Telescopio Hubble osserva le nuvole su un pianeta extrasolare

Le previsioni del tempo sull’esopianeta GJ 1214b sarebbero molto facili da fare. Le previsioni per oggi: nuvoloso. Domani: coperto . Previsioni per la prossima settimana: ancora nubi. Un team di scienziati guidato dai ricercatori del Dipartimento di Astronomia e Astrofisica presso l’Università di Chicago hanno definitivamente caratterizzato l’atmosfera di un pianeta classificato come super-Terra in orbita intorno a una stella lontana.

Il pianeta esaminato, conosciuto come GJ1214b, è stato classificato come una super-Terra perché la sua massa è intermedia tra quelle della Terra e quella di Nettuno. Ricerche recenti di pianeti intorno ad altre stelle (“pianeti extrasolari”) hanno dimostrato che le super-Terre come GJ 1214b sono il tipo più comune di pianeti nella nostra galassia, la Via Lattea. Poiché non esistono pianeti nel nostro Sistema Solare simili alle super-Terre, la natura di questi oggetti astronomici è ancora in gran parte sconosciuta.

Ma il pianeta in questione non è uno sconosciuto, anzi, è da tempo fonte di dibattiti tra gli scienziati. Precedenti studi di GJ 1214b hanno prodotto due possibili interpretazioni dell’atmosfera del pianeta. Essa potrebbe consistere interamente di vapore acqueo o qualche altro tipo di molecola pesante o potrebbe contenere nuvole di alta quota che impediscono l’osservazione di ciò che si trova al di sotto.

Ma ora un team di astronomi guidato da Laura Kreidberg e Jacob Bean dell’Università di Chicago hanno rilevato una chiara evidenza di nubi nell’atmosfera di GJ 1214b, studiando i dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble. Le osservazioni di Hubble sono 96 ore totali su un periodo complessivo di osservazione del pianeta di 11 mesi. Si tratta del più grande programma che ha utilizzato Hubble per studiare di un singolo pianeta extrasolare, ed è stato necessario per osservare gli eventuali cambiamenti nel clima del pianeta.

I ricercatori descrivono il loro lavoro come una tappa importante sulla strada per individuare pianeti potenzialmente abitabili simili alla Terra al di là del nostro sistema solare. I risultati appariranno nel numero del 2 gennaio della rivista Nature.

“Ci siamo spinti ai limiti di ciò che è possibile osservare con Hubble per effettuare questa misurazione”, ha detto Kreidberg, un dottorando del terzo anno e primo autore della nuova ricerca. ” Questo progresso pone le basi per la caratterizzazione di altre super-Terre con tecniche simili.”

“Penso che sia molto eccitante il fatto che si possa utilizzare un telescopio come Hubble, che non è mai stato progettato per osservare pianeti extrasolari né tantomeno la loro atmosfera, e con con tale precisione”, ha spiegato Bean, un assistente professore e ricercatore principale del progetto, che chiarisce come queste osservazioni forniscano prove decisive per svelare la reale composizione dell’atmosfera del pianeta.

GJ 1214b è situato a soli 40 anni luce dalla Terra, in direzione della costellazione di Ofiuco. A causa della sua vicinanza al nostro sistema solare e alle piccole dimensioni della sua stella, GJ 1214b è una super-Terra facilmente osservabile. Essa transita davanti ala stella madre ogni 38 ore, fornendo agli scienziati l’opportunità di studiare la sua atmosfera quando la luce della sua stella passa attraverso di essa.

Kreidberg, Bean e i loro colleghi hanno usato Hubble di misurare con precisione lo spettro di GJ 1214b ad una lunghezza d’onda del vicino infrarosso, scovando la prova definitiva della presenza di alte nubi che ricoprono il pianeta. Queste nubi nascondono tutte le informazioni sulla composizione e il comportamento della bassa atmosfera e della superficie.

Il pianeta è stato scoperto nel 2009 dal Progetto MEarth, che monitora duemila stelle nane rosse con pianeti.

Precise osservazioni effettuate grazie ad Hubble nel 2012 e nel 2013 hanno permesso alla squadra di scartare l’ipotesi del vapore acqueo. Hubble ha infatti rivelato le impronte chimiche dell’atmosfera del pianeta, permettendo agli astronomi di escludere atmosfere prive di nuvole composte di vapore acqueo, metano, azoto, monossido di carbonio o anidride carbonica.

La migliore spiegazione per i nuovi dati è la presenza di nuvole ad alta quota nell’atmosfera del pianeta, anche se la loro composizione è tuttora sconosciuta. Le nubi potrebbero essere fatte di cloruro di potassio o di solfuro di zinco alle temperature torride di 230 gradi centigradi.

Il lancio del prossimo telescopio della NASA, il James Webb Space Telescope entro il 2020  dovrebbe rivelare di più su questi mondi ha detto Kreidberg. “Le nuove funzionalità di questo telescopio ci permetteranno di scrutare attraverso le nubi pianeti come GJ 1214b. Ma ancor di più, questo telescopio potrebbe finalmente aprire la porta a studi su pianeti simili alla Terra che ruotano attorno a stelle vicine.”