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Aria pesante come non mai: c’è bario in atmosfera Trovato in alta quota attorno ai giganti gassosi ultra caldi Wasp-76 b e
Wasp-121 b, con un peso atomico pari a circa 2,5 volte quello del ferro il
bario è l’elemento più pesante mai individuato nell’atmosfera di un esopianeta.
A firmare la scoperta, compiuta grazie allo strumento Espresso installato sul
Vlt dell’Eso, in Cile, un team – guidato dal dottorando portoghese Tomás
Azevedo Silva – del quale fanno parte numerosi ricercatori dell’Istituto
nazionale di astrofisica Utilizzando il Vlt (Very Large Telescope) dell’Eso (European Southern
Observatory), alcuni astronomi hanno scoperto l’elemento più pesante mai
trovato nell’atmosfera di un esopianeta: il bario. Scoprire il bario ad alta quota nelle atmosfere
dei giganti gassosi ultra caldi Wasp-76 b e Wasp-121 b – due esopianeti, pianeti che orbitano
intorno a stelle al di fuori del Sistema solare – è stata una vera sorpresa.
Questa scoperta inaspettata solleva interrogativi sulla composizione di queste
atmosfere esotiche. «L’aspetto sconcertante e
controintuitivo è: perché c’è un elemento così pesante negli strati superiori
dell’atmosfera di questi pianeti?», dice Tomás Azevedo Silva, dottorando presso
l’Università di Porto e l’Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Ia) in
Portogallo, alla guida dello studio pubblicato oggi su Astronomy & Astrophysics. Wasp-76 b e Wasp-121 b non sono
esopianeti ordinari. Entrambi sono classificati come pianeti gioviani
ultra-caldi, in quanto sono di dimensioni paragonabili a Giove pur avendo
temperature di superficie molto elevate che superano i 1000 °C. Ciò è dovuto
alla loro vicinanza alla propria stella ospite, il che significa anche che
un’orbita intorno alla stella richiede solo uno o due giorni. Questo conferisce
a questi pianeti caratteristiche piuttosto esotiche: in Wasp-76 b, per esempio,
gli astronomi sospettano che piova ferro. Ma anche così, per gli scienziati è
stata una sorpresa trovare del bario, che è 2,5 volte più pesante del ferro,
nella zona superiore dell’atmosfera di Wasp-76 b e Wasp-121 b. «Data l’elevata
gravità dei pianeti, ci saremmo aspettati che elementi pesanti come il bario
cadessero rapidamente negli strati inferiori dell’atmosfera», spiega il
coautore Olivier Demangeon, ricercatore dell’Università di
Porto e dell’Ia. «In un certo senso questa è stata una scoperta
“accidentale”», dice Azevedo Silva. «Non ci aspettavamo il bario e non lo
stavamo cercando in particolare, e abbiamo dovuto verificare che provenisse
effettivamente dal pianeta poiché non era mai stato visto prima in nessun
esopianeta». Il fatto che il bario sia stato rilevato nelle atmosfere
di entrambi questi gioviani ultra-caldi suggerisce che questa categoria di
pianeti potrebbe essere ancora più strana di quanto si pensasse in precedenza.
Anche se occasionalmente vediamo il bario nei nostri cieli, come nei fuochi
d’artificio di colore verde brillante, rimane la domanda per gli scienziati su
quale processo naturale potrebbe causare la presenza di questo elemento pesante
ad altitudini così elevate in questi esopianeti. «Al momento non siamo sicuri
di quali siano i meccanismi», conferma Demangeon. Nello studio delle atmosfere degli esopianeti, i gioviani
ultra-caldi sono molto utili. Come spiega Demangeon: «Essendo gassosi e caldi,
le loro atmosfere sono molto estese e quindi sono più facili da osservare e
studiare rispetto a quelle di pianeti più piccoli o più freddi». Determinare la composizione
dell’atmosfera di un esopianeta richiede attrezzature molto specializzate. Il
team ha utilizzato lo strumento Espresso installato
sul Vlt dell’Eso in Cile per analizzare la luce stellare filtrata attraverso le
atmosfere di Wasp-76 b e Wasp-121 b. Ciò ha permesso di rilevare chiaramente
diversi elementi in esse contenuti, incluso il bario. «Wasp-121b e Wasp-76b si confermano tra gli esopianeti più interessanti di
cui studiare l’atmosfera», osserva uno dei coautori dello studio, Francesco
Borsa dell’Inaf di Brera. «Dopo essere stati i primi in cui è stato visto
il litio, ora ecco anche il bario. Questa scoperta ci conferma che le atmosfere
degli ultra-hot Jupiters sono veramente esotiche, e più le studiamo più
troviamo nuovi misteri da risolvere. La moltitudine di elementi che ci sono li rende
anche ottimi laboratori per testare le nostre tecniche di analisi, in attesa di
poterle
applicare a pianeti di tipo terrestre con telescopi e strumenti di prossima
generazione». «Purtroppo ancora non conosciamo le loro abbondanze assolute», aggiunge un
altro coautore dello studio, Paolo Molaro dell’Inaf di Trieste, instrument
scientist di Espresso, «ma solo che quasi tutti gli elementi, anche quelli
più rari, sono presenti nelle atmosfere degli ultra-hot Jupiters.
Per il solo fatto di riuscire a “vederli”, elementi rari come il bario o il
litio devono essere molto abbondanti, ed è la loro abbondanza che pone nuovi e
affascinanti interrogativi. Sappiamo per esempio che il bario e lo stronzio
sono sovrabbondanti nella crosta terrestre, e il litio potrebbe avere
un’abbondanza più alta di quella cosmica, richiedendo nuovi e sconosciuti
processi di nucleosintesi nelle fasi di formazione dei sistemi planetari». Questi nuovi risultati mostrano che abbiamo solo scalfito la superficie dei
misteri degli esopianeti. Con strumenti futuri come l’ArmazoNes high Dispersion
Echelle Spectrograph (Andes), che opererà
sull’Elt (Extremely Large Telescope) dell’Eso ora
in costruzione, gli astronomi potranno studiare le atmosfere di esopianeti
grandi e piccoli, compresi quelli dei pianeti rocciosi simili alla Terra, in
modo molto più approfondito e potranno raccogliere ulteriori indizi sulla
natura di questi strani mondi. Fonte: comunicato stampa Eso Per saperne di più: Leggi su Astronomy & Astrophysics
l’articolo “Detection of Barium in the
atmospheres of ultra-hot gas giants WASP-76b & WASP-121b”, di T.
Azevedo Silva, O. D. S. Demangeon, N. C. Santos, R. Allart, F. Borsa, E.
Cristo, E. Esparza-Borges, J. V. Seidel, E. Palle, S. G. Sousa, H. M.
Tabernero, M. R. Zapatero Osorio, S. Cristiani. F. Pepe, R. Rebolo, V.
Adibekyan, Y. Alibert, S. C. C. Barros, V. Bourrier, P. Di Marcantonio, V.
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Martins, A. Mehner, G. Micela. P. Molaro, D. Mounzer, N. J. Nunes, A. Sozzetti,
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