In 2012, gli astronomi hanno scoperto un gigante gassoso che transitava davanti a WASP-49A, una stella di tipo G situata a circa 635 anni luce dalla Terra. I dati ottenuti dal sondaggio WASP hanno indicato che questo esopianeta (WASP-49 b) è un gigante gassoso di dimensioni simili a quelle di Giove e con una massa pari al 37% di quella gioviana. Nel 2017, è stato trovato un vasto nube di sodio attorno a WASP-49 b, il che ha suscitato confusione tra gli scienziati. Ulteriori osservazioni nel 2019 tramite il Telescopio Spaziale Hubble hanno rivelato la presenza di altri minerali, tra cui magnesio e ferro, apparentemente legati magneticamente al gigante gassoso.
WASP-49 b e la sua stella sono per lo più composti da idrogeno ed elio, con solo tracce di sodio, non sufficienti a spiegare questa nube. Inoltre, non c’erano indicazioni su come questa nube di sodio fosse stata espulsa nello spazio. Nel nostro Sistema Solare, le emissioni gassose dalla luna vulcanica di Giove, Io, creano un fenomeno simile. In uno studio recente, un team internazionale guidato da scienziati del Jet Propulsion Laboratory della NASA ha trovato potenziali prove di una luna vulcanica rocciosa in orbita attorno a WASP-49 b. Anche se non è ancora confermato, la presenza di un’exoluna vulcanica attorno a questo gigante gassoso potrebbe chiarire l’origine di questa nube di sodio.
Lo studio è stato condotto da Apurva Oza, un ex ricercatore postdottorato al Jet Propulsion Laboratory della NASA, ora scienziato presso Caltech. Era accompagnato da colleghi del NASA JPL e da ricercatori dell’Osservatorio Austral Europeo (ESO), dell’Istituto Indiano di Astrofisica, dell’Istituto di Scienza e Tecnologia dell’Austria (ISTA), del Birla Institute of Technology and Science e di diverse università. L’articolo che dettaglia le loro scoperte è stato recentemente pubblicato in The Astrophysical Letters.
Io è il corpo più vulcanico del nostro Sistema Solare, con centinaia di vulcani attivi e ampie formazioni laviche. Questa attività è il risultato dell’interazione mareale con il potente campo magnetico di Giove, che provoca la flessione e la contrazione dell’interno di Io, generando flussi lavici densi che emergono sulla superficie. Questi vulcani eruttano lava fino a 300 km (186 mi) nello spazio, insieme a biossido di zolfo, sodio, potassio e altri gas, creando una nube massiccia attorno a Giove che può estendersi fino a 1.000 volte il raggio del pianeta.
Sebbene le osservazioni del team non abbiano rilevato lune esogene direttamente attorno a WASP-49 b, una nube di sodio massiccia potrebbe costituire una prova indiretta di una luna vulcanica così piccola e debole da non essere rilevabile. Da anni, Oza sta indagando su come le exolune potrebbero essere rilevate attraverso la loro attività vulcanica. Per determinare se questo fosse il caso attorno a WASP-49 b, lui e il team hanno osservato il pianeta in un intervallo di tempo usando l’Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) sul Very Large Telescope (VLT) dell’ESO.
Ciò si è rivelato piuttosto impegnativo a causa della distanza coinvolta e del modo in cui la stella, il pianeta e la nube si sovrapponevano frequentemente, rendendo molto difficile distinguere tra di essi. Tuttavia, le loro osservazioni hanno rivelato vari indizi che suggeriscono che un corpo separato sia responsabile della nube di sodio. Ad esempio, le osservazioni hanno indicato che la nube è aumentata improvvisamente di dimensione durante due rilevamenti, suggerendo che si stesse ripristinando. In effetti, stimano che la nube venga rifornita a un ritmo di 100.000 kg (220.000 lb) al secondo.
Hanno anche osservato la nube muoversi più velocemente del pianeta, suggerendo che fosse generata da un altro corpo in orbita più rapida rispetto al pianeta. “Pensiamo che questo sia un pezzo davvero critico di prova,” ha affermato Oza. “La nube si sta muovendo nella direzione opposta a quella che la fisica ci dice dovrebbe seguire se fosse parte dell’atmosfera del pianeta.” Le loro osservazioni hanno anche notato qualcosa di interessante mentre WASP-49 b orbitava attorno alla sua stella madre ogni 2,8 giorni. Durante questo periodo, la nube appariva e scompariva dietro la stella o il pianeta in modo irregolare.
Questo concetto artistico rappresenta una potenziale luna vulcanica tra l’esopianeta WASP-49 b, a sinistra, e la sua stella madre. Credito: NASA/JPL-Caltech. Per affrontare questo, il team ha utilizzato anche un modello computerizzato per simulare la presenza di una exoluna e confrontarla con le loro osservazioni. I loro risultati hanno mostrato che un’exoluna con un periodo orbitale di otto ore potrebbe spiegare il movimento e l’attività della nube, incluso come apparisse passare davanti al pianeta e scomparire e riapparire a intervalli. Un altro risultato di questo studio è ciò che suggerisce riguardo al futuro di questa possibile exoluna.
Se WASP-49 b è simile per dimensioni alla Luna terrestre, Oza e i suoi colleghi stimano che l’interazione mareale con la gravità del pianeta e la sua rapida perdita di massa alla fine porteranno alla sua disintegrazione. “Se c’è davvero una luna lì, avrà una fine molto distruttiva,” ha detto Oza. Sebbene queste osservazioni siano intriganti, il team sottolinea che sono necessarie ulteriori osservazioni per saperne di più sull’orbita e sulla struttura della nube.
Ulteriori letture: NASA, The Astrophysical Letters