Atmosfere Aliene Ricreate sulla Terra

24 Mar 2019 Atmosfere Aliene Ricreate sulla Terra

Ricercatori del Jet Propulsion Laboratory della NASA sono riusciti a simulare in laboratorio le condizioni individuabili nelle atmosfere di una classe speciale di mondi alieni, chiamati gioviani caldi.

I gioviani caldi sono giganti gassosi simili a Giove che orbitano attorno alla loro stella in meno di 10 giorni. L’estrema vicinanza alla stella implica che le loro temperature siano davvero cocenti, variando tra 530 e 2800 gradi Celsius. “Anche se non è possibile simulare esattamente in laboratorio questi ambienti planetari estremi, possiamo arrivarci molto vicino”, spiega Murthy Gudipati del JPL, a guida dello studio pubblicato su The Astrophysical Journal. Il team ha iniziato l’esperimento con un semplice miscuglio chimico di idrogeno gassoso e di monossido di carbonio (per il 3 percento). Queste molecole sono estremamente comuni nel cosmo, ed è plausibile che compongano gran parte dell’atmosfera di un gioviano caldo. In seguito il team ha riscaldato la miscela gassosa a temperature tra 330 e 1230 gradi Celsius, esponendola anche a dosi elevate di radiazione ultravioletta. La luce UV si è rivelata un ingrediente incisivo, responsabile dei risultati più sorprendenti dello studio.

I gioviani caldi sono grandi per gli standard planetari, e irradiano una quantità di luce maggiore rispetto a pianeti più freddi. Questo fattore ha permesso agli astronomi di ottenere maggiori informazioni sulle loro atmosfere: in particolare si è scoperto che molte atmosfere di questi mondi alieni sono opache ad altitudini elevate. Anche se la presenza di nubi potrebbe spiegare tale opacità, questa ipotesi diventa poco sostenibile se si considera che il fenomeno è stato osservato in zone in cui la pressione atmosferica è molto bassa. Una possibile spiegazione alternativa è la presenza di aerosol, particelle solide sospese nell’atmosfera, ma gli scienziati non erano ancora riusciti a individuare una spiegazione per la formazione di aerosol nell’atmosfera dei gioviani caldi. Nel corso del nuovo esperimento, i ricercatori hanno ottenuto questo risultato grazie all’azione della luce ultravioletta.

“Guardando avanti, intendiamo studiare le proprietà di questi aerosol. Vogliamo capire meglio come si formano, come assorbono luce e come rispondono a cambiamenti nell’ambiente. Tutte queste informazioni possono aiutare gli astronomi a capire cosa abbiano di fronte quando osservano questi mondi”, spiega Benjamin Fleury del Jet Propulsion Laboratory, a guida dello studio. La ricerca ha rivelato una sorpresa ulteriore: le reazioni chimiche hanno prodotto quantità significative di diossido di carbonio e acqua. In effetti il vapor d’acqua era già stato individuato nelle atmosfere dei gioviani caldi, ma gli scienziati ritenevano che questa molecola preziosa si formasse solo quando è presente più ossigeno che carbonio. Il nuovo studio dimostra che l’acqua può formarsi quando carbonio e ossigeno sono presenti in uguale quantità, specialmente aggiungendo luce stellare simulata.

“Questi nuovi risultati sono utili per interpretare quello che osserviamo nelle atmosfere dei gioviani caldi”, spiega Mark Swain, coautore dello studio. “Avevamo ipotizzato che le temperature dominassero la chimica in queste atmosfere, ma lo studio dimostra che dobbiamo tener conto del ruolo fondamentale della radiazione stellare”. La ricerca aiuterà gli scienziati a capire come si formino altri sistemi planetari e quanto possano differire da quello in cui viviamo.

Nell’immagine rappresentazione artistica di un gioviano caldo
Credit NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2019-041

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