Gli astronomi guidati dalla Northwestern University hanno scoperto una caratteristica insolita che circonda il famoso “Pianeta Rosa“: cieli pieni di nuvole salate.
Per oltre un decennio, questo antico pianeta, noto per la sua foschia rosata, è rimasto uno dei misteri più irrisolti dell’astronomia. Essendo uno dei compagni planetari più freddi mai osservati direttamente, la sua luce è così debole che gli scienziati hanno faticato ad analizzarla dalla Terra. Ora, le osservazioni del telescopio spaziale James Webb (JWST) hanno rivelato un’atmosfera ricca di elementi chimici esotici e nubi diverse da qualsiasi altra mai osservata prima.
I risultati forniscono alcune delle prime prove dirette dell’esistenza di nubi di sale nell’atmosfera di un oggetto planetario freddo, confermando una previsione fatta dagli scienziati più di 15 anni fa. I risultati evidenziano inoltre la capacità del JWST di studiare mondi estremamente freddi e deboli, al di fuori della portata degli osservatori terrestri.
Lo studio è stato pubblicato il 18 giugno sulla rivista Astronomical Journal .
“Il Pianeta Rosa è il compagno più freddo mai scoperto utilizzando strumenti terrestri”, ha affermato Aneesh Baburaj della Northwestern University, che ha guidato lo studio. “Molti team in tutto il mondo hanno effettuato osservazioni di follow-up per studiare la sua luce, ma era troppo debole per gli strumenti terrestri. Questo lo ha reso un bersaglio perfetto per il JWST. Quando finalmente abbiamo ottenuto il suo spettro, ci è sembrato subito interessante. Ma una volta che abbiamo iniziato ad analizzare i dati più a fondo, ci siamo resi conto che non assomigliava a nulla che avessimo analizzato prima.”
Baburaj, ricercatore di esopianeti, è un associato post-dottorato presso il Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA) della Northwestern University. Il progetto ha coinvolto anche scienziati dello Space Telescope Science Institute (STScI), tra cui Marshall Perrin, che ha ideato il programma di osservazione per l’oggetto. Perrin fa parte del JWST Telescope Scientist Team, che ha contribuito allo sviluppo dell’osservatorio e ne supporta le attività operative.
Un mondo gelido dall’identità incerta
Scoperto per la prima volta nel 2013, il Pianeta Rosa, formalmente noto come GJ 504 b, orbita attorno a una stella simile al Sole a circa 57 anni luce dalla Terra. Nonostante il suo soprannome, i ricercatori non sono certi che si tratti effettivamente di un pianeta.
Con una massa pari a circa 25 volte quella di Giove, GJ 504 b si trova vicino al confine tra pianeti giganti e nane brune. A causa di questa ambiguità, gli astronomi lo classificano come un “compagno di massa planetaria”, ovvero un oggetto con massa simile a quella di un pianeta che orbita attorno a una stella.
La sua bassa temperatura ha accresciuto il suo fascino. La maggior parte degli esopianeti osservati direttamente ha temperature che variano da circa 1.000 a 2.000 gradi Fahrenheit. In confronto, GJ 504 b ha una temperatura di soli 550 gradi Fahrenheit (290 gradi Celsius), simile alla temperatura all’interno di un forno per il pane.
Secondo Baburaj, l’età dell’oggetto contribuisce a spiegare la sua relativa freddezza. I pianeti giganti iniziano la loro vita con temperature estremamente elevate e si raffreddano gradualmente nel corso di miliardi di anni. La nuova ricerca stima che GJ 504 b abbia un’età compresa tra 2,5 e 4 miliardi di anni.
James Webb rivela lo spettro del pianeta
Per studiare l’oggetto, Baburaj e i suoi colleghi hanno utilizzato il telescopio spaziale JWST per raccogliere la sua debole luce. Hanno poi applicato tecniche di elaborazione avanzate per eliminare il bagliore della stella ospite, molto più luminosa.
Questo approccio ha permesso al team di ottenere lo spettro della compagna, che scompone la luce nei suoi colori componenti. Poiché elementi e molecole diversi lasciano impronte spettrali uniche, gli scienziati possono utilizzare queste informazioni per determinare la composizione di un’atmosfera.
