Voto dell’utente: 5 / 5
Perché il gigante di gas caldo WASP-107 b si gonfia così tanto? Due gruppi di ricerca indipendenti hanno una risposta. I dati raccolti dal telescopio spaziale James Webb della NASA, così come le precedenti osservazioni del telescopio spaziale Hubble della NASA, mostrano che c’è poco metano (CH4) nell’atmosfera del pianeta. Ciò suggerisce che l’interno di WASP-107 b deve essere significativamente più caldo e il nucleo molto più grande di quanto si pensasse in precedenza. Si ritiene che la temperatura inaspettatamente elevata sia il risultato del riscaldamento delle maree causato dall’orbita leggermente non circolare del pianeta.
Ciò potrebbe spiegare come mai WASP-107 b sia potuto essere così gonfio senza dover ricorrere a teorie estreme su come si è formato. I risultati, resi possibili dalla straordinaria sensibilità di Webb e dalla capacità associata di misurare la luce che passa attraverso le atmosfere esoplanetarie, potrebbero spiegare l’inflazione di dozzine di esopianeti a bassa densità e il mistero di lunga data nella scienza degli esopianeti che aiuta a risolvere.
WASP-107 Problema B
Con più di tre quarti delle dimensioni di Giove ma meno di un decimo della sua massa, l’esopianeta “caldo Nettuno” WASP-107 b è uno dei pianeti meno massicci conosciuti. Sebbene i pianeti rigonfiati non siano rari, la maggior parte sono più caldi e massicci, e quindi più facili da spiegare. “Sulla base del raggio, della massa, dell’età e della temperatura interna presunta, abbiamo pensato che WASP-107 b avesse un nucleo roccioso molto piccolo circondato da un’enorme massa di idrogeno ed elio”, spiega Louis Wilbanks dell’Arizona State University (ASU). , autore principale di un articolo pubblicato oggi sulla rivista Nature. “Ma era difficile capire come un nucleo così piccolo potesse assorbire così tanto gas e poi non crescere completamente fino a diventare un pianeta della massa di Giove”.
Se WASP-107 b avesse avuto più massa nel suo nucleo, la sua atmosfera avrebbe dovuto ridursi man mano che il pianeta si raffreddava nel tempo. Senza una fonte di calore per riespandere il gas, il pianeta dovrebbe essere molto più piccolo. Sebbene WASP-107 b abbia una distanza orbitale di soli 5 milioni di chilometri (un settimo della distanza tra Mercurio e il Sole), non riceve abbastanza energia dalla sua stella per essere così gonfio. “WASP-107 b è un obiettivo interessante per Webb perché è significativamente più freddo e più simile a Nettuno in massa rispetto a molti altri pianeti a bassa densità, come i caldi Giove, che abbiamo studiato”, afferma David Senge di Jones Università. Hopkins University (JHU), autore principale di uno studio parallelo pubblicato oggi su Nature. “Di conseguenza, dovremmo essere in grado di rilevare il metano e altre molecole che possono darci informazioni sulla sua chimica e sulle dinamiche interne che non possiamo ottenere da un pianeta più caldo”.
Una ricchezza di molecole che prima non si sarebbe potuta osservare
L’ampio raggio di WASP-107 b, l’atmosfera espansiva e l’orbita ai margini del pianeta lo rendono ideale per la spettroscopia di trasmissione, un metodo utilizzato per identificare diversi gas nell’atmosfera di un esopianeta in base al modo in cui interagiscono con la luce stellare. Combinando le osservazioni della Webb NIRCam (fotocamera nel vicino infrarosso), del Webb MIRI (strumento nel medio infrarosso) e della WFC3 di Hubble (Wide Field Camera 3), il team di Webbanks è stato in grado di raccogliere un’ampia gamma di luce da 0,8 a 12,2 micron. . Viene assorbito dall’atmosfera di WASP-107 b. Utilizzando il NIRSpec (spettrometro del vicino infrarosso) di Webb, il team di Sing ha costruito uno spettro indipendente da 2,7 a 5,2 micron. L’accuratezza dei dati consente non solo di rilevare, ma anche di misurare le quantità di un gran numero di molecole, tra cui vapore acqueo (H2O), metano (CH4), anidride carbonica (CO2), monossido di carbonio (CO) e zolfo . Biossido (SO2) e ammoniaca (NH3).
Gas vorticoso, interno caldo e nucleo massiccio
Entrambi gli spettri mostrano una sorprendente mancanza di metano nell’atmosfera del pianeta WASP-107 b: un millesimo della quantità prevista in base alla temperatura ipotizzata. “Ciò dimostra che il gas caldo nelle profondità del pianeta deve mescolarsi fortemente con gli strati freddi sovrastanti”, spiega Singh. “Il metano è instabile alle alte temperature. Il fatto che ne abbiamo rilevato così poco, anche se abbiamo rilevato altre molecole di carbonio, ci dice che l’interno del pianeta deve essere molto più caldo di quanto pensassimo.” La probabile fonte di energia interna aggiuntiva di WASP-107 b è il riscaldamento mareale generato dalla sua orbita leggermente ellittica. Poiché la distanza tra la stella e il pianeta cambia costantemente durante la sua orbita di 5,7 giorni, cambia anche la forza di gravità, causando l’espansione e il riscaldamento del pianeta.
I ricercatori avevano precedentemente suggerito che il calore delle maree potesse essere la causa delle pareti di WASP-107 b, ma fino ai risultati di Webb non c’erano prove. Una volta determinato che il pianeta aveva abbastanza calore interno per gonfiare completamente la sua atmosfera, il team si è reso conto che gli spettri potevano anche fornire un nuovo modo per stimare la dimensione del nucleo. “Se sappiamo quanta energia c’è nel pianeta e sappiamo quale parte del pianeta è composta da elementi più pesanti come carbonio, azoto, ossigeno e zolfo e quanto idrogeno ed elio, possiamo calcolare quanta massa dovrebbe esserci” nel nucleo’”, spiega Daniel Thorngren di JHU.
La massa del nucleo risulta essere almeno il doppio di quella originariamente stimata, il che ha più senso se si considera come si formano i pianeti. Nel complesso, WASP-107 b non è così misterioso come sembrava una volta. “I dati di Webb ci dicono che pianeti come WASP-107 b non devono formarsi in modo strano con un nucleo molto piccolo e un massiccio involucro gassoso”, spiega Mike Line dell’Arizona State University. “Invece, potremmo prendere qualcosa che assomigli a Nettuno, con molta roccia e poco gas, e aumentare la temperatura e farlo sembrare così”.
Il James Webb Space Telescope è il principale osservatorio di scienze spaziali al mondo. Webb risolve i misteri del nostro sistema solare, scrutando mondi lontani attorno ad altre stelle e indagando sulle misteriose strutture e origini del nostro universo e sul nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner ESA (Agenzia spaziale europea) e CSA (Agenzia spaziale canadese).
Bron: NASA
“Specialista del web. Esperto di zombi da una vita. Ninja del caffè. Analista amico degli hipster.”
