Il James Webb ha appena dimostrato di saper fare qualcosa che nessun telescopio aveva mai fatto prima: leggere direttamente il calore emesso dalla superficie di un esopianeta, un mondo al di fuori del sistema solare. Non parliamo dell’atmosfera, che è il terreno di gioco abituale quando si studiano pianeti lontani. Qui si va oltre, si arriva proprio al suolo. E il metodo usato è tanto elegante quanto ingegnoso, perché sfrutta gli eclissi per isolare il segnale termico del pianeta da quello della sua stella. Un approccio che apre la strada a un modo completamente nuovo di studiare la geologia di mondi distanti.
James Webb e il pianeta bollente, senza atmosfera
Il protagonista di questa scoperta si chiama LHS 3844b. È un pianeta roccioso circa il 30% più grande della Terra, situato a 50 anni luce da noi. Secondo i dati raccolti dal James Webb, si tratta di un mondo oscuro, caldissimo, arido e privo di atmosfera. Qualcosa di molto simile a Mercurio, per intenderci. C’è un dettaglio che lo rende particolarmente interessante per questo tipo di osservazione: LHS 3844b è bloccato per effetto mareale. Significa che impiega lo stesso tempo a ruotare su sé stesso e a orbitare attorno alla sua stella, proprio come fa la Luna con la Terra. Il risultato è che un lato è sempre esposto alla luce stellare, con temperature elevatissime, mentre l’altro resta perennemente al buio.
Questa caratteristica lo rende un bersaglio perfetto per MIRI, uno degli strumenti di punta del James Webb, progettato per rilevare le emissioni infrarosse. Gli oggetti caldi emettono radiazione infrarossa, e MIRI è straordinariamente bravo a catturarla. Analizzando queste emissioni si può risalire al calore generato dalla superficie del pianeta. Ma c’è un problema: quando si osserva il lato diurno di un pianeta del genere, il suo segnale termico rischia di confondersi con quello della stella.
Gli eclissi come strumento di indagine geologica
Ed è qui che entrano in gioco gli eclissi. Quando LHS 3844b passa dietro la sua stella, dal punto di vista del James Webb l’unica luce che arriva è quella stellare. Si misura quel valore, poi lo si sottrae dal segnale complessivo registrato quando il pianeta è visibile. Il risultato è il contributo infrarosso generato esclusivamente dal pianeta. Un trucco semplice nel concetto, ma potentissimo nella pratica.
La cosa più affascinante è che la radiazione misurata da MIRI non racconta solo quanto è caldo un pianeta. I diversi materiali presenti sulla superficie hanno spettri di emissione differenti: riflettono e irradiano la radiazione in modi unici. Questo significa che, confrontando i dati, si può stimare la composizione del suolo. E dato che LHS 3844b non ha atmosfera, non c’è nulla che interferisca con il segnale: quello che arriva proviene direttamente dalla superficie.
Nel 2023 e nel 2024 sono stati osservati due eclissi di questo esopianeta, e il James Webb ne ha approfittato per raccogliere dati preziosi. Il segnale ottenuto è stato poi confrontato con quello di corpi ben conosciuti come la Terra, Marte e la Luna. Il risultato? Nessuna somiglianza con la Terra, il che suggerisce una superficie molto diversa, probabilmente poverissima d’acqua. In compenso, sono emerse somiglianze significative con la Luna, portando a ipotizzare che il pianeta possa essere coperto di basalto, una roccia vulcanica estremamente diffusa sul nostro satellite.
Un mistero ancora aperto: lava fresca o meteorizzazione spaziale?
L’ipotesi iniziale era che LHS 3844b potesse essere un pianeta giovane, ricoperto di lava fresca. Ma questa spiegazione presenta un problema: l’attività vulcanica libera gas come il diossido di carbonio e il diossido di zolfo, e nessuno dei due è stato rilevato dal James Webb. Quindi qualcosa non tornava.
È stata allora formulata un’ipotesi alternativa. Il pianeta potrebbe essere ricoperto da uno spesso strato di materiale scuro e a grana fine, formatosi nel corso di lunghissimi periodi a causa della radiazione e degli impatti di meteoriti. Un fenomeno noto come meteorizzazione spaziale, lo stesso che si osserva su Mercurio e sulla Luna. I pianeti privi di atmosfera sono particolarmente esposti a questo processo, il che renderebbe la spiegazione del tutto plausibile.
Per avere una risposta definitiva serviranno ulteriori osservazioni, e ci si aspetta che il James Webb possa raccogliere altri dati in grado di confermare o smentire questa seconda ipotesi. Quello che è certo è che, già con le misurazioni ottenute finora, questo telescopio ha superato barriere che fino a poco tempo fa sembravano invalicabili.