Osservata l’atmosfera di un esopianeta

Abbiamo parlato poco più di un mese fa dell’esopianeta LTT 9779b che si trova a soli (si fa per dire) 260 anni luce di distanza. Questo  pianeta extra solare  è stato considerato un ottimo candidato per lo studio delle atmosfere esoplanetarie.
LTT 9779b è un pianeta nettuniano ultra caldo, a scoprirlo è stato un team internazionale di astronomi che ha collaborato con un gruppo di ricercatori dell’Università di Warwick. Questo “Nettuno ultra caldo” percorre un’orbita cosi stretta attorno a una stella simile al Sole denominata LTT 9779 che il suo anno è lungo solamente 19 ore. Oggi sappiamo che non abbiamo dovuto aspettare troppo per avere altri dati interessanti. LTT 9779b, nonostante le temperature infernali a cui deve essere sottoposto in prossimità della sua stella, ha ancora un’atmosfera sostanziale.
L’esopianeta LTT 9779b è stato scandagliato dal telescopio spaziale Spitzer (ora dismesso) attraverso gli infrarossi. Spitzer ha analizzato anche la stella LTT 9779 e gli astronomi hanno ora analizzato quei dati, pubblicando i loro risultati in un paio di studi.
Nel primo articolo, un team guidato dall’astronomo Ian Crossfield dell’Università del Kansas ha descritto il profilo di temperatura di LTT 9779b. Nel secondo articolo, un team guidato dall’astronoma Diana Dragomir dell’Università del New Mexico ha descritto l’atmosfera dell’esopianeta.
“Per la prima volta, abbiamo misurato la luce proveniente da questo pianeta che non dovrebbe esistere”, ha spiegato Crossfield,  che ha aggiunto: “Questo pianeta è così intensamente irradiato dalla sua stella che la sua temperatura supera i 1.650 gradi Celsius e la sua atmosfera potrebbe essere evaporata del tutto. Tuttavia, le osservazioni di Spitzer ci mostrano un’atmosfera attraverso la luce infrarossa che il pianeta emette”.
Lei e il suo team hanno studiato la curva di fase dell’esopianeta alla luce infrarossa. Poiché l’energia termica viene emessa come radiazione infrarossa, la luce in questa lunghezza d’onda può dirci quale è la temperatura degli oggetti cosmici a molti anni luce di distanza.
Il sistema è orientato in modo tale che il pianeta passi tra noi e la stella, dandoci chiare visioni laterali sia del lato notturno che di quello diurno. Pertanto, per calcolare la temperatura dell’esopianeta, gli astronomi possono utilizzare la luce mutevole dell’intero sistema.
È interessante notare che l’ora più calda della giornata su LTT 9779b è quasi a mezzogiorno, quando il suo sole è allo zenit. Sulla Terra, l’ora più calda della giornata è in realtà poche ore dopo mezzogiorno, perché il calore entra nell’atmosfera terrestre più velocemente di quanto viene disperso nello spazio. Questo consente di formulare alcune ipotesi plausibili sull’atmosfera di LTT 9779b.
“Il pianeta è molto più freddo di quanto ci aspettassimo, il che suggerisce che sta riflettendo gran parte della luce stellare che lo colpisce, presumibilmente a causa delle nuvole diurne”, ha spiegato l’astronomo Nicolas Cowan dell’Institute for Research on Exoplanets (iREx) e della McGill University in Canada. “Il pianeta inoltre non trasporta molto calore al suo lato notturno, ma pensiamo di capire che  la luce  viene assorbita  probabilmente nell’alta atmosfera, da dove l’energia viene rapidamente irradiata nello spazio”.
Per ottenere ulteriori dati dell’atmosfera di LTT 9779b, Dragomir e i suoi colleghi si sono concentrati sulle eclissi secondarie, quando il pianeta passa dietro la sua stella. Ciò si traduce in un oscuramento più debole della luce del sistema rispetto a quando il pianeta transita davanti alla stella, ma quell’oscuramento più debole può aiutarci a comprendere la struttura termica dell’atmosfera di un esopianeta.
“I Nettuno caldi sono rari e uno in un ambiente così estremo come questo è difficile da spiegare perché la sua massa non è abbastanza grande da trattenere un’atmosfera per molto tempo”, ha spiegato Dragomir. “Allora come è andata? LTT 9779b ci ha fatto grattare la testa, ma il fatto che abbia un’atmosfera ci offre un modo raro per indagare su questo tipo di pianeta, quindi abbiamo deciso di sondarlo con un altro telescopio”.
I ricercatori hanno combinato i dati dell’eclissi secondaria ricavati da Spitzer con i dati del telescopio spaziale TESS della NASA utilizzato anche per la caccia agli esopianeti. Con questa combinazione hanno ricavato uno spettro di emissione dall’atmosfera di LTT 9779b; cioè le lunghezze d’onda della luce assorbita e amplificata dagli elementi in essa contenuti. Hanno scoperto che alcune lunghezze d’onda venivano assorbite da molecole, probabilmente di monossido di carbonio.
Questo non è inaspettato per un pianeta così caldo. Il monossido di carbonio è stato rilevato nei Giove caldi, giganti gassosi che orbitano molto strettamente intorno alle loro stelle. Ma i giganti gassosi sono più massicci dei Nettuno caldi e usano la loro gravità molto più elevata per trattenere la loro atmosfera. Si riteneva invece che i pianeti delle dimensioni di Nettuno non dovessero essere abbastanza massicci per farlo.
La scoperta del monossido di carbonio su LTT 9779b potrebbe aiutarci a capire come questi esomondi si formano e quale meccanismo permette loro di trattenere la loro atmosfera nonostante il calore infernale che li raggiunge.
Oggi abbiamo migliori conoscenze su LTT 9779b,  gli scienziati hanno ancora molto da fare. Le osservazioni future potrebbero aiutarci a rispondere a molte altre domande, come di cos’altro è fatta l’atmosfera, e se l’esopianeta inizialmente era molto più grande ed è attualmente in procinto di ridurre la sua massa.
Ricerche come questa saranno molto utili,.  ci offriranno nuovi strumenti ed esperienza da applicare allo studio delle atmosfere di mondi potenzialmente abitabili.
 I due articoli sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters,
Fonte: https://www.sciencealert.com/astronomers-peer-into-the-atmosphere-of-a-rare-exoplanet-that-shouldn-t-exist