WASP-96b, il Saturno caldo senza nuvole e ricco di sodio

SCOPERTE – Quando gli astronomi guidati da Nikolay Nikolov della University of Exeter hanno osservato l’atmosfera del “saturno caldo” WASP-96b non si aspettavano certo di non trovare nubi all’orizzonte. A sorprendere gli scienziati anche un particolare profilo a “tenda da campeggio” nello spettro degli elementi chimici, un elemento la cui presenza fino ad oggi era stata solo ipotizzata nelle atmosfere di esopianeti giganti gassosi e che per la prima volta è stato osservato grazie al Very Large Telescope, il telescopio europeo situato in Cile: il sodio.

Proprio come le impronte digitali di ogni individuo sono uniche, anche gli elementi hanno uno spettro unico nel loro genere, ma osservare quello del sodio non è sempre semplice: questo viene emesso in profondità nell’atmosfera, dunque per poter giungere all’occhio di un osservatore esterno non deve essere offuscato da foschia o nubi.

I ricercatori hanno concentrato la loro attenzione su WASP-96b, un esopianeta gigante gassoso caldo simile al nostro Saturno per massa ma con temperature che raggiungono i 1300 Kelvin e che si trova a 980 anni luce dalla Terra nella costellazione della Fenice, a metà strada tra α Piscis Austrini e α Eridani.

Il team guidato da Nikolov ha osservato l’esopianeta nel momento del transito davanti alla sua stella madre e la diminuzione della luce solare dovuta al suo passaggio ha permesso di studiare la composizione dell’atmosfera. I ricercatori hanno così scoperto tracce di sodio nello spettro e i risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature, come spiega Nikolov:

“Abbiamo osservato gli spettri del transito di oltre 20 esopianeti e WASP-96b è l’unico che appare essere totalmente privo di nuvole e che mostra un chiaro segno della presenza di sodio, facendo del pianeta un punto di riferimento per la sua caratterizzazione. Fino ad oggi, il sodio era stato rivelato come un picco molto stretto o come completamente mancante. Questo perché la caratteristica forma a tenda può essere prodotta solo in profondità nell’atmosfera del pianeta e per la maggior parte dei pianeti le nuvole intralciano l’osservazione”.

La presenza di nuvole e foschia infatti è nota sia per alcuni dei pianeti più caldi che per quelli più freddi del sistema solare e degli altri sistemi planetari esterni al nostro, ma le nubi svolgono un ruolo chiave nel bilancio energetico totale delle atmosfere planetarie, proprio perché la loro presenza o l’assenza influenza la capacità di bloccare e filtrare la luce solare. Jonathan J. Corrente, co-autore dello studio e professore dell’Other Worlds Laboratory dell’università della California di Santa Cruz ha spiegato:

“È difficile predire quali di queste calde atmosfere abbia nubi sottili. Osservando l’intero intervallo di possibili atmosfere, da quelle più nuvolosa a quelle quasi prive di nubi come WASP-96b, possiamo però raggiungere una migliore comprensione anche di quale sia la composizione di queste nuvole”.

Osservare l’impronta del sodio dunque non solo ci dà indicazioni sul sistema di nubi dell’esopianeta, ma permette di avere informazioni importanti sulla composizione chimica del pianeta e sulle sue risorse. Il sodio, che è il settimo elemento per abbondanza nell’universo, è alla base dei composti che formano il sale che dà il sapore salato ai nostri mari e oceani, o il colore bianco delle desertiche saline. In tecnologia, permette di realizzare le caratteristiche luci giallo-arancio delle lampade a vapore di sodio. E ancora in biologia, dove il sodio regola il metabolismo e l’attività cardiaca sia nell’uomo che negli animali. Individuare questo elemento nello spettro di un esopianeta lo rende più “attraente” per la ricerca di altri composti come l’acqua, il monossido e il diossido di carbonio.

Scoprire nello spettro il picco a tenda del sodio rappresenta solo il primo passo per il team di astronomi, che si dice già pronto a dare la caccia alle tracce di altre specie atmosferiche, come l’acqua o l’anidride carbonica, con le osservazioni dei telescopi spaziali Hubble e della missione del James Webb Space Telescope, che partirà nel 2020.

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