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Il telescopio spaziale James Webb ha individuato prove solide della presenza di un’atmosfera attorno a HD 3167 b, un pianeta roccioso che gira attorno alla sua stella in appena 24 ore immerso in un calore estremo. Si tratta di un cosiddetto mondo di lava, una super Terra che si trova a 154 anni luce di distanza nella costellazione dei Pesci. La scoperta è sorprendente perché un corpo celeste così vicino alla propria stella dovrebbe faticare parecchio a trattenere un involucro gassoso, e invece sembra riuscirci benissimo.
Per chi cerca la vita oltre il nostro pianeta i pianeti rocciosi dotati di atmosfera sono tra i bersagli più promettenti, visto che senza un’atmosfera l’acqua liquida in superficie non può esistere. Il problema è che tra gli oltre 6.300 esopianeti catalogati finora la maggior parte non è rocciosa e solo pochissimi di quelli rocciosi mostrano segni di un’atmosfera. HD 3167 b si aggiunge ora a questa lista piuttosto corta grazie a uno studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters e guidato da Brandon Park Coy, dottorando dell’Università di Chicago.
Un pianeta troppo vicino alla sua stella per avere un’atmosfera
Edwin Kite, professore associato di scienze geofisiche all’Università di Chicago e coautore della ricerca, ha spiegato che più un pianeta roccioso orbita vicino alla sua stella e più dovrebbe essere difficile conservare un’atmosfera. Il motivo è semplice. Il vento stellare lo bombarda di continuo e la quantità di fotoni ad alta energia che riceve è enorme. Eppure molti di questi mondi di lava sembrano averne una. Secondo Kite si tratta di pianeti troppo caldi per ospitare la vita, ma studiarli aiuta a capire i processi che contano anche per altri corpi rocciosi.
Il risultato è il primo di un programma di osservazione diretto da Megan Weiner Mansfield, oggi all’Università del Maryland, che punta il James Webb su 10 mondi di lava ultracaldi. L’obiettivo è capire se esista una temperatura critica oltre la quale i pianeti cominciano a mostrare un’atmosfera. Finora cinque pianeti terrestri con atmosfera sono risultati ultracaldi, ma HD 3167 b è il più freddo tra i mondi di lava con indizi di un involucro gassoso. Un dettaglio tutt’altro che marginale, perché permette di inquadrare meglio il passaggio tra pianeti con e senza atmosfera. Nel frattempo le osservazioni del telescopio suggeriscono che la maggior parte dei pianeti terrestri attorno a stelle molto più piccole del Sole sia invece roccia nuda.
Come si capisce se un esopianeta ha un’atmosfera
Osservare direttamente pianeti simili alla Terra in cerca di vita è ancora fuori portata. Il telescopio Webb però può rilevare la luce nell’infrarosso medio e stimare così la temperatura di questi mondi lontani. Per HD 3167 b i ricercatori hanno usato il metodo dell’eclissi secondaria, che consiste nel misurare quanta luce si perde quando il pianeta passa dietro la sua stella. Quella differenza rivela quanta radiazione infrarossa arriva dal pianeta stesso e quindi quanto è caldo.
Senza atmosfera il lato diurno, quello rivolto verso la stella, dovrebbe raggiungere la temperatura massima teorica in base alla distanza e alla capacità riflettente della superficie. Un’atmosfera invece ridistribuisce il calore verso il lato notturno, proprio come accade su Venere dove la differenza di temperatura tra giorno e notte è quasi nulla. Possono esserci anche nuvole che riflettono la luce stellare e raffreddano il lato illuminato. HD 3167 b è risultato sensibilmente più freddo del massimo previsto e questo rappresenta una prova forte della presenza di un’atmosfera.
Una finestra sulla Terra primordiale
La superficie rivolta verso la stella di questi pianeti è probabilmente roccia fusa. Il gruppo di ricerca ipotizza per HD 3167 b una composizione ricca di silicati, con una miscela di minerali simile a quella del mantello terrestre. Prima di questo studio ci si aspettava che le atmosfere di mondi così roventi fossero fatte di roccia vaporizzata, ma stanno emergendo indizi di gas più pesanti come anidride carbonica, monossido di carbonio o acqua. La composizione esatta resta comunque un’incognita ed è uno dei motivi per cui il team punta a nuove osservazioni.
C’è poi un aspetto che riguarda da vicino la storia del nostro pianeta. Secondo Coy la Terra primordiale potrebbe aver avuto un aspetto molto simile a quello di un mondo di lava. Agli albori del sistema solare i pianeti terrestri erano caldissimi per via dell’energia sprigionata dalle continue collisioni tra planetesimi e la Terra attraversò una fase di oceano di magma con una superficie interamente liquida. Questo risultato offre quindi uno spiraglio per studiare le condizioni dei primi due milioni di anni di vita del pianeta.
Fonte: TecnoAndroid
