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Il telescopio spaziale James Webb della NASA ha permesso di scoprire che il meteo di SIMP 0136, un oggetto misterioso distante 20 anni luce dalla Terra, è molto più ordinato di quanto lasci pensare la sua atmosfera turbolenta. Dietro un apparente caos si nascondono infatti tre stati atmosferici ricorrenti, guidati dalle variazioni di temperatura e dal continuo spostamento delle nuvole. Il risultato offre agli scienziati un nuovo strumento per decifrare il clima di mondi lontanissimi e capire quali condizioni modellano le loro atmosfere.
Lo studio porta la firma dei ricercatori del Trinity College Dublin, che hanno puntato l’attenzione su questa nana bruna già nota per fenomeni simili alle aurore boreali. Il quadro emerso è piuttosto netto. Il meteo complesso di questo corpo celeste dipende in gran parte da appena due fattori, cioè i cambiamenti di temperatura e la struttura verticale delle nubi.
Come Webb ha decifrato il meteo di SIMP 0136
Per analizzare le osservazioni raccolte dal telescopio, il gruppo ha utilizzato una tecnica matematica chiamata analisi delle componenti principali, conosciuta con la sigla PCA. Si tratta di un metodo che aiuta a orientarsi dentro enormi quantità di dati complicati, isolando gli schemi più forti. In pratica gli studiosi hanno osservato come cambiava la luce dell’oggetto durante la sua rotazione, alla ricerca di variazioni minime capaci di raccontare cosa stesse succedendo nella sua atmosfera.
Il punto interessante è che il lavoro non è partito da ipotesi dettagliate sul comportamento atmosferico. Sono state le osservazioni stesse a far emergere i processi più importanti, e il metodo ha permesso anche di separare i veri cambiamenti del clima dalle piccole oscillazioni e dal rumore casuale delle misurazioni. Tutto questo è stato possibile grazie agli strumenti estremamente sensibili di Webb, in grado di cogliere variazioni di luminosità piccolissime mentre zone diverse dell’atmosfera entravano nel campo visivo.
Quasi tutta la variabilità osservata si spiega con due componenti dominanti. Non solo, perché i ricercatori hanno individuato tre stati meteorologici che compaiono e scompaiono con la rotazione, formando una specie di mosaico in movimento. Alcune regioni sono più calde e coperte da nubi sottili, altre più fredde e avvolte da strati nuvolosi spessi che si estendono molto in verticale. I risultati, pubblicati su Astronomy & Astrophysics, indicano che questa atmosfera in apparenza caotica segue in realtà un insieme di processi notevolmente coerente.
Un mondo a metà tra pianeta e stella
Le nane brune occupano una posizione curiosa, a cavallo tra pianeti e stelle. SIMP 0136 è più grande e più caldo di un tipico gigante gassoso ma non ha la massa necessaria per brillare come una stella. La sua atmosfera ospita enormi sistemi nuvolosi che evolvono in fretta, tanto che il suo meteo ricorda più una versione estrema di quello di Giove che qualcosa di vagamente terrestre.
Merle Schrader, dottoranda alla School of Physics del Trinity e prima autrice dello studio, ha spiegato che i fattori alla base di questi schemi restano stabili nel tempo, anche quando l’aspetto dettagliato dell’atmosfera cambia per più di una dozzina di rotazioni. Secondo la ricercatrice SIMP 0136 è una delle nane brune da cui è relativamente più facile ottenere dati di qualità, già studiati in passato con metodi consolidati, e questo ha permesso di confrontare i risultati della nuova tecnica con quanto si sapeva. Soprattutto, l’approccio potrà essere affinato e applicato ad altre nane brune meno conosciute.
C’è poi un legame quasi personale. La luce catturata da Webb nel 2023, quella usata per lo studio, era partita dalla nana bruna proprio nell’anno di nascita di Schrader. Pur viaggiando a circa 300.000 km/s, ha impiegato due decenni per arrivare fino a noi. Basta pensare che verso la Luna ne serve poco più di un secondo. E tutto ciò che si osserva direttamente di questi oggetti è un singolo pixel distribuito sullo spettro luminoso.
Cosa significa per gli esopianeti
La tecnica potrebbe avere ricadute ben oltre SIMP 0136. Le nane brune sono preziose per studiare le atmosfere degli esopianeti giganti, perché spesso si possono osservare direttamente e permettono di verificare come si formano le nubi, come si sposta il calore e come funziona la circolazione atmosferica in condizioni estreme. Individuando rapidamente i processi principali, gli astronomi possono capire quali caratteristiche meritano un’analisi più approfondita con modelli al computer più complessi.
Johanna Vos, professoressa associata alla School of Physics del Trinity, ritiene che questi risultati cambieranno il modo di analizzare le future osservazioni del JWST, offrendo un primo passaggio efficiente prima delle simulazioni più pesanti dal punto di vista computazionale. Applicare il metodo a molte nane brune e pianeti giganti aiuterà a comprendere i diversi sistemi meteorologici dei mondi lontani. Il comportamento di un’atmosfera fornisce indizi sulla composizione chimica e sulle condizioni fisiche di un pianeta, informazioni legate a una delle grandi domande dell’astronomia, ovvero quali pianeti fuori dal Sistema Solare potrebbero avere condizioni adatte ad ospitare la vita.
Fonte: TecnoAndroid