemente rilevate all’interno di altre atmosfere di esopianeti, ma le capacità di Webb consentono agli scienziati di identificare sostanze chimiche specifiche nelle atmosfere attorno agli esopianeti in modo più dettagliato rispetto al passato.
Nel nostro sistema solare, i giganti di ghiaccio come Nettuno e Urano, sebbene complessivamente meno massicci, contengono più metalli dei giganti gassosi Giove e Saturno, che sono i pianeti più grandi, il che ha indicato che potrebbe esserci una correlazione tra il contenuto di metalli e la massa.
Gli astronomi ritengono che nella formazione di Nettuno e Urano siano stati coinvolti più ghiaccio, roccia e metalli, anziché gas come idrogeno ed elio. I dati di Webb hanno inoltre evidenziato livelli di metalli pesanti su HD 189733b simili a quelli riscontrati su Giove.
Conclusioni
“Ora abbiamo questa nuova misurazione per dimostrare che effettivamente le concentrazioni di metalli hanno fornito un punto di ancoraggio molto importante per questo studio su come la composizione di un pianeta varia con la sua massa e raggio“, ha evidenziato Fu: “I risultati supportano la nostra comprensione di come i pianeti si formano attraverso la creazione di materiale più solido dopo la formazione iniziale del nucleo e poi vengono naturalmente potenziati con metalli pesanti”.
Il team cercherà le tracce di zolfo su altri esopianeti e determinerà se le elevate concentrazioni del composto influenzano la vicinanza di alcuni pianeti alla loro stella ospite durante la formazione.
“HD 189733b è un pianeta di riferimento, ma rappresenta solo un singolo punto dati“, ha concluso Fu: “Così come i singoli esseri umani mostrano caratteristiche uniche, i nostri comportamenti collettivi seguono tendenze e modelli chiari. Con altri set di dati da Webb in arrivo, puntiamo a capire come si formano i pianeti e se il nostro sistema solare è unico nella galassia”.
