DALLA SUA ATMOSFERA FUORIESCONO FERRO E MAGNESIO

Nell’inferno del ”pianeta ovale”: oltre 2500 gradi

Gas di ferro e di magnesio in evaporazione dal bollente esopianeta Wasp-121b, a 900 anni luce da noi. Il fenomeno, osservato dal telescopio spaziale Hubble, è causato dalla vicinanza alla stella ospite, che scalda l’esopianeta e lo deforma, privandolo dell’atmosfera

Rappresentazione artistica di Wasp-121b. Crediti: Nasa, Esa, and J. Olmsted (Stsci)

Avevamo già parlato di quanto è caldo Wasp-121b, un esopianeta gioviano a 900 anni luce dalla Terra talmente vicino alla sua stella da superare i 2500 gradi centigradi. Ora i dati dello Hubble Space Telescope hanno permesso di scoprire che le temperature estreme di questo hot Jupiter sono talmente alte da permettere a gas di magnesio e ferro di sfuggire alla sua atmosfera. Lo studio è pubblicato su The Astronomical Journal.

A stupire non è la presenza di magnesio e ferro, e nemmeno che questi siano presenti in atmosfera. I cosiddetti heavy metal erano già stati osservati in altri pianeti, ma solitamente le temperature in atmosfera sono tali da permettere la condensazione in nubi di tali elementi. Ciò che è straordinario è che in questo caso i metalli raggiungano temperature, quindi energie, tali da evaporare dal pianeta.

«Heavy metal sono stati già visti in altri gioviani caldi, ma solo nella bassa atmosfera», ricorda infatti David Sing, della Johns Hopkins University di Baltimora, primo autore dello studio. «Quindi non sai se stanno scappando o no. Con Wasp-121b, vediamo magnesio e ferro gassoso così lontani dal pianeta da non esservi legati gravitazionalmente».

La presenza di gas di magnesio e ferro in alta atmosfera contribuirebbe, inoltre, a farla riscaldare ancora di più, rendendola più opaca alla radiazione ultravioletta che deriva dalla vicina stella, più calda del Sole.

Una temperatura alta al punto da far evaporare i metalli non è l’unico risultato che si ottiene a orbitare così vicino alla propria stella: a quella distanza, gli effetti mareali sono così forti che Wasp-121b ne viene anche deformato – allungato come un pallone da rugby, e in procinto di essere distrutto.

«Abbiamo scelto questo pianeta proprio perché è così estremo», dice Sing. «Abbiamo pensato che ci offrisse la possibilità di vedere la fuga di elementi più pesanti. Così caldo e così adatto all’osservazione, era un’ottima occasione per cogliere il fenomeno. Stavamo cercando principalmente magnesio, anche se c’erano stati indizi sulla presenza di ferro nelle atmosfere di altri esopianeti. È stata una sorpresa, però, vederlo così chiaramente nei dati e ad altitudini così grandi e così lontane dal pianeta. I metalli pesanti stanno fuggendo anche perché il pianeta è così grande e gonfio da renderne la gravità relativamente debole. È un pianeta che sta venendo attivamente privato della sua atmosfera».

I ricercatori hanno rilevato la presenza dei gas che cercavano osservando nella regione ultravioletta dello spettro dell’atmosfera del pianeta mentre transitava davanti alla sua stella. Wasp-121b è nella lista di 20 esopianeti di cui, con il programma Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury, si sta ricostruendo l’intero spettro osservandoli con strumenti diversi a diverse lunghezze d’onda. L’obiettivo è di avviare uno studio comparativo delle caratteristiche fisiche degli esopianeti. Alle osservazioni di Hubble si uniranno quelle dei telescopi di nuova generazione, come il già attivo Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) e il futuro James Webb. Grazie al James Webb Telescope, che osserverà a lunghezze d’onda più lunghe rispetto a Hubble, si potrà avere un quadro più completo delle varie componenti dell’atmosfera di Wasp-121b: in particolare, si potranno cercare segni della presenza di acqua e anidride carbonica nella regione infrarossa dello spettro.

Le osservazioni degli esopianeti giganti gassosi a poca distanza dalla loro stella sono d’aiuto per la comprensione dei processi attraverso i quali un pianeta perda la propria atmosfera. Wasp-121b, infatti, non è l’unico pianeta per cui si osserva una cannibalizzazione a opera della stella ospite: su Media Inaf già avevamo dato notizia, per esempio, del caso analogo di Wasp-12b.

«I gioviani caldi sono per lo più composti di idrogeno, e Hubble è molto sensibile all’idrogeno, quindi sappiamo che questi pianeti possono perdere il gas in modo relativamente facile», spiega Sing. «Ma nel caso di Wasp-121b, l’idrogeno e l’elio defluiscono, quasi come un fiume, e trascinano con sé i metalli. È un meccanismo molto efficace per la perdita di massa».

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