Con la recente pietra miliare della scoperta del 500 ° pianeta extra-solare, il futuro dell'astronomia planetaria è promettente. Con l'aggiunta di osservazioni sulle atmosfere dei pianeti in transito, gli astronomi stanno ottenendo un quadro più completo di come i pianeti si formano e vivono.
Finora, le osservazioni delle atmosfere sono state limitate al tipo di pianeti "Hot-Jupiter" che spesso si gonfiano, estendendo le loro atmosfere e rendendole più facili da osservare. Tuttavia, una serie recente di osservazioni, da pubblicare nel numero del 2 dicembre di Natura, hanno spinto il limite inferiore e esteso le osservazioni delle atmosfere esoplanetarie a una super-Terra.
Il pianeta in questione, GJ 1214b, passa davanti alla sua stella madre quando viene visto dalla Terra, consentendo piccole eclissi che aiutano gli astronomi a determinare le caratteristiche del sistema come il suo raggio e anche la sua densità. Un lavoro precedente, pubblicato sull'Astrophysical Journal nell'agosto di quest'anno, ha osservato che il pianeta aveva una densità insolitamente bassa (1,87 g / cm3). Ciò ha escluso un pianeta interamente roccioso o di ferro e anche una gigantesca palla di neve composta interamente di ghiaccio d'acqua. La conclusione fu che il pianeta era circondato da una spessa atmosfera gassosa e furono proposte le tre possibili atmosfere in grado di soddisfare le osservazioni.
Il primo è stato che l'atmosfera è stata accumulata direttamente dalla nebulosa protoplanetaria durante la formazione. In questo caso, l'atmosfera probabilmente manterrebbe gran parte della composizione primordiale di idrogeno ed elio poiché la massa sarebbe sufficiente per impedirgli di fuggire rapidamente. Il secondo era che il pianeta stesso è composto principalmente da ghiacci d'acqua, anidride carbonica, monossido di carbonio e altri composti. Se si formasse un tale pianeta, la sublimazione potrebbe comportare la formazione di un'atmosfera che non sarebbe in grado di sfuggire. Infine, se una forte componente di materiale roccioso formasse il pianeta, le degassificazioni potrebbero produrre un'atmosfera di vapore acqueo da geyser, nonché monossido di carbonio e anidride carbonica e altri gas.
La sfida per i seguenti astronomi sarebbe quella di abbinare gli spettri dell'atmosfera a uno di questi modelli, o forse a uno nuovo. Il nuovo team è composto da Jacob Bean, Eliza Kempton e Derek Homeier, che lavorano presso l'Università di Gottinga e l'Università della California, Santa Cruz. I loro spettri nell'atmosfera del pianeta erano in gran parte privi di caratteristiche, senza mostrare forti linee di assorbimento. Questo in gran parte esclude il primo dei casi in cui l'atmosfera è principalmente idrogeno a meno che non vi sia uno spesso strato di nuvole che oscuri il segnale da esso. Tuttavia, il team nota che questa scoperta è coerente con un'atmosfera composta in gran parte da vapori di ghiaccio. Gli autori stanno attenti a notare che "il pianeta non ospiterebbe acqua liquida a causa delle alte temperature presenti in tutta la sua atmosfera".
Questi risultati non dimostrano in modo conclusivo quella natura dell'atmosfera, ma restringono la degenerazione in un'atmosfera piena di vapore o in una densa di nuvole e foschia. Nonostante non restringa completamente le possibilità, Bean osserva che l'applicazione della spettroscopia di transito su una super-Terra ha "raggiunto un vero traguardo sulla strada per caratterizzare questi mondi". Per ulteriori studi, Bean suggerisce che "[f] osservazioni ollow-up in luce infrarossa a lunghezza d'onda più lunga sono ora necessarie per determinare quale di queste atmosfere esiste su GJ 1214b."
