Abbiamo finalmente ottenuto il nostro primo sguardo ottico su un esopianeta e sulla sua atmosfera, e il ragazzo è un posto strano. Il pianeta si chiama HR8799e e la sua atmosfera è complessa. HR8799e è nelle prese di una tempesta globale, dominata da vorticose nuvole di ferro e silicati.
Grazie alla navicella spaziale Keplero, negli ultimi anni abbiamo scoperto molti esopianeti e candidati esopianeti. In effetti, è quasi una routine ora. Ma non ne sappiamo abbastanza. Possiamo determinare una gamma di massa per loro e anche la loro probabile composizione e densità, ma le loro caratteristiche atmosferiche ci sono nascoste.
Ma questo sta iniziando a cambiare.
Ringraziamo l'Osservatorio europeo meridionale (ESO) per questo sguardo su un esopianeta distante. Hanno usato il loro strumento GRAVITY sul loro Very Large Telescope Interferometer per ottenere la prima osservazione diretta di un esopianeta. Questa non è un'immagine reale del pianeta, ma uno spettro ottico dell'atmosfera, e uno che è molto più dettagliato di qualsiasi cosa abbiamo visto in precedenza.
HR8799e è un cosiddetto "super-Giove" ed è diverso da qualsiasi pianeta del nostro Sistema Solare. È un gigante gassoso circa 5-10 volte più massiccio di Giove, in orbita attorno a una stella a circa 129 anni luce di distanza. Se fosse nel nostro Sistema Solare, la sua orbita sarebbe tra Saturno e Urano. È anche un pianeta giovane, con solo circa 30 milioni di anni. E HR8799e è ancora molto caldo.
Il pianeta è fondamentalmente un caldo, giovane, piccolo e gli scienziati pensano che potrebbe aprire una finestra sulla formazione di pianeti e sistemi solari. È un posto ostile, per quanto riguarda la vita. Fa ancora caldo da quando è stato formato e ha un potente effetto serra. È un letale 1000 gradi Celsius.
Ma la sua abitabilità, o non abitabilità, non è ciò che è importante qui.
"Questo dipinge un'immagine di un'atmosfera dinamica di un gigantesco esopianeta alla nascita, sottoposto a complessi processi fisici e chimici".
Sylvestre Lacour, ricercatrice presso l'Osservatorio di Parigi e l'Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre.
Questa è la prima volta che impariamo così tanti dettagli su un esopianeta, ed è tutto grazie all'interferometro del VLT e allo strumento GRAVITY allegato. L'immagine è dieci volte più dettagliata di qualsiasi precedente osservazione, che ha permesso agli astronomi di scoprire alcune sorprese.
Lo spettro dettagliato di HR8799e ha mostrato che l'atmosfera contiene nuvole di ferro e polvere di silicato. Contiene anche più monossido di carbonio rispetto al metano, il che è sconcertante.
"La nostra analisi ha dimostrato che HR8799e ha un'atmosfera contenente molto più monossido di carbonio rispetto al metano, cosa che non ci si aspetta dalla chimica dell'equilibrio", spiega il caposquadra Sylvestre Lacour, ricercatrice CNRS presso l'Osservatoire de Paris - PSL e l'Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre. "Siamo in grado di spiegare al meglio questo sorprendente risultato con forti venti verticali all'interno dell'atmosfera che impediscono al monossido di carbonio di reagire con l'idrogeno per formare metano".
Ciò che Lacour sta dicendo è che le reazioni chimiche attese che coinvolgono monossido di carbonio e metano non si verificano come previsto e che di conseguenza l'atmosfera non è in equilibrio. Suppone che alti venti verticali impediscano ai due di mescolarsi e reagire.
Anche le nuvole di ferro e la polvere di silicato sono sconcertanti. Secondo un comunicato stampa, il ferro e il silicato, combinati con gli alti livelli di monossido di carbonio, suggeriscono che l'atmosfera di HR8799e sia coinvolta in una forte tempesta.
Nel complesso, l'esopianeta si rivela come un pianeta molto giovane con un'atmosfera complessa che sta subendo molti cambiamenti e non è in nessun luogo vicino a qualsiasi tipo di stato stabile.
"Le nostre osservazioni suggeriscono una sfera di gas illuminata dall'interno, con raggi di luce calda che turbinano attraverso tempestose macchie di nuvole scure", elabora Lacour. “La convezione si muove attorno alle nuvole di silicato e particelle di ferro, che si disgregano e piovono nell'interno. Questo dipinge un'immagine di un'atmosfera dinamica di un gigantesco esopianeta alla nascita, che subisce complessi processi fisici e chimici. "
Questo è un risultato intrigante per ESO, VLT-I e GRAVITY. GRAVITY è già responsabile di alcuni altri lavori rivoluzionari, tra cui la sua osservazione del turbinio di gas attorno a un buco nero al 30% della velocità della luce.
Speriamo che lo useranno per immaginare più esopianeti. E così via.
