Utilizzando il Telescopio Spaziale James Webb (JWST), gli astronomi hanno scoperto che un pianeta “soffice” presenta un’asimmetria, il che significa che esiste una differenza significativa tra un lato dell’atmosfera e l’altro. Il pianeta extrasolare, o “esopianeta”, in questione è WASP-107 b, che orbita attorno a una stella arancione più piccola del sole, situata a circa 210 anni luce di distanza. Scoperto nel 2017, WASP-107 b ha una dimensione pari al 94% di quella di Giove, ma solo il 10% della massa del gigante gassoso del sistema solare. Questo lo rende uno degli esopianeti meno densi mai scoperti, molto più “soffice” di quanto ci si aspettasse. All’inizio di quest’anno, gli scienziati hanno determinato che questo è probabilmente dovuto al fatto che l’interno di WASP-107 b è molto più caldo di quanto previsto, e si pensa anche che il pianeta possieda un nucleo roccioso più grande di quanto fosse stato precedentemente modellato. Queste strane caratteristiche sono state spiegate da una scarsità di metano nella sua atmosfera. Ora, gli scienziati hanno un altro mistero di WASP-107 b da risolvere.
L’interessante asimmetria di WASP-107 b presenta un enigma per gli astronomi. “Questa è la prima volta che l’asimmetria est-ovest di un qualsiasi esopianeta è stata osservata dallo spazio mentre transita davanti alla sua stella”, ha dichiarato Matthew Murphy, uno studente laureato presso l’Osservatorio Steward dell’Università dell’Arizona, in una dichiarazione. Murphy e i suoi colleghi hanno studiato WASP-107 registrando la luce della sua stella ospite mentre passava attraverso l’atmosfera del pianeta durante il suo transito davanti alla faccia della stella. “Un transito è quando un pianeta passa davanti alla sua stella — come fa la luna durante un’eclissi solare”, ha affermato Murphy, aggiungendo che “le osservazioni fatte dallo spazio presentano molti vantaggi rispetto alle osservazioni condotte dalla terra.”
WASP-107 b è squilibrato
WASP-107 b orbita attorno alla sua stella a una distanza di circa 5 milioni di miglia, o circa il 6% della distanza tra la Terra e il sole. Ciò significa che il pianeta completa un’orbita in circa cinque giorni terrestri. Inoltre, l’esopianeta è bloccato marealmente alla sua stella. Questo comporta che un lato, il “lato giorno”, è permanentemente rivolto verso la stella, mentre l’altro, il “lato notte”, è rivolto verso lo spazio in perpetuo.
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L’esopianeta non è caldo come molti mondi così vicini alle loro stelle. La sua temperatura è di 890 gradi Fahrenheit (477 gradi Celsius), il che lo colloca tra gli esopianeti più caldi e i pianeti relativamente freschi del sistema solare. WASP-107 b è particolarmente leggero in termini di densità, il che provoca una gravità debole e porta a un’atmosfera altamente gonfiata. “Non abbiamo nulla di simile nel nostro sistema solare. È unico, anche tra la popolazione di esopianeti”, ha detto Murphy.
Poiché gli elementi assorbono ed emettono luce a lunghezze d’onda caratteristiche, lo spettro della luce che passa attraverso un’atmosfera può rivelare di cosa è composta quell’atmosfera attraverso una tecnica chiamata spettroscopia di trasmissione. Grazie al fatto che il JWST è stato in grado di osservare WASP-107 b mentre passava davanti alla sua stella, gli scienziati sono stati in grado di determinare la composizione della sua atmosfera.
Lo spettro di trasmissione di WASP-107 b che mostra la composizione della sua atmosfera. (Crediti immagine: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI) Scienza: L. Welbanks (ASU) e il team JWST MANATEE)
L’alta precisione del JWST ha permesso al team di ottenere “istantanee” dell’esopianeta e separare i segnali provenienti dai suoi lati est e ovest. Questo ha consentito loro di comprendere meglio i processi che avvengono nell’atmosfera di WASP-107 b. “Queste istantanee ci dicono molto sui gas presenti nell’atmosfera dell’esopianeta, le nuvole, la struttura dell’atmosfera, la chimica e come tutto cambia quando riceve quantità diverse di luce solare”, ha continuato Murphy. “Tradizionalmente, le nostre tecniche di osservazione non funzionano altrettanto bene per questi pianeti intermedi, quindi ci sono state molte domande aperte entusiasmanti a cui finalmente possiamo iniziare a rispondere. “Ad esempio, alcuni dei nostri modelli ci dicevano che un pianeta come WASP-107b non dovrebbe avere affatto questa asimmetria — quindi stiamo già apprendendo qualcosa di nuovo.” Il team ora prevede di esaminare più da vicino i dati raccolti con il JWST per creare un’immagine migliore di WASP-107 b e individuare cosa sta causando l’asimmetria nella sua atmosfera. “Per quasi tutti gli esopianeti, non possiamo nemmeno osservarli direttamente, per non parlare di sapere cosa succede da un lato rispetto all’altro,” ha concluso Murphy. “Per la prima volta, siamo in grado di avere una visione molto più localizzata di ciò che sta accadendo nell’atmosfera di un esopianeta.” La ricerca del team è stata pubblicata martedì (24 settembre) sulla rivista Nature Astronomy.