Una app per il meteo non avrebbe grande successo, su Wasp-94A b. Stando ai dati raccolti con il telescopio spaziale James Webb (Jwst), là i giorni si ripetono tutti uguali: nuvoloso al mattino, sereno la sera, com’è intitolato l’articolo che riporta oggi i risultati su Science. Una monotonia comprensibile, considerando che si tratta di un esopianeta – un gigante gassoso a circa 700 anni luce da noi, nella costellazione del Microscopio – in rotazione sincrona, ovvero che rivolge sempre la stessa faccia verso la sua stella, Wasp-94A, proprio come fa la Luna con la Terra. Comprensibile ma non semplice da osservare. Con Hubble non era stato possibile. Ci voleva uno strumento in grado di analizzare separatamente la luce che attraversa gli orizzonti atmosferici del “mattino” e della “sera” del pianeta, per riuscirci. Uno strumento come lo spettrografo Niriss (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) di Webb.
La scheda interattiva (cliccare per accedervi) dedicata all’esopianeta Wasp-94 A b sul sito “Eyes on exoplanets” della Nasa. Crediti: Nasa
«Con il telescopio Hubble, quando effettuavamo questo tipo di osservazioni, ottenevamo un’unica indistinta visione dell’intero pianeta, con i dati relativi alle nuvole e all’atmosfera mescolati tra loro e indistinguibili», ricorda il primo autore dell’articolo, Sagnick Mukherjee, all’epoca della ricerca studente alla Johns Hopkins e all’Università della California a Santa Cruz, oggi all’Arizona State University. «Grazie a Jwst siamo stati in grado di compiere osservazioni localizzate, il che ci ha permesso di vedere il ciclo delle nuvole».
E sono proprio il ciclo delle nuvole e i processi che lo mantengono ciò che le osservazioni condotte con Jwst hanno consentito di scoprire, nonché le sostanze di cui le nubi stesse sono composte. Va infatti sottolineato che quelle che si gonfiano e si sgonfiano quotidianamente nei cieli di questo gioviano caldo – molto caldo: sul lato diurno si superano i mille gradi – sono nubi costituite prevalentemente di silicato di magnesio, un minerale comune presente nelle rocce.
Grazie a Jwst, i ricercatori sono riusciti a compiere misure distinte del lato anteriore (leading edge) di Wasp-94A b nel momento in cui il pianeta iniziava a transitare davanti alla stella, e del lato posteriore (trailing edge) mentre il pianeta completava il transito. Sul lato anteriore l’atmosfera fluisce dal lato notturno del pianeta verso quello diurno, mentre sul lato posteriore fluisce dal lato diurno verso quello notturno. Con una netta differenza tra i due emisferi: il lato “mattutino”, più freddo, appare appunto avvolto da dense nuvole ricche di minerali che oscurano negli spettri le tracce gassose, mentre il lato “serale”, più caldo, è relativamente limpido e mostra evidenti righe di assorbimento del vapore acqueo.
Rappresentazione artistica di Wasp-94A b, un gigante gassoso nella costellazione del Microscopio. Le nuvole si formano mentre l’aria scorre sul lato notturno del pianeta, raggiungendo un’ampiezza notevole all’alba, e si dissipano sul lato diurno, lasciando il cielo sereno nelle prime ore della sera. Crediti: Hannah Robbins/Johns Hopkins University
Ma qual è il processo che porta alla formazione delle nuvole sul lato del mattino – là dove l’aria fluisce dall’emisfero notturno verso quello diurno – e alla loro scomparsa sul lato opposto, quello della sera? Gli scenari possibili, scrivono i ricercatori, sono essenzialmente due. Forti venti potrebbero sollevare le nuvole verso l’alto sul lato più freddo del pianeta, per poi farle precipitare verso il lato diurno, più caldo, trascinandole in profondità verso l’interno e nascondendole così alla vista prima del tramonto. Oppure il fenomeno potrebbe essere simile a quello della nebbia mattutina che si dissipa sulla Terra, ma su scala estrema. In questo secondo scenario le nuvole si formerebbero nell’oscurità del lato notturno del pianeta, poi, mentre si spostano verso il calore torrido del lato diurno, dove ci sono ben 450 gradi in più, le sostanze chimiche che compongono le nuvole evaporano e le nuvole semplicemente si vaporizzano.
«Sono vent’anni che studio gli esopianeti e la presenza diffusa di nuvole è sempre stata una spina nel fianco. Sappiamo da tempo che le nuvole sono onnipresenti sui pianeti di tipo gioviani caldi, il che è fastidioso perché è come cercare di osservare il pianeta attraverso una finestra appannata», spiega uno dei coautori dello studio, David Sing della Johns Hopkins, principal investigator del programma osservativo. «Ora non solo siamo riusciti a schiarire la vista, ma possiamo finalmente individuare di cosa sono fatte le nuvole e come si condensano ed evaporano mentre si muovono attorno al pianeta».
Non solo. Osservando il cielo sul lato “serale”, quello limpido, gli autori dello studio hanno scoperto che Wasp-94A b è molto più simile a Giove di quanto pensassero. In precedenza, quando non potendo distinguere fra i due lati si otteneva per le nubi solo un valore medio, dalle osservazioni pareva che il pianeta contenesse centinaia di volte più ossigeno e carbonio rispetto a Giove: un risultato che lasciava perplessi i ricercatori, non essendo spiegabile con le attuali teorie sulla formazione dei pianeti. I nuovi dati mostrano invece che Wasp-94A b contiene appena cinque volte la quantità di ossigeno e carbonio di Giove.
Per saperne di più:
- Leggi su Science l’articolo “Cloudy mornings and clear evenings on a gas giant exoplanet”, di Sagnick Mukherjee, David K. Sing, Guangwei Fu, Kevin B. Stevenson, Stephen P. Schmidt, Harry Baskett, Mei Ting Mak, Patrick McCreery, Natalie H. Allen, Katherine A. Bennett, Duncan A. Christie, Carlos Gascón, Jayesh Goyal, Éric Hébrard, Joshua D. Lothringer, Mercedes López-Morales, Jacob Lustig-Yaeger, Erin M. May, L. C. Mayorga, Nathan Mayne, Lakeisha M. Ramos Rosado, Henrique Reggiani, Zafar Rustamkulov, Kevin C. Schlaufman, Kristin S. Sotzen, Daniel Thorngren, Le-Chris Wang e Maria Zamyatina