WASP-12b, il puntino nero che fa luce sugli esopianeti

L'esopianeta WASP-12b quasi non riflette luce, ma da semplice puntino nero su una stella ha permesso agli astronomi di scoprire nel dettaglio l'inaspettata composizione della sua atmosfera, più simile a quella di una piccola stella che di un pianeta.

Crediti immagine: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)

SCOPERTE – Se puntate i telescopi sull’esopianeta WASP-12b troverete solo una macchiolina nera, più nera dell’asfalto fresco appena posato. Eppure questa macchiolina nera ha permesso agli astronomi della McGill University, in Canada, e della University of Exeter, in Gran Bretagna, di fare un’eccezionale scoperta. L’esopianeta quasi non riflette luce, con un albedo che sfiora lo zero, e proprio questa sua oscurità ha fatto luce sulla sua atmosfera, che non è affatto come gli astronomi l’avevano immaginata.

WASP-12b è stato scoperto nel 2008 e da allora non ha smesso di stupire. Attualmente l’esopianeta, che si trova a 1400 anni luce dal Terra e ha una massa pari a 1,4 volte quella di Giove, tanto da rientrare nella classificazione dei giovani caldi, è quello studiato più nel dettaglio. Di lui sappiamo che percorre l’orbita intorno alla sua stella WASP-12 in appena un giorno terrestre e che la vicinanza è tale da essere quasi cannibalizzato, tanto che la sua forma somiglia a quella di un uovo piuttosto che ad una sfera, e che la temperatura superficiale nel lato diurno sfiora i 2600 gradi Celsius.

Ora, grazie alle ricerche coordinate da Taylor Bell della McGill University e alle osservazioni dello strumento Space Telescope Imaging Spectrograph, STIS, del telescopio spaziale Hubble Space della NASA, gli astronomi hanno scoperto importanti dettagli sulla sua atmosfera, che è talmente incandescente da non riflettere quasi luce. L’albedo di WASP-12b infatti è pari ad appena 0,064, prossimo cioè allo zero. Un valore davvero basso se si considera che l’albedo, cioè il potere riflettente di un corpo celeste, è una misura che va da 0 a 1. Valore che è la metà di quello della nostra Luna, che ha albedo pari a 0,12, come spiega Bell: “Un albedo così basso ci dice che abbiamo ancora molto da imparare su WASP-12b e su altri esopianeti simili a lui”.

Ma quale potrebbe essere la causa di tanta oscurità? Per il gruppo di astronomi la risposta sarebbe proprio nell’attuale temperatura superficiale. Esopianeti con albedo molto scuri infatti sono più freddi del corpo celeste oggetto della ricerca e gli astronomi ipotizzano che l’assorbimento della luce sia dovuto alla presenza nelle loro atmosfere di nubi e di metalli alcalini.

Queste spiegazioni, però, non possono valere per WASP-12b, dove la temperatura è tale che la formazione di nubi è impossibile e dove i metalli alcalini sono completamente ionizzati. Anzi, la temperatura è tale che l’idrogeno nell’atmosfera del gioviano caldo non si trova in forma molecolare, ma solo in forma atomica. Una composizione atmosferica dunque più simile a quella di una stella a bassa massa che di un pianeta.

Le misurazioni dello studio, pubblicato sulla rivista scientifica Astrophysical Journal Letters, sono state eseguite nell’ottobre 2016 sfruttando un’eclissi, cioè il passaggio del pianeta dietro* al suo Sole. Questo metodo si è rivelato migliore rispetto a quello del transito, utilizzato per identificare l’esistenza degli esopianeti intorno alle loro stelle, perché 10 volte più preciso dato che permette misurazioni dirette della luce riflessa.

Gli astronomi, avvalendosi dello strumento in dotazione al telescopio spaziale Hubble, sono stati in grado di misurare l’albedo di WASP-12b in differenti lunghezze d’onda, ottenendo così uno spettro completo. “Dopo aver misurato l’albedo lo abbiamo comparato con i modelli spettrali atmosferici precedentemente ipotizzati per il pianeta”, ha spiegato Nikolay Nikolov, co-autore dello studio e ricercatore dell’University of Exeter. “Abbiamo scoperto che i dati non rispecchiano nessuno dei due modelli attualmente proposti”.

L’analisi dei dati ha permesso di stabilire che l’atmosfera è composta principalmente da atomi di idrogeno e di elio. Inoltre è stato possibile stabilire che, al contrario del pianeta HD 189733b – l’unico altro gioviano caldo di cui lo spettro dell’albedo è stato completamente risolto, che ha una colorazione sul blu scuro – WASP-12b non riflette alcuna lunghezza d’onda, anzi ha un colore rosso dovuto all’emissione di luce per le sue alte temperature superficiali, simile al colore che assumono i metalli incandescenti.

