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Nuvole sul lontano esopianeta WASP-127b

Alcuni degli elementi che rendono unico WASP-127b, rispetto ai pianeti del nostro Sistema Solare. Credito: David Ehrenreich/Université de Genève, Romain Allart/Université de Montréal.

Un team internazionale di astronomi non solo ha rilevato nuvole sul lontano esopianeta WASP-127b, ma ha anche misurato la loro altitudine con una precisione senza precedenti. Una presentazione del Dr. Romain Allart all’Europlanet Science Congress (EPSC) 2021 mostra come, combinando i dati di un telescopio spaziale e terrestre, il team è stato in grado di rivelare la struttura superiore dell’atmosfera del pianeta. Questo apre la strada a studi simili su molti altri mondi lontani.

WASP-127b, situato a più di 525 anni luce di distanza, è un “Saturno caldo”, un pianeta gigante simile in massa a Saturno che orbita molto vicino al suo sole. Il team ha osservato il pianeta passare davanti alla sua stella ospite per rilevare schemi che si incastrano nella luce stellare mentre viene filtrata attraverso l’atmosfera del pianeta e alterata dai costituenti chimici. Combinando le osservazioni a infrarossi del telescopio spaziale Hubble (HST) dell’ESA/NASA e le misurazioni della luce visibile dello spettrografo ESPRESSO presso il Very Large Telescope dell’Osservatorio europeo meridionale in Cile, i ricercatori sono stati in grado di sondare diverse regioni dell’atmosfera. I risultati hanno portato alcune sorprese.

“In primo luogo, come riscontrato in precedenza in questo tipo di pianeta, abbiamo rilevato la presenza di sodio, ma a un’altitudine molto più bassa di quanto ci aspettassimo. In secondo luogo, c’erano forti segnali di vapore acqueo nell’infrarosso, ma nessuno a lunghezze d’onda visibili. Ciò implica che il vapore acqueo a livelli inferiori viene schermato da nuvole opache alle lunghezze d’onda visibili ma trasparenti nell’infrarosso’, ha affermato Allart, dell’iREx/Université de Montréal e dell’Université de Genève, che ha guidato lo studio.

I dati combinati dei due strumenti hanno permesso ai ricercatori di restringere l’altitudine delle nuvole a uno strato atmosferico con una pressione compresa tra 0,3 e 0,5 millibar.

“Non conosciamo ancora la composizione delle nuvole, tranne per il fatto che non sono composte da goccioline d’acqua come sulla Terra”, ha detto Allart. “Siamo anche perplessi sul motivo per cui il sodio si trova in un luogo inaspettato su questo pianeta. Studi futuri ci aiuteranno a capire di più non solo sulla struttura atmosferica, ma anche su WASP-127b, che si sta rivelando un luogo affascinante.’

Con un’orbita completa attorno alla sua stella che si verifica in circa quattro giorni, WASP-127b riceve un’irradiazione 600 volte maggiore rispetto alla Terra e sperimenta temperature fino a 1100 gradi Celsius. Questo gonfia il pianeta fino a un raggio 1,3 volte più grande di Giove, con solo un quinto della massa, rendendolo uno degli esopianeti meno densi o “soffici” mai scoperti.

La natura estesa dei soffici esopianeti li rende più facili da osservare, e quindi WASP-127b è un candidato ideale per i ricercatori che lavorano sulla caratterizzazione atmosferica.

Le osservazioni del team con lo strumento ESPRESSO suggeriscono anche che, a differenza dei pianeti del nostro Sistema Solare, WASP-127b orbita non solo nella direzione opposta rispetto alla sua stella, ma anche su un piano diverso da quello equatoriale.

“Un tale allineamento è inaspettato per un Saturno caldo in un vecchio sistema stellare e potrebbe essere causato da un compagno sconosciuto”, ha detto Allart. “Tutte queste caratteristiche uniche fanno di WASP-127b un pianeta che sarà studiato molto intensamente in futuro.”

Lo spettrografo Echelle per esopianeti rocciosi e osservazioni spettroscopiche stabili (ESPRESSO) è lo spettrografo più preciso al mondo per le misurazioni della velocità radiale, un metodo che consente di rilevare gli esopianeti.

Gli autori desiderano ringraziare la dott.ssa Jessica Stake e il suo team per aver rilasciato i dati HST raffinati utilizzati in questo lavoro.

 

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