La caccia agli esopianeti ha prodotto molti casi studio affascinanti. Ad esempio, i sondaggi hanno rivelato molti "Giove caldi", giganti gassosi che hanno dimensioni simili a Giove ma orbitano molto vicino ai loro soli. Questo particolare tipo di esopianeta è stato una fonte di interesse per gli astronomi, principalmente perché la loro esistenza sfida il pensiero convenzionale su dove possano esistere giganti gassosi in un sistema stellare.
Ecco perché un team internazionale guidato da ricercatori dell'Osservatorio europeo meridionale (ESO) ha usato il Very Large Telescope (VLT) per dare un'occhiata migliore a WASP-19b, un Giove caldo situato a 815 anni luce dalla Terra. Nel corso di queste osservazioni, hanno notato che l'atmosfera del pianeta conteneva tracce di ossido di titanio, rendendolo la prima volta che questo composto è stato rilevato nell'atmosfera di un gigante gassoso.
Lo studio che descrive le loro scoperte, intitolato "Rilevazione dell'ossido di titanio nell'atmosfera di un Giove caldo", è recentemente apparso sulla rivista scientifica Natura.Guidato da Elyar Sedaghati - un neolaureato della Technical University di Berlino e un collega dell'Osservatorio europeo meridionale - il team ha utilizzato i dati raccolti dall'array VLT nel corso di un anno per studiare WASP-19b.
Come tutti i Giove caldi, WASP-19b ha circa la stessa massa di Giove e orbite molto vicine al suo sole. In effetti, il suo periodo orbitale è così breve - solo 19 ore - che si stima che le temperature nella sua atmosfera raggiungano i 2273 K (2000 ° C; 3632 ° F). È quattro volte più caldo di Venere, dove le temperature sono abbastanza calde da sciogliere il piombo! In effetti, le temperature su WASP-19b sono abbastanza calde da sciogliere minerali di silicato e platino!
Lo studio si basava sullo strumento FOcal Reducer / Low dispersion Spectrograph 2 (FORS2) sul VLT, uno strumento ottico multimodale in grado di condurre imaging, spettroscopia e studio della luce polarizzata (polarimetria). Usando FORS2, il team ha osservato il pianeta mentre passava davanti alla sua stella (alias ha fatto un passaggio), che ha rivelato spettri preziosi dalla sua atmosfera.
Dopo aver analizzato attentamente la luce che attraversava le sue nuvole nebbiose, il team fu sorpreso di trovare tracce di ossido di titanio (oltre a sodio e acqua). Come Elyar Sedaghati, che ha trascorso 2 anni come studente con l'ESO per lavorare a questo progetto, ha detto della scoperta in un comunicato stampa di ES:
“Rilevare tali molecole non è tuttavia un'impresa semplice. Non solo abbiamo bisogno di dati di qualità eccezionale, ma dobbiamo anche eseguire un'analisi sofisticata. Abbiamo usato un algoritmo che esplora molti milioni di spettri che abbracciano una vasta gamma di composizioni chimiche, temperature e proprietà di nuvole o foschia al fine di trarre le nostre conclusioni.”
L'ossido di titanio è un composto molto raro che è noto per esistere nelle atmosfere di stelle fresche. In piccole quantità, funge da assorbitore di calore ed è quindi probabilmente in parte responsabile del fatto che WASP-19b abbia temperature così elevate. In quantità sufficientemente grandi, può impedire al calore di entrare o uscire da un'atmosfera, causando quella che è nota come inversione termica.
Questo è un fenomeno in cui le temperature sono più alte nell'atmosfera superiore e più in basso più in basso. Sulla Terra, l'ozono svolge un ruolo simile, causando un'inversione di temperature nella stratosfera. Ma sui giganti del gas, questo è l'opposto di ciò che accade di solito. Mentre Giove, Saturno, Urano e Nettuno sperimentano temperature più fredde nelle loro atmosfere superiori, le temperature sono molto più calde più vicine al nucleo a causa dell'aumento della pressione.
Il team ritiene che la presenza di questo composto potrebbe avere un effetto sostanziale sulla temperatura, sulla struttura e sulla circolazione dell'atmosfera. Inoltre, il fatto che il team sia stato in grado di rilevare questo composto (una novità per i ricercatori sugli esopianeti) è un'indicazione di come gli studi sugli esopianeti stiano raggiungendo nuovi livelli di dettaglio. Tutto ciò avrà probabilmente un impatto profondo sui futuri studi sulle atmosfere degli esopianeti.
Anche lo studio non sarebbe stato possibile se non fosse stato per lo strumento FORS2, che è stato aggiunto all'array VLT negli ultimi anni. Come commenta Henri Boffin, lo scienziato strumentista che ha guidato il progetto di ristrutturazione:
“Questa importante scoperta è il risultato di un rinnovamento dello strumento FORS2 che è stato fatto esattamente per questo scopo. Da allora, FORS2 è diventato lo strumento migliore per eseguire questo tipo di studio da terra.”
Guardando al futuro, è chiaro che il rilevamento di ossidi di metallo e altre sostanze simili in atmosfere di esopianeti consentirà anche la creazione di modelli atmosferici migliori. Con questi in mano, gli astronomi saranno in grado di condurre studi molto più dettagliati e accurati sulle atmosfere degli esopianeti, che consentiranno loro di valutare con maggiore certezza se uno di essi sia abitabile o meno.
Quindi, mentre quest'ultimo pianeta non ha alcuna possibilità di sostenere la vita, avrai più fortuna a trovare cubetti di ghiaccio nel deserto del Gobi! - la sua scoperta potrebbe aiutare a indicare la strada verso esopianeti abitabili in futuro. Un passo avanti verso la ricerca di un mondo in grado di supportare la vita, o forse quella sfuggente Terra 2.0!
