Il telescopio James Webb svela due crepuscoli completamente diversi su un pianeta alieno
Il telescopio James Webb continua a regalare scoperte che fino a pochi anni fa sembravano fantascienza. L’ultima arriva da un team internazionale guidato dal Max Planck Institute for Astronomy, che ha osservato qualcosa di straordinario sull’esopianeta WASP-121 b: l’alba e il tramonto, su questo mondo infernale, non si assomigliano per niente. Temperature diverse, composizione chimica diversa, persino la struttura stessa dell’atmosfera cambia a seconda del lato che si guarda. E la cosa più affascinante è che tutto questo era stato previsto solo sulla carta, nei modelli teorici. Adesso, per la prima volta, ci sono le prove osservative.
WASP-121 b è un cosiddetto gioviano caldo, un gigante gassoso che orbita vicinissimo alla propria stella. Talmente vicino che le forze di marea hanno bloccato la sua rotazione: una faccia è sempre rivolta verso la stella, con temperature che sfiorano i 2500 gradi Celsius, mentre l’altra resta immersa nel buio perpetuo, “appena” 725 gradi. Le zone di confine tra giorno e notte, chiamate terminatori, sono il vero cuore della scoperta. Il terminatore serale risulta decisamente più caldo di quello mattutino. Il motivo? Venti atmosferici potentissimi che trasportano calore dal lato diurno verso quello notturno, seguendo la direzione di rotazione del pianeta. Questo riscaldamento extra fa espandere l’atmosfera sul lato serale, che finisce per assorbire più luce stellare. Una differenza che il James Webb è riuscito a catturare con una precisione senza precedenti grazie allo strumento NIRSpec.
Acqua che si spezza e nubi minerali: cosa succede nell’atmosfera di WASP-121 b
Non è solo una questione di temperature. I dati raccolti durante il transito di WASP-121 b davanti alla sua stella raccontano anche una storia chimica piuttosto drammatica. Il segnale del monossido di carbonio aumenta verso la fine del transito, ma non perché ce ne sia di più in assoluto: è l’effetto della temperatura che cambia la visibilità del gas nello spettro. L’acqua, invece, racconta una storia diversa e più brutale. Nelle regioni più calde dell’atmosfera, le molecole d’acqua vengono letteralmente smembrate dal calore estremo, spezzate nei loro elementi costitutivi. Meno acqua nelle zone più roventi significa, ancora una volta, conferma che quei venti infuocati stanno davvero scaldando il terminatore serale.
C’è poi un mistero che i modelli attuali non riescono a spiegare del tutto. L’asimmetria osservata tra i due terminatori è più marcata di quanto le simulazioni prevedano. Una possibile spiegazione chiama in causa delle nubi minerali, composte probabilmente da silicati e non certo da goccioline d’acqua come sulla Terra. Queste nubi potrebbero formarsi sul lato mattutino più freddo, bloccando la radiazione infrarossa proveniente dagli strati più profondi e facendo apparire l’atmosfera ancora più fredda di quanto sia realmente. Quando il team ha provato ad aggiungere un effetto simile alle simulazioni, i risultati si sono avvicinati molto di più alle osservazioni reali.
Un metodo che apre nuove strade per lo studio degli esopianeti
La tecnica utilizzata è tanto elegante quanto ingegnosa. Durante un singolo transito, WASP-121 b ruota di circa 30 gradi. Invece di mediare tutti i dati in un unico segnale, come si fa di solito, il team ha lasciato che il segnale variasse nel tempo, longitudine per longitudine. L’analisi statistica ha dimostrato che questo approccio descrive le osservazioni in modo significativamente migliore. È come passare da una fotografia sfocata a una sequenza ad alta risoluzione.
Gli astronomi hanno già individuato altri giganti gassosi ultra caldi adatti a questo tipo di studio. Applicare lo stesso metodo a un campione più ampio di pianeti permetterà di confrontare le condizioni atmosferiche tra mondi diversi e costruire, pezzo dopo pezzo, una comprensione tridimensionale di atmosfere che si trovano a centinaia di anni luce da noi. Il telescopio James Webb, ancora una volta, sta trasformando quello che sembrava impossibile in scienza concreta.
