Lo sguardo più dettagliato dell'atmosfera di un lontano esopianeta ha rivelato una miscela di vapore acqueo e monossido di carbonio che ricopre un mondo dieci volte più grande di Giove a circa 130 anni luce dalla Terra. Come Giove, non ha una superficie solida e ha una temperatura di oltre mille gradi. Inoltre, nell'atmosfera non sono stati rilevati segnali rivelatori di metano. Ma questo sistema solare è ancora di grande interesse, poiché altri tre mondi giganti orbitano attorno alla stessa stella e gli scienziati hanno detto che studiare questo sistema non solo aiuterà a risolvere i misteri di come è stato formato, ma anche come si è formato anche il nostro sistema solare.
Le osservazioni sono state fatte al telescopio Keck II alle Hawaii, usando uno spettrografo per immagini a infrarossi chiamato OSIRIS, che è stato in grado di scoprire le impronte chimiche di molecole specifiche.
"Questo è lo spettro più nitido mai ottenuto da un pianeta extrasolare", ha dichiarato il dott. Bruce Macintosh, del Lawrence Livermore National Laboratory. “Ciò dimostra la potenza di imaging diretto di un sistema planetario. È la squisita risoluzione offerta da queste nuove osservazioni che ci ha permesso di iniziare davvero a sondare la formazione dei pianeti ”.
"Con questo livello di dettaglio", ha detto il coautore Travis Barman dell'Osservatorio di Lowell, "possiamo confrontare la quantità di carbonio con la quantità di ossigeno presente nell'atmosfera, e questa miscela chimica fornisce indizi su come si è formato il sistema planetario “.
I pianeti attorno alla stella, noti come HR 8799, pesano tra le 5 e le 10 volte la massa di Giove e continuano a brillare a infrarossi con il calore della loro formazione. Il team di ricerca afferma che le loro osservazioni suggeriscono che il sistema solare è stato creato in modo simile al nostro, con giganti gassosi che si formano molto lontano dalla loro stella madre e pianeti rocciosi più piccoli più vicini. Tuttavia, nessun pianeta roccioso simile alla Terra è stato ancora rilevato in questo sistema.
"I risultati suggeriscono che il sistema HR 8799 è come un sistema solare ingrandito", ha affermato Quinn Kanopacky, astronomo dell'Università di Toronto in Canada. “Una volta che i nuclei solidi sono diventati abbastanza grandi, la loro gravità ha rapidamente attirato il gas circostante per diventare i pianeti enormi che vediamo oggi. Poiché quel gas aveva perso parte del suo ossigeno, il pianeta finisce con meno ossigeno e meno acqua che se si fosse formato attraverso un'instabilità gravitazionale. "
Esistono due modelli principali di formazione planetaria: accrescimento del nucleo e instabilità gravitazionale. Quando le stelle si formano, un disco che forma il pianeta le circonda. Con l'accrescimento del nucleo, i pianeti si formano gradualmente man mano che i nuclei solidi crescono lentamente abbastanza da iniziare ad acquisire gas dal disco, mentre nel modello di instabilità gravitazionale, i pianeti si formano quasi istantaneamente mentre il disco collassa su se stesso.
Proprietà come la composizione dell'atmosfera di un pianeta sono indizi su come si è formato il pianeta, e in questo caso l'accrescimento del nucleo sembra vincere. Sebbene esistessero prove del vapore acqueo, quella firma è più debole di quanto ci si aspetterebbe se il pianeta condividesse la composizione della sua stella madre. Invece, il pianeta ha un alto rapporto tra carbonio e ossigeno - un'impronta digitale della sua formazione nel disco gassoso decine di milioni di anni fa. Man mano che il gas si raffreddava con il tempo, si formavano granelli di ghiaccio d'acqua, esaurendo il gas residuo di ossigeno. La formazione planetaria iniziò quindi quando il ghiaccio e i solidi si raccolsero in nuclei planetari.
"Una volta che i nuclei solidi sono diventati abbastanza grandi, la loro gravità ha rapidamente attirato il gas circostante per diventare i massicci pianeti che vediamo oggi", ha affermato Konopacky. "Poiché quel gas aveva perso parte del suo ossigeno, il pianeta finisce con meno ossigeno e meno acqua che se si fosse formato attraverso un'instabilità gravitazionale."
"Le informazioni spettrali di questa qualità non solo forniscono indizi sulla formazione dei pianeti HR8799, ma forniscono anche la guida di cui abbiamo bisogno per migliorare la nostra comprensione teorica delle atmosfere degli esopianeti e della loro evoluzione iniziale", ha affermato Barman. "Il tempismo di questo lavoro non potrebbe essere migliore in quanto segue i nuovi strumenti che immagineranno dozzine di esopianeti in più, in orbita attorno ad altre stelle, che possiamo studiare in modo simile."
Questo sistema è stato anche lo studio nell'ambito dell'imaging a ricognizione remota con Project 1640. Il video seguente spiega di più:
Fonte: Keck Observatory
