James Webb risolve il mistero dell’esopianeta “gonfiato” – DW – 21/05/2024

James Webb risolve il mistero dell’esopianeta “gonfiato” – DW – 21/05/2024
James Webb risolve il mistero dell’esopianeta “gonfiato” – DW – 21/05/2024

Con più di tre quarti del volume di Giove ma meno di un decimo della sua massa, l’esopianeta “WASP-107b” è uno dei pianeti meno densi conosciuti. Ora, nuovi dati provenienti dal telescopio James Webb hanno aiutato a decifrare perché questo gigantesco corpo gassoso è così “gonfio”.

I dati Webb, combinati con le precedenti osservazioni del telescopio spaziale Hubble, mostrano “sorprendentemente” poco metano (CH4) nell’atmosfera di WASP-107b, indicando che l’interno del pianeta deve essere significativamente più caldo e il nucleo molto più massiccio di quanto stimato in precedenza.

I risultati, che mostrano che l’esopianeta non è così misterioso come sembrava, sono stati appena pubblicati in due articoli sulla rivista Naturariferiscono le note dell’agenzia spaziale americana NASA e dell’Agenzia spaziale europea, ESA.

I risultati, resi possibili dalla “straordinaria capacità” di Webb di misurare la luce che passa attraverso le atmosfere degli esopianeti, potrebbero spiegare il rigonfiamento di dozzine di esopianeti a bassa densità.

Sebbene i pianeti gonfi o “spugnosi” non siano rari, la maggior parte sono più caldi e massicci e quindi più facili da spiegare.

“In base al raggio, alla massa e all’età, pensavamo che WASP-107b avesse un nucleo roccioso molto piccolo circondato da un’enorme massa di idrogeno ed elio”, spiega Luis Welbanks dell’Arizona State University, ma “era difficile capire come un “Un nucleo così piccolo potrebbe assorbire così tanto gas e non diventare un pianeta della massa di Giove.”

Se, d’altra parte, WASP-107b avesse più massa nel nucleo, l’atmosfera avrebbe dovuto contrarsi mentre il pianeta si raffreddava nel tempo trascorso dalla sua formazione. Senza una fonte di calore per riespandere il gas, il pianeta dovrebbe essere molto più piccolo.

Sebbene WASP-107b abbia una distanza orbitale di soli 8 milioni di chilometri (un settimo della distanza tra Mercurio e il Sole), non riceve abbastanza energia dalla sua stella per essere così gonfiato.

Sulle tracce degli esopianeti

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Spettroscopia di trasmissione

Il raggio gigante, l’atmosfera estesa e l’orbita marginale di WASP-107b lo rendono ideale per la spettroscopia di trasmissione, un metodo utilizzato per identificare i diversi gas nell’atmosfera di un esopianeta in base al modo in cui influenzano la luce stellare.

Pertanto, non solo è stata rilevata l’abbondanza di un gran numero di molecole, ma anche misurata, come vapore acqueo, metano, anidride carbonica, monossido di carbonio, anidride solforosa e ammoniaca.

I due spettri – ottenuti con misurazioni da diversi strumenti da Webb e Hubble – mostrano una sorprendente mancanza di metano nell’atmosfera di WASP-107b: un millesimo della quantità prevista in base alla temperatura presunta.

“Ciò dimostra che il gas caldo nelle profondità del pianeta deve mescolarsi vigorosamente con gli strati più freddi sovrastanti”, afferma David Sing della Johns Hopkins University.

Il metano è instabile alle alte temperature. “Il fatto che abbiamo rilevato così poco, anche se abbiamo rilevato altre molecole che trasportano carbonio, ci dice che l’interno del pianeta deve essere molto più caldo di quanto pensassimo”, afferma.

Riscaldamento delle maree

Una probabile fonte di energia interna extra di WASP-107b è il riscaldamento mareale causato dalla sua orbita leggermente ellittica.

Poiché la distanza tra la stella e il pianeta cambia continuamente durante la sua orbita di 5,7 giorni, cambia anche l’attrazione gravitazionale, allungando il pianeta e riscaldandolo.

L’esopianeta WASP-107b presenta enormi nubi di apparente composizione sabbiosa, qui illustrateImmagine: team europeo MIRI EXO GTO/ESA/NASA

I ricercatori avevano precedentemente proposto che il riscaldamento delle maree potesse essere la causa del rigonfiamento di WASP-107b, ma fino all’arrivo dei risultati di Webb, non c’erano prove.

Il nucleo è almeno due volte più massiccio di quanto originariamente stimato, il che ha più senso in termini di come si formano i pianeti.

Tutto sommato, si scopre che WASP-107b non è così misterioso come sembrava. “I dati di Webb ci dicono che pianeti come WASP-107b non si sono formati in qualche modo strano, con un nucleo piccolissimo e un enorme involucro di gas”, afferma Mike Line dell’Arizona State University.

“Invece, possiamo prendere qualcosa di più simile a Nettuno, con molta roccia e meno gas, basta aumentare la temperatura e dargli l’aspetto che ha.”

il(EFE, NASA)

 
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