Gli astronomi hanno studiato l’atmosfera di un pianeta oltre il Sistema Solare, mappandone per la prima volta la struttura tridimensionale.
Combinando tutte e quattro le unità telescopio del Very Large Telescope dell’Osservatorio Europeo Australe (VLT dell’ESO), hanno trovato venti potenti che trasportano elementi chimici come ferro e titanio, creando intricati modelli meteorologici nell’atmosfera del pianeta. La scoperta apre le porte a studi dettagliati della composizione chimica e meteorologica di altri mondi alieni.
“L’atmosfera di questo pianeta si comporta in modi che sfidano la nostra comprensione di come funziona il meteo, non solo sulla Terra, ma su tutti i pianeti. Sembra qualcosa uscito dalla fantascienza“, afferma Julia Victoria Seidel, ricercatrice presso l’European Southern Observatory (ESO) in Cile e autrice principale dello studio, pubblicato oggi su Nature.
Il pianeta, WASP-121b (noto anche come Tylos), si trova a circa 900 anni luce di distanza nella costellazione della Poppa. È un Gioviano ultra-caldo, un gigante gassoso che orbita attorno alla sua stella ospite così vicino che un anno lì dura solo circa 30 ore terrestri. Inoltre, un lato del pianeta è rovente, poiché è sempre rivolto verso la stella, mentre l’altro lato è molto più freddo.
Il team ha ora esplorato in profondità l’atmosfera di Tylos e ha rivelato venti distinti in strati separati, formando una mappa della struttura 3D dell’atmosfera. È la prima volta che gli astronomi sono stati in grado di studiare l’atmosfera di un pianeta al di fuori del nostro Sistema Solare in modo così approfondito e dettagliato.
“Ciò che abbiamo scoperto è sorprendente: una corrente a getto fa ruotare il materiale attorno all’equatore del pianeta, mentre un flusso separato a livelli inferiori dell’atmosfera sposta il gas dal lato caldo a quello più freddo. Questo tipo di clima non è mai stato osservato prima su nessun pianeta“, afferma Seidel, che è anche ricercatore presso il Lagrange Laboratory, parte dell’Observatoire de la Côte d’Azur, in Francia.
La corrente a getto osservata attraversa metà del pianeta, guadagnando velocità e agitando violentemente l’atmosfera in alto nel cielo mentre attraversa il lato caldo di Tylos. “Persino gli uragani più forti del sistema solare sembrano calmi al confronto“, aggiunge.
Per scoprire la struttura 3D dell’atmosfera dell’esopianeta, il team ha utilizzato lo strumento ESPRESSO sul VLT dell’ESO per combinare la luce delle sue quattro grandi unità telescopio in un singolo segnale. Questa modalità combinata del VLT raccoglie quattro volte più luce di una singola unità telescopio, rivelando dettagli più deboli. Osservando il pianeta per un transito completo davanti alla sua stella ospite, ESPRESSO è stato in grado di rilevare le firme di più elementi chimici, sondando di conseguenza diversi strati dell’atmosfera.
“Il VLT ci ha permesso di sondare tre diversi strati dell’atmosfera dell’esopianeta in un colpo solo“, afferma il coautore dello studio Leonardo A. dos Santos, un astronomo assistente presso lo Space Telescope Science Institute di Baltimora, Stati Uniti. Il team ha tracciato i movimenti di ferro, sodio e idrogeno, che hanno permesso loro di tracciare i venti rispettivamente negli strati profondi, medi e superficiali dell’atmosfera del pianeta. “È il tipo di osservazione che è molto difficile da fare con i telescopi spaziali, evidenziando l’importanza delle osservazioni terrestri degli esopianeti“, aggiunge.
È interessante notare che le osservazioni hanno anche rivelato la presenza di titanio appena sotto il flusso a getto, come evidenziato in uno studio correlato pubblicato su Astronomy and Astrophysics . Questa è stata un’altra sorpresa poiché precedenti osservazioni del pianeta avevano mostrato che questo elemento era assente, probabilmente perché nascosto in profondità nell’atmosfera.
” È davvero incredibile che siamo in grado di studiare dettagli come la composizione chimica e i modelli meteorologici di un pianeta a una distanza così grande “, afferma Bibiana Prinoth, dottoranda presso l’Università di Lund, Svezia, e l’ESO, che ha guidato lo studio parallelo ed è coautrice dell’articolo pubblicato su Nature.
Per scoprire l’atmosfera di pianeti più piccoli, simili alla Terra, saranno necessari telescopi più grandi. Tra questi, l’Extremely Large Telescope (ELT) dell’ESO , attualmente in costruzione nel deserto di Atacama in Cile, e il suo strumento ANDES. “L’ELT sarà una svolta per lo studio delle atmosfere degli esopianeti“, afferma Prinoth. “Questa esperienza mi fa sentire come se fossimo sul punto di scoprire cose incredibili che ora possiamo solo sognare“.
