Gli astronomi sono perplessi: come fa il bario a entrare nell’atmosfera di un esopianeta?

Aggiornato il 17/10/2022 alle 12:09

• WASP-76b e WASP-121b sono esopianeti gassosi a centinaia di anni luce dalla Terra.
• Gli astronomi sono fondamentalmente bravi a studiare la propria atmosfera.
• Ora avevano scoperto lì un elemento pesante che non si aspettavano affatto, che in realtà non dovrebbe esserci nemmeno.

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WASP-76b ed esopianeti WASP-121b Contengono l’elemento pesante bario nell’alta atmosfera. Ciò è dimostrato dagli spettri ad alta risoluzione ottenuti con il Very Large Telescope dell’European Southern Observatory in Cile. È l’elemento più pesante finora scoperto nelle atmosfere dei pianeti attorno ad altre stelle.

E questo presenta un problema per gli astronomi: con la forte forza gravitazionale di due pianeti, non dovrebbe esserci materia così pesante nell’atmosfera, hanno scritto gli scopritori sulla rivista Astronomy and Astrophysics.

Gli esperti non conoscono il meccanismo per trasferire il bario in altezza

“Il bario deve cadere dall’alta atmosfera molto rapidamente”, spiega Olivier Demangon dell’Università di Porto in Portogallo. “Al momento, non abbiamo idea di quale meccanismo sposti questo elemento”. I due pianeti, a 640 e 860 anni luce di distanza dalla Terra, sono “gioviani caldi” – pianeti gassosi simili per dimensioni e massa alla Terra. Giove nel nostro sistema solare somiglianza

Tuttavia, orbitano attorno alla loro stella centrale in un’orbita molto stretta con un periodo orbitale inferiore a due giorni. A causa della vicinanza della stella, la temperatura atmosferica è di circa 2000°C.

Tali pianeti sono oggetti particolarmente interessanti per gli astronomi. “Poiché è principalmente gassoso e molto caldo, ha atmosfere estese, quindi possiamo osservare e studiare l’atmosfera molto più facilmente rispetto alle atmosfere di pianeti più piccoli e più freddi”, afferma Demangon. Anche la posizione delle orbite dei pianeti aiuta i ricercatori del cielo con queste osservazioni: sono orientati in modo tale che i pianeti passino regolarmente davanti alla loro stella centrale se visti dalla Terra.

L’atmosfera lascia una sorta di impronta digitale in una porzione di luce stellare

Durante questi “transiti”, i pianeti bloccano parte della stella, attenuandone la luce – e queste eclissi regolari aiutano nella scoperta dei pianeti. Fondamentale per studi come Demangeon e colleghi, una minuscola frazione di luce stellare brilla attraverso l’atmosfera di ogni pianeta.

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In questa porzione di luce stellare, l’atmosfera lascia una sorta di impronta digitale: i materiali che compongono l’atmosfera assorbono la luce stellare a lunghezze d’onda distinte.

I ricercatori possono quindi utilizzare queste “linee spettrali” per determinare di quali materiali è composta l’atmosfera del pianeta. Tuttavia, l’intero processo richiede tempo e complicato. In primo luogo, i ricercatori hanno bisogno di uno spettrometro ad alta risoluzione, uno speciale dispositivo aggiuntivo sul telescopio che suddivide la radiazione in lunghezze d’onda. Quindi gli astronomi devono rimuovere dai dati tutti gli effetti della stella e dell’atmosfera terrestre.

Gli esperti non si aspettavano il bario

Demangeon e colleghi sono stati inizialmente in grado di confermare un gran numero di materiali già indicati da precedenti osservazioni. I ricercatori hanno anche scoperto nuovo cobalto e stronzio. Poi si sono imbattuti in linee spettrali di bario e inizialmente sospettavano che provenissero davvero da esopianeti.

“Non abbiamo cercato bario, perché non ci aspettavamo bario lì”, dice Azevedo Silva dell’Università di Porto. Solo dopo ulteriori esami gli scienziati si sono convinti della loro sorprendente scoperta.

Secondo i ricercatori, la scoperta del bario nell’atmosfera di due gioviani caldi indica che questi elementi pesanti si trovano spesso nell’atmosfera di un Giove estremamente caldo. Devono esserci correnti atmosferiche precedentemente sconosciute che trasportano questi materiali nell’atmosfera superiore. (ff/dpa)

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