Uno studio internazionale condotto dal canadese ha rivelato nuove informazioni sull’atmosfera dell’esopianeta GJ 9827 d – in orbita attorno alla stella GJ 9827 nella costellazione dei Pesci, a circa 98 anni luce dalla Terra – utilizzando il telescopio spaziale James-Webb (JWST).
Gli astronomi hanno dimostrato che l’atmosfera del pianeta contiene un’alta concentrazione di molecole più pesanti, compreso un sostanziale accumulo di vapore acqueo, portandoli a credere che potrebbe benissimo essere un “mondo di vapore”.
Pubblicato in Le lettere del diario astrofisicolo studio è stato condotto da Caroline Piaulet-Ghorayeb, dottoranda presso l’Istituto Trottier per la ricerca sugli esopianeti (iREx) dell’Università di Montreal, in collaborazione con ricercatori di diversi paesi.
All’inizio di quest’anno, grazie ai dati del telescopio spaziale Hubble (HST), i membri del team iREx hanno annunciato di aver rilevato acqua nell’atmosfera dell’esopianeta GJ 9827 d, che di fatto, a causa delle sue dimensioni circa due volte quelle della Terra, è il più piccolo esopianeta con un’atmosfera confermata.
Queste importanti scoperte aprono nuove strade per la ricerca della vita oltre il sistema solare e migliorano la nostra comprensione della formazione e della composizione dei pianeti.
Un obiettivo finora irraggiungibile
Caroline Piaulet-Ghorayeb
Credito: InitiaSciences
Per anni, gli scienziati hanno concentrato i loro sforzi sulla rilevazione delle atmosfere attorno ai pianeti giganti gassosi e ai mini-Nettuno (pianeti molto più grandi della Terra con atmosfere dominate dall’idrogeno, come Giove e Nettuno, nel sistema solare).
Ma fino ad ora, rilevare le atmosfere attorno ai pianeti più piccoli, più vicini alle dimensioni della Terra, è rimasto un obiettivo sfuggente.
“Finora, tutti i pianeti che hanno un’atmosfera che abbiamo rilevato sono pianeti giganti o, nella migliore delle ipotesi, mini-Nettuno”, afferma Caroline Piaulet-Ghorayeb, autrice principale dello studio. Questi pianeti hanno atmosfere composte principalmente da idrogeno, il che li rende più simili ai giganti gassosi del sistema solare che ai pianeti rocciosi come la Terra, le cui atmosfere sono dominate da elementi più pesanti.
Ricco di molecole più pesanti
La particolarità dell’esopianeta GJ 9827 d risiede nella composizione della sua atmosfera.
Combinando i dati dei telescopi James-Webb et Hubble, Caroline Piaulet-Ghorayeb mostra che, a differenza delle atmosfere dei grandi pianeti dominate dall’idrogeno, quella dell’esopianeta GJ 9827 presenta un’elevata concentrazione di molecole più pesanti e una notevole quantità di vapore acqueo.
Questa scoperta segna il primo rilevamento affidabile di un’atmosfera di esopianeta in cui l’idrogeno non è il componente principale, indicando invece un’atmosfera più pesante e carica di acqua.
“Il peso molecolare di questa atmosfera è più vicino a quello delle atmosfere ricche di anidride carbonica o azoto che stiamo attualmente cercando sui piccoli pianeti rocciosi, dove potremmo cercare la vita”, aggiunge Caroline Piaulet-Ghorayeb.
Queste osservazioni sono state effettuate utilizzando lo strumento canadese JWST, il Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS). Usando la spettroscopia di trasmissione, il gruppo di ricerca ha analizzato la luce della stella che passava attraverso l’atmosfera del pianeta mentre passava davanti alla sua stella ospite, GJ 9827.
Il team ha poi combinato i nuovi risultati del JWST con le precedenti osservazioni dell’HST per dimostrare con certezza che le caratteristiche spettrali studiate sono dovute all’atmosfera del pianeta e non alla contaminazione da parte della stella del sistema.
Con i dati presi da NIRISS in modalità SOSS, gli astronomi possono finalmente distinguere due tipi di atmosfere per il pianeta: una è nuvolosa e contiene pochi elementi pesanti, principalmente idrogeno e alcune tracce di acqua; l’altro è molto denso e contiene diversi elementi pesanti, tra cui molta acqua.
Poiché l’esopianeta GJ 9827 d è vicino alla sua stella, la sua atmosfera è probabilmente una miscela di gas e uno stato denso e surriscaldato, piuttosto che strati o nuvole distinti.
Probabilmente non abitabile
Sebbene l’esopianeta GJ 9827 d non sia ritenuto abitabile a causa della sua vicinanza alla stella ospite e delle conseguenti elevate temperature superficiali (intorno a 350 °C), questa scoperta rappresenta un progresso nella ricerca di ambienti abitabili.
La presenza di un’atmosfera pesante e piena d’acqua su un piccolo pianeta come GJ 9827 d dimostra che tali atmosfere esistono e possono essere studiate grazie alla finezza di JWST. Ciò rende più plausibile la prospettiva di trovare pianeti abitabili, paragonabili alla Terra.
“Si tratta di un grande passo avanti verso la ricerca di atmosfere attorno a piccoli pianeti simili alla Terra”, spiega Caroline Piaulet-Ghorayeb. L’esopianeta GJ 9827 d è il primo pianeta in cui rileviamo un’atmosfera ricca di molecole pesanti, proprio come i pianeti terrestri del Sistema Solare, e il primo esempio da tempo confermato di “mondo di vapore” proposto dalla comunità scientifica ».
Si pensa che questi “mondi di vapore” abbiano atmosfere spesse e cariche di acqua, senza ghiaccio o acqua liquida sulla superficie, e mantengano un’atmosfera di vapore a causa della loro vicinanza alla stella ospite. Sono simili alle lune ghiacciate Europa e Ganimede, ma sono abbastanza vicine alla loro stella da far apparire l’acqua come vapore nell’atmosfera e non sotto uno strato di ghiaccio.
Gli astronomi sperano che ulteriori osservazioni dell’esopianeta GJ 9827 d tramite JWST, previste nei prossimi mesi, riveleranno di più sui componenti della sua atmosfera di vapore.
