ATMOSFERA ROVENTE

Piovono rocce sull’infernale Super-Terra K2-141b

Evaporazione e precipitazione di rocce, due terzi della superficie perennemente esposta alla luce, venti supersonici a 5000 chilometri orari e un oceano di magma profondo 100 chilometri. Questo e molto altro è il pianeta extrasolare K2-141b, un mondo roccioso poco più grande della Terra, in cui le previsioni meteo sono così estreme da modificarne di continuo l'aspetto. L'atmosfera è composta da sodio, monossido di silicio e biossido di silicio

     04/11/2020
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Scoperto nel 2018 da un gruppo di ricercatori guidati dall’italiano Luca Malavolta dell’Inaf di Padova, K2-141b è un esopianeta roccioso simile alla Terra per dimensioni e composizione chimica, ma vicinissimo alla sua stella madre (completa un’orbita in 6,7 ore), caratteristica che lo rende un mondo infernale, con probabili oceani di lava fusa in superficie. Secondo gli scienziati della McGill University, della York University e dell’Indian Institute of Science Education, l’atmosfera di questo mondo è a dir poco estrema: evaporazione e precipitazione di rocce, venti supersonici con raffiche di oltre 5000 chilometri orari e un oceano di magma profondo 100 chilometri. Insomma, superficie, atmosfera e oceano sono tutti fatti dello stesso materiale: sassi roventi! Trattandosi di un pianeta roccioso, K2-141b permette agli scienziati di studiare il passato e l’evoluzione della Terra e di tutti gli altri mondi rocciosi, nati come oggetti di lava fusa rapidamente raffreddata e solidificata.

Rappresentazione artistica dell’esopianeta K2-141b. Al centro della grande regione illuminata c’è un oceano di roccia fusa ricoperto da un’atmosfera di vapore di roccia. I venti supersonici soffiano verso il gelido lato notturno, condensandosi in pioggia di roccia e neve, che fluiscono lentamente nella regione più calda dell’oceano di magma. Crediti: Julie Roussy, McGill Graphic Design e Getty Images

I risultati delle recenti analisi sono stati pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. «Lo studio è il primo a fare previsioni sulle condizioni meteorologiche su K2-141b, che potranno essere rilevate da centinaia di anni luce di distanza con telescopi di nuova generazione, come il James Webb Space Telescope», afferma il primo autore del paper Giang Nguyen, dottorando presso la York University.

L’estrema vicinanza con la propria stella madre (K2-141, una nana arancione che ha una temperatura superficiale di 4600 kelvin; la sua massa e raggio sono circa il 70 per cento di quelli del Sole) mantiene l’esopianeta bloccato gravitazionalmente in quella posizione, il che significa che lo stesso lato è sempre rivolto verso la stella, e fa sì che circa due terzi della superficie del pianeta siano esposti alla luce del giorno perpetua. Il lato notturno arriva a temperature inferiori a -200 °C, mentre il lato illuminato arriva a circa 3000 °C: vale a dire che la temperatura è abbastanza rovente da fondere le rocce e da vaporizzarle creando un’atmosfera sottile in alcune aree.

Rendering grafico dell’esopianeta K2-141b: è simile alla Terra per dimensioni e composizione chimica, ma vicinissimo alla sua stella madre, caratteristica che lo rende un mondo infernale, con probabili oceani di lava in superficie. Crediti: Marco Galliani/Inaf

Il ciclo meteorologico è simile a quello terrestre, solo che da noi la pioggia è fatta di acqua (che evapora, sale nell’atmosfera, condensa tra le nuvole e poi ricade sulla Terra), mentre su K2-141b piovono rocce… letteralmente! Invece di H2O, su questo mondo a evaporare sono il sodio, il monossido di silicio e il biossido di silicio: il vapore minerale formato dalla roccia evaporata viene trascinato verso il lato gelido della notte da venti supersonici e le rocce precipitano in un oceano di magma. Le correnti risalgono verso il lato caldo dell’esopianeta, dove la roccia evapora ancora una volta. E così via, all’infinito.

Il meteo su K2-141b è fortemente instabile ed estremo, perché il flusso di ritorno dell’oceano di magma sul lato diurno è lento e di conseguenza gli esperti hanno ipotizzato che la composizione minerale del pianeta cambi nel tempo, modificando l’aspetto sia della superficie che dell’atmosfera.

Per ora si tratta di ipotesi e teorie. Il prossimo passo sarà quello di analizzare i dati del telescopio spaziale Spitzer della Nasa, che dovrebbero dare agli astronomi un primo assaggio delle temperature diurne e notturne dell’esopianeta. Con il lancio del James Webb Space Telescope, nel 2021, dovrebbe essere possibile verificare se l’atmosfera si comporta come previsto dallo studio.

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