Su Toi-561 b c’è qualcosa che non torna. È un pianeta roccioso ricoperto da un oceano di magma, così vicino alla propria stella da completare un’orbita in appena dieci ore e mezza. Eppure, nonostante le temperature infernali, è molto più freddo di quanto dovrebbe essere. Un mistero che accompagna gli astronomi da quando il telescopio spaziale James Webb ha iniziato a studiarlo e che ora potrebbe avere una spiegazione piuttosto insolita: un cielo pieno di nuvole. Non di acqua, naturalmente, ma di minerali capaci di riflettere gran parte della luce stellare.
La scoperta, descritta in uno studio pubblicato su The Astronomical Journal e guidato da Samuel Boucher della University of Waterloo, in Canada, aggiunge un nuovo capitolo alla storia di questo pianeta, distante circa 280 anni luce dalla Terra. Già nel dicembre 2025, infatti, le prime analisi delle osservazioni di Webb avevano sollevato un interrogativo: perché il lato illuminato di Toi-561 b era tanto più freddo del previsto?
Rappresentazione artistica di Toi-561 b e della sua stella. Crediti: CryoDragon Inc.
Per un pianeta così vicino alla propria stella, e che le rivolge sempre la stessa faccia, ci si aspetterebbero temperature superficiali elevatissime. Se fosse una semplice sfera di roccia scura, priva di atmosfera, il lato diurno dovrebbe raggiungere circa 2700 gradi Celsius, ben al di sopra della temperatura a cui fonde il ferro, circa 1500 gradi. Le osservazioni indicavano invece una temperatura apparente di circa 1800 gradi Celsius: sempre abbastanza da mantenere la roccia allo stato fuso, ma decisamente meno di quanto previsto. Dove finiva, allora, tutta quell’energia? Le possibilità principali erano due: il calore poteva essere trasportato dal lato illuminato a quello notturno grazie alla circolazione atmosferica, oppure una parte consistente della luce stellare poteva essere riflessa nello spazio prima ancora di riscaldare il pianeta.
Per distinguere tra queste ipotesi, il gruppo di ricerca ha analizzato l’intera serie di osservazioni raccolte da Webb con lo spettrografo NirSpec: 37 ore consecutive durante le quali Toi-561 b ha completato quasi quattro orbite attorno alla sua stella. Anziché limitarsi a misurare la radiazione emessa dal lato diurno, come nelle analisi precedenti, i ricercatori hanno seguito le variazioni della luminosità infrarossa del pianeta lungo tutta la sua orbita, riuscendo a studiare anche il lato notturno, che non riceve direttamente la luce della stella. Il risultato ha aiutato a risolvere il mistero. Se il pianeta fosse più freddo del previsto perché la sua atmosfera trasporta gran parte del calore dal giorno alla notte, l’emisfero buio dovrebbe risultare piuttosto caldo. Ma non è quello che mostrano le osservazioni e il trasporto di calore, da solo, non basta a spiegare la differenza tra la temperatura prevista e quella misurata. Una parte dell’energia deve quindi prendere un’altra strada. Ed è qui che entra in gioco la luce riflessa: secondo le nuove analisi, Toi-561 b rimanderebbe nello spazio circa tre quarti della radiazione che riceve dalla sua stella, una percentuale paragonabile a quella di Venere.
Ma che cosa può rendere così riflettente un mondo ricoperto di lava? Per scoprirlo, i ricercatori hanno confrontato i dati di Webb con simulazioni della circolazione atmosferica. I risultati indicano che nell’atmosfera potrebbero formarsi nubi composte da silicati, minerali che sulla Terra costituiscono gran parte delle rocce e che, alle temperature estreme di Toi-561 b, possono evaporare per poi condensare in minuscole particelle. Tra i possibili componenti delle nubi figurano il biossido di silicio e il silicato di magnesio. Secondo i modelli, queste nubi potrebbero formarsi sul lato diurno, soprattutto nelle regioni vicine al confine tra il giorno e la notte, dove le temperature sono sufficientemente basse da favorire la condensazione, e riflettere una parte consistente della luce stellare.
La presenza delle nubi, per ora, resta un’ipotesi sostenuta dalle simulazioni, non un’osservazione diretta, ma i nuovi risultati rafforzano gli indizi dell’esistenza di un’atmosfera estesa attorno a Toi-561 b. Come riesca a conservarla è ancora una questione aperta, visto che, secondo le previsioni tradizionali, questo mondo avrebbe dovuto perdere da tempo la sua atmosfera a causa dell’intensa radiazione della sua stella. Una possibilità è che l’immenso oceano di magma contribuisca ad alimentarla, liberando continuamente gas dall’interno del pianeta e compensando almeno in parte quelli che sfuggono nello spazio: un meccanismo già considerato per spiegare la sopravvivenza delle atmosfere di altri mondi di lava. Resta anche da capire di quali gas sia composta l’atmosfera. Potrebbe essere ricca di anidride carbonica, come quella di Venere, oppure contenere grandi quantità di anidride solforosa, come accade nei gas emessi dai vulcani di Io, una delle lune di Giove. Nuove osservazioni di Webb, a lunghezze d’onda maggiori, potrebbero aiutare a distinguere tra questi scenari.
Su Toi-561 b, insomma, l’oceano di magma potrebbe rifornire continuamente l’atmosfera di gas, mentre le nuvole di silicati potrebbero aiutarla a non perderli nello spazio.
Per saperne di più
- Leggi su The Astronomical Journal l’articolo “A Highly Reflective Atmosphere on the Lava World TOI-561 b Revealed by JWST/NIRSpec Phase Curve”, di Samuel Boucher et al.