Bell ha sottolineato che il fatto che i primi due esopianeti con albedo spettrale misurato mostrino delle differenze così significative indica che abbiamo ancora molto da imparare su questi corpi celesti all’apparenza simili e che anche tra i pianeti classificati come gioviani caldi possiamo trovare una grande diversità di caratteristiche e composizioni. Ma soprattutto ci mostra come un “semplice” puntino nero su una stella possa diventare un faro che fa luce su tutti quei “cugini” della Terra e degli altri pianeti del Sistema Solare che ancora non abbiamo scoperto e di cui conosciamo ancora troppo poco.

@oscillazioni

Leggi anche: Un Giove caldo che si muove come una cometa

Pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia.   

*per errore era stato scritto “davanti”, corretto il 25 settembre 2017

Informazioni su Veronica Nicosia ()
Aspirante astronauta, astrofisica per vocazione, giornalista di professione. Laureata in Fisica e Astrofisica all'Università La Sapienza, vincitrice del Premio giornalistico Riccardo Tomassetti nel 2012 con una inchiesta sull'Hiv. Lavoro come giornalista per Blitzquotidiano e collaboro con Oggiscienza. Mi occupo di scienza, salute, tecnologia e ambiente.

6 Commenti su WASP-12b, il puntino nero che fa luce sugli esopianeti

  1. Gentile dottoressa Nicosia nel seguente passaggio mi sfugge qualcosa, si tratterà senz’altro di insipienza mia ma se potesse darmi un chiarimento le sarei grato: “Le misurazioni dello studio,…, sono state eseguite nell’ottobre 2016 sfruttando un’eclissi, cioè il passaggio del pianeta davanti al suo Sole. Questo metodo si è rivelato migliore rispetto a quello del transito, utilizzato per identificare l’esistenza degli esopianeti intorno alle loro stelle, perché 10 volte più preciso dato che permette misurazioni dirette della luce riflessa.” lei scrive che l'”eclissi” è “il passaggio del pianeta davanti al suo Sole”, in cosa consiste allora la differenza rispetto al “transito”? Cordialmente Bernadro

    • Salve Bernardo, mi scusi se rispondo solo ora.

      Il metodo del transito può essere applicato quando l’esopianeta oggetto dello studio passa davanti alla sua stella madre e in astronomia viene utilizzato per determinare il raggio del corpo celeste osservando la variazione di luminosità nella curva di luce della stella. Combinando le osservazioni con il metodo della velocità radiale, dove dall’osservazione degli spettri si deduce la massa dell’esopianeta, si ottiene la densità del pianeta, un dato che permette di conoscere qualcosa in più della sua composizione e struttura fisica. Il metodo del transito inoltre permette di studiare anche l’atmosfera del pianeta attraverso l’analisi degli spettri della luce della sua stella che lo attraversano, in modo da determinare gli elementi che vi si trovano. Si tratta dunque di un metodo indiretto.

      Al contrario, il metodo dell’eclissi permette di misurare lo spettro ottico dell’esopianeta in modo diretto, nel caso di questo studio il suo albedo, con una risoluzione tale da determinarne sia la temperatura, sia l’eventuale presenza di nubi. Nello studio in oggetto, gli astronomi hanno osservato il passaggio del pianeta dietro alla sua stella e durante la fase piena grazie al telescopio spaziale Hubble, ottenendo così una misurazione fotometrica di almeno un ordine di magnitudo più alta di quella che avrebbero ottenuto con il metodo indiretto del transito, perché il pianeta sarà sicuramente più freddo della stella madre, mentre l’area occultata rimane la stessa.

      Buona serata
      Veronica

      • Gentilissima dottoressa Nicosia, evidentemente la prolissità del mio commento non le ha permesso di rilevare il nodo del problema che sollevai: “sfruttando un’eclissi, cioè il passaggio del pianeta davanti al suo Sole” lei ora mi ha chiarito che si tratta di un refuso la frase corretta sarebbe: “sfruttando un’eclissi, cioè il passaggio del pianeta dietro al suo Sole”, o volendo: “sfruttando un’eclissi, cioè il passaggio della stella davanti al pianeta oggetto dell’indagine(WASP-12b)”.
        Cordialmente
        Bernardo

      • Gentilissimo Bernardo, la ringrazio per il commento perché nonostante la rilettura non mi saltava all’occhio quello che è evidentemente un refuso. Buona serata, Veronica

      • Grazie Bernardo per la segnalazione, correggiamo subito!
        Livia

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