“In passato, altri astronomi hanno osservato la compagna per un’intera notte con alcuni dei telescopi più grandi del mondo per ottenere uno spettro”, ha detto Baburaj. “E non sono riusciti a vedere l’oggetto. Con il JWST, la nostra intera osservazione è durata circa due ore e abbiamo avuto successo.”
Le nuvole di sale risolvono un mistero di lunga data
Le osservazioni hanno rivelato un’atmosfera contenente vapore acqueo, metano, anidride carbonica, ammoniaca e altre molecole.
Quando i ricercatori hanno tentato di ricreare l’atmosfera utilizzando modelli computerizzati, si sono imbattuti in un problema. Le osservazioni potevano essere riprodotte solo da condizioni atmosferiche che non sembravano fisicamente realistiche.
La soluzione è emersa quando il team ha aggiunto le nuvole ai modelli. Una volta incluse le nuvole, le strane incongruenze sono scomparse. I risultati suggeriscono che le nubi di sale oscurano gli strati più profondi dell’atmosfera e influenzano la luce che alla fine raggiunge il JWST.
“Abbiamo eseguito delle simulazioni con le nuvole e i risultati sono in linea con ciò che sappiamo sui pianeti freddi”, ha affermato Baburaj. “Abbiamo provato tre diversi tipi di nuvole e le nuvole di sale si sono rivelate le più adatte. Quando abbiamo tenuto conto delle nuvole di sale, queste hanno attenuato la traccia delle molecole nascoste negli strati più profondi dell’atmosfera del pianeta compagno. A quel punto, i risultati sono diventati fisicamente plausibili.”
Lo spettro indica inoltre che GJ 504 b potrebbe contenere una quantità insolitamente elevata di elementi pesanti, spesso definiti metalli dagli astronomi. Ciononostante, rimangono interrogativi su come si sia formato l’oggetto. Le prove attuali suggeriscono che potrebbe essersi originato attraverso processi che creano pianeti o attraverso processi che formano piccole stelle.
Un nuovo modo di studiare i freddi mondi alieni
Baburaj ritiene che i metodi sviluppati per questo studio potrebbero aiutare gli scienziati a indagare su altri oggetti planetari freddi e deboli.
Giove, ad esempio, contiene nubi composte da ghiaccio di ammoniaca. Sebbene gli strumenti attuali non siano ancora in grado di studiare direttamente questi strati nuvolosi con lo stesso livello di dettaglio, il rilevamento di nubi di sale attorno a GJ 504 b suggerisce che gli astronomi si stiano avvicinando a tale obiettivo.
“Questa è la prima volta che scopriamo che le nubi di sale sono fondamentali per spiegare lo spettro di un oggetto”, ha affermato Baburaj. “È un buon promemoria per tenere conto delle nubi nei nostri modelli.”
Lo studio, intitolato “JWST-TST High Contrast: First Direct Spectroscopy of GJ 504 b Reveals Clouds and Possible Metal Enrichment”, è stato finanziato dalla NASA (numero di sovvenzione 80NSSC20K0586).
Abstract
Materials provided by Northwestern University. Note: Content may be edited for style and length.
Aneesh Baburaj, Jean-Baptiste Ruffio, Marshall Perrin, Jerry W. Xuan, William O. Balmer, Yayaati Chachan, Quinn M. Konopacky, Travis S. Barman, Mathilde Mâlin, Kielan K. W. Hoch, Emily Rickman, Kimberly Ward-Duong, Laurent Pueyo, Julien H. Girard, Isabel Rebollido, Alexis Bidot, Christine Chen, Kadin Worthen, Cicero Lu, Jens Kammerer, Roeland P. van der Marel, Nikole K. Lewis, Jeff Valenti, Sara Seager, Chris Stark, Rémi Soummer, Jay Anderson, Charles-Philippe Lajoie, Mark Clampin, C. Matt Mountain. JWST-TST High Contrast: First Direct Spectroscopy of GJ 504 b Reveals Clouds and Possible Metal Enrichment. The Astronomical Journal, 2026; 172 (1): 28 DOI: 10.3847/1538-3881/ae6919
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