Laggiù nello spazio c'è un insolito nome esopianeta Gliese 3470 b (GJ 3470 b.) È un mondo strano, un po 'come un ibrido tra Terra e Nettuno. Ha un nucleo roccioso come la Terra, ma è circondato da un'atmosfera fatta di idrogeno ed elio. Questa combinazione è diversa da qualsiasi altra cosa nel nostro sistema solare.
Il pianeta orbita attorno a una stella nana rossa chiamata Gliese 3470, nella costellazione del Cancro. GJ 3470 b è circa 12,6 masse terrestri, il che significa che è approssimativamente a metà strada tra la Terra e Nettuno in massa. (Nettuno è di circa 17 masse terrestri.)
Grazie alla missione Keplero, sappiamo che ci sono molti esopianeti in questa gamma di massa. È possibile che fino all'80% dei pianeti rientri in questo intervallo, anche se le future missioni esopianeti lo chiariranno senza dubbio. Fino ad ora, gli astronomi non hanno visto bene l'atmosfera di uno di questi pianeti, e quindi la loro formazione è un po 'un mistero.
I telescopi spaziali Hubble e Spitzer si sono uniti per osservare da vicino l'atmosfera di GJ 3470 b, ed è la prima volta che gli astronomi sono stati in grado di identificare l'impronta chimica chimica dell'atmosfera di un pianeta come questo. Ciò che hanno scoperto è che il pianeta ha un'atmosfera primordiale, quasi incontaminata, di idrogeno ed elio, senza elementi più pesanti presenti.
E questo presenta un po 'di mistero.
"Non abbiamo nulla di simile nel sistema solare, ed è ciò che lo colpisce."
Björn Benneke dell'Università di Montreal in Canada
Half Star, Half Planet?
GJ 3470 b, con la sua atmosfera di idrogeno ed elio, è in qualche modo più simile a una stella che a un pianeta. Il nostro sole è composto per il 73% di idrogeno e il resto è quasi tutto elio. Solo una piccola parte del sole è costituita da elementi più pesanti come ossigeno, neon, ferro e carbonio. I giganti gassosi Giove e Saturno sono principalmente idrogeno ed elio, ma contengono anche altri composti come metano e ammoniaca, nonché elementi più pesanti. Quei composti sono quasi assenti in GJ 3470 b.
“Questa è una grande scoperta dal punto di vista della formazione del pianeta. Il pianeta orbita molto vicino alla stella ed è molto meno massiccio di Giove - 318 volte la massa terrestre - ma è riuscito ad esprimere l'atmosfera primordiale di idrogeno / elio che è in gran parte "non inquinata" da elementi più pesanti ", ha affermato Björn Benneke dell'Università di Montreal in Canada, in un comunicato stampa della NASA. "Non abbiamo nulla di simile nel sistema solare, ed è ciò che lo colpisce."
Gli astronomi dietro questo lavoro hanno combinato le capacità multi-lunghezza d'onda di entrambi i telescopi spaziali per dare un'occhiata all'atmosfera di GJ 3470 b. Lo hanno fatto misurando l'assorbimento della luce stellare mentre l'esopianeta transitava di fronte alla sua stella ospite. Misurarono anche la perdita di luce riflessa mentre l'esopianeta passava dietro la stella. Complessivamente, la coppia di telescopi spaziali ha osservato 12 transiti e 20 eclissi.
Gli astronomi usano la spettroscopia per identificare le impronte digitali chimiche dell'idrogeno e dell'elio nell'atmosfera e la natura dell'atmosfera del pianeta ha reso tutto ciò possibile. È per lo più chiaro con poca foschia, il che significa che sono stati in grado di guardare in profondità nell'atmosfera. "Per la prima volta abbiamo una firma spettroscopica di un tale mondo", ha detto Benneke.
Ma quella spettroscopia rivelò qualcosa di inaspettato. Gli astronomi hanno pensato di trovare una composizione chimica simile al pianeta Nettuno, con elementi più pesanti come ossigeno e carbonio. Ma invece hanno trovato un'atmosfera simile al sole.
"... abbiamo trovato un'atmosfera così povera di elementi pesanti che la sua composizione ricorda la composizione del sole ricca di idrogeno / elio".
BJÖRN BENNEKE DELL'UNIVERSITÀ DI MONTREAL IN CANADA
"Ci aspettavamo un'atmosfera fortemente arricchita da elementi più pesanti come ossigeno e carbonio che formano abbondante vapore acqueo e gas metano, simile a quello che vediamo su Nettuno", ha detto Benneke. "Invece, abbiamo trovato un'atmosfera così povera di elementi pesanti che la sua composizione ricorda la composizione del sole ricca di idrogeno / elio".
Mettendolo insieme
Ora che gli astronomi hanno acquisito una buona conoscenza dell'atmosfera dell'esopianeta, grazie alla potenza combinata dei telescopi spaziali Hubble e Spitzer, possono iniziare a capire come potrebbe essersi formato questo strano pianeta.
GJ 3470 b è in netto contrasto con altri esopianeti. Gli astronomi pensano che altri esopianeti, ad esempio Hot Jupiter, si formino a grande distanza dal loro Sole, per poi migrare verso l'interno. Ma gli astronomi pensano che questo esopianeta si sia formato molto vicino alla sua stella nana rossa, vicino a dove si trova oggi.
Probabilmente si è formato inizialmente come un piccolo oggetto roccioso, invischiato al centro del disco protoplanetario, più o meno nello stesso periodo in cui si è formata la stella. Avrebbe raccolto, o accrescuto, la sua atmosfera dallo stesso materiale primordiale nel disco da cui si formava la stella. E questo spiegherebbe la sua atmosfera di idrogeno / elio e perché manca di elementi più pesanti.
"Questa è una grande scoperta dal punto di vista della formazione del pianeta."
BJÖRN BENNEKE DELL'UNIVERSITÀ DI MONTREAL IN CANADA
"Stiamo vedendo un oggetto che è stato in grado di accusare idrogeno dal disco protoplanetario ma non è fuggito per diventare un caldo Giove", ha detto Benneke. "Questo è un regime intrigante."
Quello che può essere successo è che stava ancora accumulando materia dal disco, ma la stella cresceva più velocemente e il disco si dissipava. Ciò ha impedito a GJ 3470 b di crescere e diventare più simile ai giganti gassosi del nostro Sistema solare, con elementi più pesanti nelle loro atmosfere.
Per ora, è qui che sta la nostra comprensione di questo esopianeta intrigante e strano. Ma una volta che James Webb Space Telescope (JWST) sarà attivo e funzionante, ci dirà di più.
Il JWST è un potente telescopio spaziale che può vedere nell'infrarosso con una sensibilità senza precedenti. Sarà in grado di sondare l'atmosfera di GJ 3470 b e di altri pianeti extrasolari e rivelare cose non ancora viste. In particolare, osserverà a lunghezze d'onda che rendono quasi trasparenti i perni offuscati.
Quindi, la nostra comprensione di tutti gli esopianeti, non solo di questo, crescerà a passi da gigante.
Fonti:
- Comunicato stampa: Atmosfera del pianeta di medie dimensioni rivelata da Hubble, Spitzer
- Wikipedia: Gliese 3470 b
- Spitzer Space Telescope
