Dalle osservazioni di Wasp-39b effettuate con il James Webb Space Telescope,(Jwst) è emerso un quadro chiaro e approfondito dell’esopianeta, che mostra la presenza di sodio, potassio, acqua, anidride carbonica, monossido di carbonio e anidride solforosa nella sua atmosfera.
È un po’ come trovare il sacro Graal dell’astrofisica planetaria: poter caratterizzare l’atmosfera di un pianeta al di fuori del Sistema solare identificandone le molecole che la popolano. E il Webb non ha deluso le aspettative, grazie alle sue riprese nell’infrarosso, che gli consentono di raccogliere impronte chimiche non rilevabili in luce visibile.
Il grande occhio del Webb è stato puntato su quello che gli astronomi chiamano “Saturno caldo”, ovvero un pianeta massiccio circa quanto Saturno in orbita attorno a una stella a circa 700 anni luce di distanza.
Con una temperatura stimata di 1600 gradi Fahrenheit e un’atmosfera fatta principalmente di idrogeno, WASP-39 b non è ritenuto abitabile. Questo esopianeta ha una massa simile a quella di Saturno, ma ha una dimensione complessiva paragonabile a quella di Giove.
Per individuare la luce proveniente da Wasp-39 b, il Webb ha seguito il pianeta mentre passava davanti alla sua stella, sfruttando quindi il transito, durante il quale parte della luce della stella filtra attraverso l’atmosfera del pianeta. Al suo interno, i diversi tipi di sostanze chimiche che la compongono assorbono diverse porzioni dello spettro della luce stellare, lasciando dei vuoti. Quindi i colori che mancano dicono agli astronomi quali molecole sono presenti.
Altri telescopi spaziali, in precedenza, come Hubble e Spitzer, avevano trovato alcuni isolati ingredienti della sua atmosfera ma mai il bouquet completo di atomi, molecole e persino i segni della chimica attiva delle nuvole, con un’incredibile chiarezza di segnale. Una prima considerazione è che le nubi di questo tipo di esopianeti potrebbero apparire frammentate invece che come una singola coperta uniforme che copre il pianeta.
Inoltre, tra le scoperte senza precedenti del Webb c’è la prima rilevazione nell’atmosfera di un esopianeta di anidride solforosa, una molecola prodotta da reazioni chimiche innescate dalla luce ad alto contenuto energetico proveniente dalla stella madre del pianeta. Anche sulla Terra, lo strato protettivo di ozono nell’atmosfera superiore viene creato in modo simile. Questo ci dice che la fotochimica che il nostro pianeta ha più in comune con i “Saturni caldi” di quanto si sapesse in precedenza.
Wasp-39 b è otto volte più vicino alla sua stella di quanto sia Mercurio rispetto al Sole e questo lo rende un laboratorio perfetto per studiare gli effetti della radiazione delle stelle ospiti sugli esopianeti. Una migliore conoscenza della connessione stella-pianeta dovrebbe portare a una comprensione più profonda di come questi processi creano la diversità di pianeti che popolano la nostra galassia.
Il prossimo passo sarà quello di tentare di sondare le atmosfere di pianeti rocciosi più piccoli..
Ciascuno dei punti dati su questi grafici rappresenta la quantità di una specifica lunghezza d’onda della luce che viene bloccata dal pianeta e assorbita dalla sua atmosfera. Le lunghezze d’onda che sono preferenzialmente assorbite dall’atmosfera appaiono come picchi nello spettro di trasmissione.
In alto a sinistra, i dati dello strumento Niriss mostrano impronte digitali di potassio (K), acqua (H2O) e monossido di carbonio (CO). In alto a destra, i dati di NirCam mostrano la firma dell’acqua. In basso a sinistra, i dati di NirSpec indicano acqua, anidride solforosa (SO2), anidride carbonica (CO2) e monossido di carbonio (CO). In basso a destra, ulteriori dati NirSpec rivelano tutte queste molecole e il sodio (Na).
