Nella densa atmosfera dell'esopianeta di Jansen, tempeste perpetue infuriano sugli oceani di lava
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“Immagino che ci siano gigantesche scogliere di pietra, affacciate su un oceano di lava”, dice Christian van Bochem “Vulcani e venti molto forti all'interno”.
Questa visione di ciò che sta accadendo sull’esopianeta 55 Cancri e è fantascienza. Ma potrebbe essere, a giudicare da ciò Scoperta Descritto da van Botchem e sedici coautori natura: Questo pianeta extrasolare, un pianeta extrasolare al di fuori del sistema solare, ha un'atmosfera densa.
“Si discute su questo da più di un decennio, ma questa è una prova molto forte”, dice van Bochem nel suo ufficio all'Università di Leiden. Il dottorando – con la barba biondo e il tatuaggio del sistema solare sul braccio sinistro – difenderà la sua tesi a ottobre.
L’esopianeta 55 Cancri e è due volte più grande della Terra e circa nove volte la sua massa, il che lo rende roccioso, piuttosto che un gigante gassoso paragonabile a Giove. Un “anno” dura meno di 18 ore: durante questo tempo il pianeta orbita attorno alla stella 55 Cancri, una stella della costellazione del Cancro, che può essere vista sulla Terra ad occhio nudo. Ufficialmente, 55 Cancri e 'Janssen' prende il nome dall'occhialaio di Middelburg Zechariah Janssen (ca. 1585-1632), che potrebbe aver inventato il telescopio.
Non bisogna prendere la parola “Roccioso” troppo alla lettera: poiché Jansen è vicino alla sua stella, ha una temperatura di circa 1.700 gradi. La superficie è costituita in gran parte da un oceano di roccia fusa. Janssen è un “pianeta di lava”. La cosa ancora più speciale è che la sua atmosfera non è evaporata.
La prova di ciò, come in astronomia, è alquanto indiretta. Anche nelle immagini del telescopio più accurate, il pianeta e la stella sono indistinguibili, perché sono così vicini l'uno all'altra. Molti esopianeti vengono rilevati quando passano davanti alla loro stella, “ma in questa misurazione abbiamo osservato cosa succede quando il pianeta passa dietro la stella”, afferma van Botchem.
Poco prima di quel momento era ancora visibile. La luce infrarossa emessa è poi finita in due rilevatori a bordo del telescopio spaziale James Webb. Qualche istante dopo, il pianeta scomparve dietro la sua stella e il telescopio catturò solo la luce stellare.
Le differenze tra queste due immagini sono minime: al massimo lo 0,1 per mille. In effetti, anche la stella era molto luminosa, dice van Bochem. “55 Kankri è a 41 anni luce da noi. Alcuni pixel stanno diventando sovraesposti.
Quattro gruppi di astronomi hanno analizzato le misurazioni riuscite in quattro modi diversi per evitare errori. Il risultato – la luce della stella più quella del pianeta, meno la luce della sola stella – è uno spettro approssimativo della luce del pianeta. Questo spettro, secondo i calcoli di Van Bochem, è effettivamente sproporzionato rispetto ad un pianeta privo di atmosfera. Uno studente di dottorato ha sviluppato un programma per simulare pianeti di lava con diverse composizioni e temperature. 55 Cancri e La stella è rivolta sempre dallo stesso lato, quindi il “lato giorno” permanente diventa molto caldo “Se non c'è atmosfera, è difficile che quel calore si dissipi verso il lato notturno”, spiega.
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In questo caso il lato diurno emetterebbe una quantità di luce relativamente grande, ma non è quella che ha visto il telescopio: la curva misurata concorda meglio con una simulazione di Mantas Zielinskas, ricercatore presso l'istituto di ricerca spaziale SRON, un edificio più in là a Leida. Zilinskas ha calcolato uno spettro per un pianeta con un'atmosfera densa. Van Bochem: “Se c'è atmosfera, il calore può essere ridistribuito verso la parte notturna. “Quindi ottieni uno spettro più fresco, ed è quello che stiamo vedendo qui.”
Inoltre, le caratteristiche dell'anidride carbonica erano visibili nello spettro Zelinskas, così come nelle misurazioni2 Oppure l'anidride carbonica (monossido di carbonio) come componente principale di questa atmosfera. La pressione sarà compresa tra 1 e 200 atmosfere, che è simile o più densa dell'atmosfera terrestre. Janssen entra così in un gruppo ristretto: solo i pianeti rocciosi Venere e Terra, e Titano, luna di Saturno, hanno un'atmosfera simile. Tuttavia, a causa della temperatura di scioglimento delle rocce, Janssen non è realmente compatibile con la vita come la conosciamo.
Ma una visualizzazione migliorata è possibile, dice van Botchem, che si aspetta che le osservazioni future forniranno maggiori dettagli. Le differenze di temperatura su Janssen producono potenti tempeste in un'atmosfera densa, soprattutto vicino al confine tra il giorno e la notte, dove un oceano di lava può delimitare una luminosa costa rocciosa. Van Botchem: “E c'è anche il tramonto eterno, dove la stella è perennemente bassa sopra l'orizzonte del luminoso mare di lava. Dev'essere piuttosto estremo lassù. Davvero infernale.”
