Scoperto nel 2018, Epsilon Indi Ab è un esopianeta simile a Giove e si trova a circa 12 anni luce di distanza dalla Terra. La sua stella è Epsilon Indi A, poco più fredda e poco più piccola del Sole. Uno studio guidato da Elisabeth Matthews del Max Planck Institute for Astronomy (Mpia), pubblicato la settimana scorsa su The Astrophysical Journal Letters, attraverso l’analisi dei dati raccolti dal telescopio spaziale James Webb (Jwst) – che nel 2024 è riuscito a ottenerne un’immagine diretta – ha mostrato che l’atmosfera del pianeta contiene ammoniaca, ma in quantità diversa da quanto previsto dai modelli più semplici. La spiegazione più convincente per questa distribuzione, secondo gli autori dello studio, è la presenza di spesse nubi di ghiaccio d’acqua, paragonabili in parte alle nubi cirriformi terrestri. Il fatto che la firma dell’ammoniaca appaia più debole del previsto non implica necessariamente che il pianeta ne abbia poca in assoluto, spiegano i ricercatori, ma è un potenziale indizio che nubi di ghiaccio d’acqua spesse e irregolari stiano schermando parte del segnale atmosferico.
Immagine dell’esopianeta gigante gassoso Epsilon Indi Ab scattata con il coronografo dello strumento Miri (Mid-Infrared Instrument) del Jwst. Un simbolo a forma di stella indica la posizione della stella ospite Epsilon Indi A, la cui luce è stata bloccata dal coronografo, dando origine al cerchio scuro contrassegnato da una linea bianca tratteggiata. Crediti: Esa/Webb, Nasa, Csa, Stsci, E. Matthews (Max Planck Institute for Astronomy)
Per ottenere la firma spettrale di un’esoatmosfera di solito è necessario che il pianeta transiti – rispetto a noi osservatori – davanti alla stella. Circostanza che però, per ovvie ragioni geometriche, si presenta molto più di frequente per pianeti in orbita molto stretta attorno alla stella, dunque pianeti anche molto caldi – si parla spesso infatti di gioviani caldi. Il caso di Epsilon Indi Ab è assai diverso: parliamo di un pianeta che, rispetto a Giove, ha diametro analogo, una massa oltre sette volte superiore e, soprattutto, orbita a una distanza dalla propria stella quattro volte maggiore a quella che separa Giove dal Sole. È dunque un raro caso di gioviano freddo: la sua temperatura superficiale va infatti da –70 a +20 gradi Celsius. “Raro” nel senso che, per il motivo detto poc’anzi, osservare e caratterizzare un pianeta con un’orbita così ampia non è semplice. I dati raccolti da Jwst sono stati infatti acquisiti non in occasione di un transito bensì con un’osservazione diretta. In particolare, il team ha usato lo strumento Miri di Jwst in modalità coronografica, cioè bloccando la luce della stella per isolare quella del pianeta, molto più debole. Ed è il confronto fra le righe a 11,3 e a 10,6 micrometri (Miri è sensibile al medio infrarosso) che ha reso possibile confermare la presenza di ammoniaca in atmosfera.
Rappresentazione artistica del pianeta Epsilon Indi Ab, con nuvole d’acqua che sovrastano la sua atmosfera ricca di ammoniaca. Crediti: E. C. Matthews, Mpia / T. Müller, HdA
Si tratta di un risultato importante: i gioviani freddi come Epsilon Indi Ab, come dicevamo, sono molto più difficili da studiare rispetto ai pianeti caldi e vicini alla loro stella che finora hanno dominato le osservazioni atmosferiche con Jwst. Questo studio rappresenta inoltre un passo verso tecniche osservative e modelli utili, in futuro, anche per pianeti più simili alla Terra: Jwst sta infatti aprendo una nuova fase dell’esplorazione degli esopianeti che non si ferma alla sola scoperta di nuovi mondi, sottolineano i ricercatori dell’Mpia, ma arriva anche alla caratterizzazione sempre più precisa delle loro atmosfere. In questo senso Epsilon Indi Ab è un banco di prova prezioso, perché permette di testare metodi e modelli su un pianeta che ricorda Giove, ma in condizioni comunque diverse.
Il risultato è interessante anche dal punto di vista teorico: molti modelli pubblicati non includono le nubi perché la loro presenza rende i calcoli molto più complessi. Epsilon Indi Ab suggerisce invece che, per questi mondi freddi, trascurarle può portare a interpretazioni incomplete o persino fuorvianti.
«Jwst ci permette finalmente di studiare in dettaglio i pianeti simili a quelli del nostro Sistema solare. Se fossimo alieni, a diversi anni luce di distanza, e guardassimo verso il Sole, Jwst sarebbe il primo telescopio che ci consentirebbe di studiare Giove in dettaglio. Per studiare la Terra in dettaglio, però, avremmo bisogno di telescopi molto più avanzati», conclude Matthews, sottolineando che il prossimo passo sarà poter disporre di strumenti in grado di avvicinarci alla caratterizzazione atmosferica di pianeti terrestri e all’osservazione – si spera – di potenziali tracce di vita.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal Letters l’artic0lo “A Second Visit to Eps Ind Ab with JWST: New Photometry Confirms Ammonia and Suggests Thick Clouds in the Exoplanet Atmosphere of the Closest Super-Jupiter”, di Elisabeth C. Matthews, James Mang, Aarynn L. Carter, Mathlide Mâlin, Caroline V. Morley, Bhavesh Rajpoot, Leindert A. Boogaard, Jennifer A. Burt, Ian J. M. Crossfield, Fabo Feng, Anne- Marie Lagrange e Mark W. Phillips