Abbiamo appena ottenuto la visione più dettagliata dell’atmosfera di un pianeta extrasolare fino ad oggi

WASP-39b, un gigante gassoso a circa 700 anni luce di distanza, si è rivelato essere un tesoro di esopianeti.

All’inizio di quest’anno, WASP-39b era il soggetto Prima scoperta in assoluto di anidride carbonica nell’atmosfera di un pianeta al di fuori del sistema solare.

Ora, un’analisi approfondita dei dati del James Webb Space Telescope (JWST) ci ha fornito un’assoluta miniera d’oro di informazioni: lo sguardo più dettagliato sull’atmosfera di un esopianeta fino ad oggi.

I risultati includono informazioni sulle nuvole di WASP-39b, il primo rilevamento diretto della fotochimica nell’atmosfera di un esopianeta e un inventario quasi completo dei contenuti chimici dell’atmosfera che rivela accenni allettanti della storia della formazione dell’esopianeta.

Queste epiche scoperte sono state pubblicate in cinque articoli naturae apre la strada alla rivelazione finale delle firme chimiche della vita al di fuori del sistema solare.

Queste prime osservazioni sono un presagio di una scienza ancora più sorprendente che arriverà con JWST. afferma l’astrofisica Laura KreidbergDirettore dell’Istituto Max Planck per l’astronomia in Germania.

“Abbiamo messo alla prova il telescopio per i test delle prestazioni, ed è stato quasi impeccabile, anche meglio di quanto avremmo potuto sperare”.

Dalla scoperta dei primi esopianeti nei primi anni ’90, abbiamo cercato di saperne di più su questi mondi in orbita attorno a stelle aliene.

Ma le sfide erano gravi. Gli esopianeti possono essere molto piccoli e molto lontani. La maggior parte di loro non li abbiamo mai visti: sappiamo solo della loro esistenza in base alla loro influenza sulle loro stelle ospiti.

Uno di questi effetti si verifica quando un pianeta extrasolare passa tra noi e la stella, un evento noto come transito. Questo attenua leggermente la luce delle stelle; Gli eventi periodici di oscuramento indicano la presenza di un oggetto in orbita. Possiamo persino calcolare le dimensioni di questo oggetto orbitante, basandoci sull’oscuramento e sugli effetti gravitazionali sulla stella.

E un’altra cosa che possiamo dire, sulla base dei dati di trasferimento. Quando la luce delle stelle attraversa l’atmosfera di un esopianeta di passaggio, cambia. Alcune lunghezze d’onda sullo spettro sono più deboli o luminose, a seconda di come le molecole nell’atmosfera assorbono e riemettono la luce.

Il segnale è debole, ma con un telescopio abbastanza potente e una serie di transiti, le mutevoli caratteristiche di assorbimento ed emissione sullo spettro possono essere decodificate per determinare il contenuto atmosferico di un esopianeta.

JWST è il più potente telescopio spaziale mai lanciato. Con tre dei suoi quattro strumenti, ha ottenuto spettri infrarossi dettagliati della stella WASP-39. Quindi gli scienziati hanno iniziato ad analizzare i codici colore.

Il primo era un elenco di particelle nell’atmosfera di WASP-39b. In aggiunta a quanto sopra Diossido di carbonioI ricercatori hanno rilevato vapore acqueo, sodio e monossido di carbonio. Non è stato rilevato metano, il che significa che la metallicità di WASP-39b è superiore a quella trovata sulla Terra.

Rivela anche l’abbondanza di questi elementi. In particolare, il rapporto tra carbonio e ossigeno indica che l’esopianeta si è formato più lontano dalla sua stella ospite rispetto alla sua attuale posizione vicina, occupando un’orbita di quattro giorni. E i dati di modellazione e osservazione indicano che i cieli dell’esopianeta sono popolati da nubi fratturate, non di acqua, ma di silicati e solfati.

Infine, le osservazioni hanno rivelato la presenza di un composto chiamato anidride solforosa. Qui nel sistema solare, su mondi rocciosi come Venere e Luna di Giove AyoL’anidride solforosa è il risultato dell’attività vulcanica. Ma nei mondi del gas, l’anidride solforosa ha una storia di origine diversa: viene prodotta quando l’idrogeno solforato viene scomposto dalla luce nelle sue parti componenti e lo zolfo risultante viene ossidato.

Le reazioni chimiche causate da un fotone sono conosciute come fotochimicae ha implicazioni per l’abitabilità, la stabilità atmosferica e la composizione dell’aerosol.

Per essere chiari, è improbabile che WASP-39b sia abitabile per la vita così come la conosciamo per tutta una serie di ragioni, incluse ma non limitate alla sua temperatura rovente e alla composizione gassosa, ma la scoperta della fotochimica ha implicazioni per gli studi delle atmosfere di altri mondi e comprendere l’evoluzione dello stesso WASP-39b.

Gli scienziati planetari si sono preparati per anni per ottenere informazioni sulle atmosfere che JWST avrebbe dovuto fornire. Con la prima analisi dettagliata dell’atmosfera al di fuori del sistema solare, sembra che il telescopio spaziale manterrà la sua promessa.

Inoltre, i team coinvolti in questa ricerca stanno preparando la documentazione in modo che altri scienziati possano applicare le loro tecniche alle future osservazioni degli esopianeti JWST.

Potremmo non rilevare le firme della vita nell’atmosfera di un pianeta extrasolare con JWST – forse sarebbe necessario un telescopio più potente per rendere questo livello di dettaglio – ma con WASP-39b analizzato, quella scoperta sembra ancora più eccitante a portata di mano. .

dati come questo, dice l’astronomo Natalie Batalha Dall’Università della California Santa Cruz, “A Game Changer”.

La ricerca sarà pubblicata natura Può essere letto nelle edizioni prestampate quaggiùE il quaggiùE il quaggiùE il quaggiùE il quaggiù.