Acqua in un Super-Giove

Acqua in un Super-Giove

Kappa Andromedae b è uno dei pochi oggetti sub-stellari al di fuori del nostro Sistema Solare che è stato ripreso direttamente. Mentre gli astronomi discutono ancora sul fatto se l’oggetto sia un esopianeta o una nana bruna, Kamen Todorov, membro di NCCR PlanetS all’ETH di Zurigo e i suoi colleghi hanno misurato la quantità di vapore acqueo nell’atmosfera di K And B analizzando lo spettro della luce.
Il risultato può aiutare a determinare il meccanismo di formazione degli esopianeti giganti come spiega il team in un articolo su The Astrophysical Journal.

“L’obiettivo del nostro studio è da 10 a 60 volte più massiccio di Giove e abbastanza giovane in termini cosmici, poche decine o centinaia di milioni di anni”, spiega Kamen Todorov. Ciò significa che K And B ha ancora un calore di circa 1800° C e si sta raffreddando molto gradualmente con il tempo.
“Quindi, l’acqua dovrebbe essere presente esclusivamente in forma di vapore”, dice l’astrofisico. Per misurare l’abbondanza di acqua il team di Todorov ha analizzato i dati raccolti utilizzando il telescopio Hale Palomar nel sud della California da un altro gruppo nel 2013. Il precedente lavoro del team di Hinkley, dell’University of Exeter, aveva ricavato lo spettro di luce filtrata al momento del passaggio di K And B davanti alla stella Kappa Andromedae.

“La luminosità ci fornisce informazioni sulla composizione della sua atmosfera”, spiega Kamen Todorov: “Abbiamo analizzato lo spettro utilizzando una tecnica chiamata ‘spectral retrieval’.
Questa tecnica si basa sul calcolo di centinaia di migliaia di modelli spettrali, per ricavare ipotesi sull’atmosfera dell’oggetto analizzato e poi confrontare il modello con l’osservazione.
Dopo ogni confronto, gli astrofisici rivedono la loro ipotesi per migliorare la corrispondenza con le osservazioni. In questo modo, sono in grado di arrivare ad un modello che “meglio si concilia” con i dati. Questo modello contiene informazioni sul contenuto di vapore acqueo e altri parametri.

L’abbondanza di acqua e di altre molecole nell’atmosfera degli esopianeti può aiutarci a determinare il loro meccanismo di formazione, come spiega Kamen Todorov: “I pianeti in genere si formano all’interno di un disco di gas e polveri che circonda una giovane stella, dell’età di non più di circa 10- 15 milioni di anni.
A causa di processi fisici all’interno di tale disco, i pianeti che si formano in varie parti del disco, (vicino alla stella o più lontano), possono presentare quantità totali di carbonio e ossigeno differenti, anche a seconda dell’esatto processo di formazione”.

“Confrontare i tassi degli atomi di carbonio e ossigeno nell’atmosfera di un pianeta o di una nana bruna può fornirci indizi su come si sia formato e in che parte del disco”, dice l’astrofisico: “L’acqua, il biossido di carbonio, il monossido di carbonio e il metano sono le più comuni molecole che contengono carbonio e ossigeno, cosicchè sono più interessati da considerare.” In questo caso, i dati non sono stati sufficienti per determinare bene l’abbondanza di biossido di carbonio, monossido di carbonio e metano.

Ma Kamen Todorov prevede di allargare il suo progetto all’osservazione di altri oggetti simili che siano ancora più caldi oppure meno caldi e di esaminare come l’abbondanza di acqua e il tasso di carbonio e ossigeno vari a seconda della temperatura e della distanza dalla stella centrale.
E Michael Meyer di NCCR PlanetS, afferma: “Speriamo di coordinare i nostri sforzi in questo settore e di applicare tecniche simili ad altri pianeti osservati direttamente.”

http://nccr-planets.ch/water-in-the-atmosphere-of-a-super-…/

Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger