Prima rilevazione di mattino e sera su un lontanissimo esopianeta grazie al telescopio spaziale James Webb

Le atmosfere degli esopianeti sono state studiate per un po' di tempo usando potenti telescopi, ma sono sempre state considerate uniformi su tutto il pianeta. Ora, il James Webb Space Telescope (JWST) ha rivelato le diverse condizioni atmosferiche dei lati "mattina" e "sera" di WASP-39b, un esopianeta distante, dove il lato mattutino è più nuvoloso del lato serale.

Giorno continuo e notte infinita

Gli scienziati apprendono informazioni sull'atmosfera di un pianeta misurando la luce ricevuta quando un pianeta passa davanti alla sua stella; questa luce viene modificata filtrando attraverso l'atmosfera, con firme specifiche che rivelano diverse molecole presenti nell'atmosfera.

Questa tecnica presuppone che l'atmosfera dell'esopianeta sia la stessa su tutta la superficie. Tuttavia, WASP-39b completa una rotazione di un "giorno" nello stesso tempo che impiega per completare un'orbita. Ciò significa che lo stesso lato del pianeta è sempre rivolto verso la sua stella, creando un "giorno" continuo da un lato e una "notte" infinita dall'altro lato del pianeta; nel mezzo ci sono anche i lati "mattino" e "sera".

Poiché il lato diurno di WASP-39b è sempre rivolto verso la stella, è molto più caldo del lato notturno. A causa del modo in cui il pianeta gira, si pensa che l'enorme differenza di temperatura tra i due crei un forte vento equatoriale che si muove in una direzione, creando un lato "mattino", dove il vento notturno più fresco viaggia verso il lato diurno, e un lato "sera", dove il vento caldo diurno si sposta verso il lato notturno. I dati mostrano che la sera può raggiungere gli 800 °C, mentre la mattina è relativamente più fresca, con 600 °C.

Il modo in cui si formano le nuvole dipende dalla temperatura, quindi è stato previsto che i lati del mattino e della sera avrebbero avuto diverse quantità di copertura nuvolosa. I ricercatori hanno utilizzato diversi metodi di analisi dei dati JWST per testare questo, scoprendo che il mattino era più nuvoloso della sera, come previsto.

Il dott. James Kirk del Dipartimento di fisica dell'Imperial College di Londra, afferma che la maggior parte dei pianeti osservati in orbita attorno a stelle lontane sono come WASP-39b: "Ora, siamo stati in grado di testare le nostre teorie su questi pianeti e, per la prima volta, misurare direttamente il lato del mattino e della sera di un esopianeta su un'ampia gamma di lunghezze d'onda".

Néstor Espinoza, ricercatore di esopianeti presso lo Space Telescope Science Institute e autore principale, afferma che questa analisi è "particolarmente interessante perché si ottengono informazioni 3D sul pianeta che prima non si ottenevano. Poiché possiamo dire che il bordo serale è più caldo, significa che è un po' più gonfio. Quindi, teoricamente, c'è una piccola ondulazione al terminatore che si avvicina al lato notturno del pianeta".

Studi futuri

Kirk ha sviluppato una tecnica di analisi che si concentrava solo sulla luce ricevuta dal pianeta mentre transitava sulla superficie della stella; poiché solo i bordi del pianeta "toccavano" il disco della stella in questi momenti, la luce sarebbe stata filtrata solo attraverso i lati dell'atmosfera del mattino o della sera, rispettivamente.

I suoi risultati coincidevano bene con altre analisi completate da altri membri del team. Il team spera di espandere la propria analisi per includere dati da più strumenti a bordo del JWST, compresi quelli che analizzano la luce in una gamma di lunghezze d'onda, per rivelare maggiori dettagli sulle differenze atmosferiche su WASP-39b.

Il dott. Kirk afferma: "Ora abbiamo dimostrato la fattibilità di questo metodo con il JWST e la precisione del JWST è così immensa che apre davvero una nuova strada per comprendere e misurare la circolazione atmosferica per gli esopianeti a cui in precedenza eravamo ampiamente insensibili".

Fonti della notizia:

Espinoza, N. et al (2024) Inhomogeneous terminators on the exoplanet WASP-39b, Nature.