Fughe di Vapori Metallici per un Mondo Infuocato  

05 Ago 2019 Fughe di Vapori Metallici per un Mondo Infuocato  

Osservazioni del telescopio Hubble hanno permesso di rivelare il processo di perdita di atmosfera nell’esopianeta gigante WASP-121b, un mondo alieno talmente rovente da lasciarsi dietro una scia di ferro e magnesio allo stato gassoso che fluiscono via nello spazio.

WASP-121b, a circa 900 anni luce di distanza dalla Terra, è un pianeta gioviano caldo, con una massa circa 1,2 volte quella di Giove e un raggio quasi 2 volte quello gioviano. Ma mentre Giove rivolve attorno al Sole ogni 12 anni, WASP-121b è estremamente vicino alla sua stella, con un periodo orbitale di soli 1,3 giorni. Di solito i gioviani caldi si mantengono al loro interno ancora sufficientemente freddi da condensare in nubi elementi come magnesio e ferro. Ma non è questo il caso di WASP-121b, in orbita così pericolosamente ravvicinata alla sua stella che la sua atmosfera superiore raggiunge l’infernale temperatura di oltre 2.500 gradi Celsius.

“Sono stati già osservati metalli pesanti in altri gioviani caldi, ma soltanto nella bassa atmosfera”, spiega David Sing della Johns Hopkins University a Baltimora, Maryland, a guida dello studio. “Quindi non si sapeva se stessero sfuggendo o meno dall’atmosfera del pianeta. Ma nel caso di WASP-121b, vediamo magnesio e ferro allo stato gassoso così distanti dal pianeta da non esserne più legati gravitazionalmente”. La luce ultravioletta della stella, più luminosa e più calda del Sole, riscalda l’alta atmosfera e provoca la perdita dei gas nello spazio. In aggiunta, i vapori metallici contribuiscono al picco di temperatura. “Questi metalli rendono l’atmosfera più opaca nell’ultravioletto, e potrebbero contribuire al riscaldamento dell’atmosfera superiore”, spiega Sing.

Il cocente mondo alieno è così vicino alla sua stella da essere sul punto di venire distrutto dalla sua gravità: ha già assunto una forma simile a un pallone da football per via delle forze mareali cui è sottoposto. “Ci siamo concentrati su questo pianeta perché è talmente estremo! Abbiamo pensato di avere l’opportunità di osservare la fuga di elementi pesanti. Cercavamo principalmente magnesio, ma avevamo indizi della presenza di ferro nelle atmosfere di altri esopianeti. Tuttavia, si è rivelata una sorpresa vederlo chiaramente nei dati, e a così elevate altitudini, tanto lontano dal pianeta. I metalli pesanti sfuggono anche perché il pianeta è così grande e gonfio che la sua gravità è relativamente debole: è un mondo che sta perdendo la sua atmosfera”.

I ricercatori hanno utilizzato lo Space Telescope Imaging Spectrograph a bordo di Hubble per cercare in luce ultravioletta firme particolari di magnesio e ferro, impresse sulla luce stellare filtrata dall’atmosfera di WASP-121b durante un transito del pianeta davanti alla sua stella. Le osservazioni di WASP-121b svelano nuovi meccanismi alla base della perdita di atmosfera nei pianeti. Durante la loro formazione, i pianeti acquisiscono un’atmosfera primordiale contenente gas del disco circumstellare. Tali atmosfere consistono principalmente di gas più leggeri, come idrogeno ed elio, gli elementi più comuni nel cosmo, ma si dissipano via via che il pianeta si avvicina alla stella. “I gioviani caldi sono composti per lo più da idrogeno, e Hubble rileva facilmente l’idrogeno, quindi sappiamo che questi pianeti possono perdere il gas piuttosto facilmente”, conclude Sing. “Ma nel caso di WASP-121b, idrogeno ed elio fluiscono via quasi come un fiume, e si portano dietro questi metalli. È un meccanismo molto efficiente di perdita di massa”. Lo studio è pubblicato su The Astronomical Journal.

Nella rappresentazione artistica il gioviano caldo WASP-121b
Image credit: Engine House VFX, At-Bristol Science Centre, University of Exeter

https://hubblesite.org/contents/news-releases/2019/news-2019-19

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