Negli ultimi 30 anni sono stati scoperti più di 5000 pianeti extrasolari. Di essi ne esistono diversi tipi. Da quelli simili alla Terra, ai giganti gassosi come Giove e Saturno e altri giganti gassosi che sono più vicini alla loro stella madre di quanto Mercurio lo sia al Sole, ai giganti ghiacciati come Urano e Nettuno.
Ne esistono tuttavia alcuni che non hanno un analogo nel Sistema solare. Per esempio, i mondi oceanici, interamente coperti di acqua, le super-Terre, come il nostro pianeta ma con masse fino a 10 volte superiori. Esistono persino mondi di lava, super-Terre calde interamente ricoperti da oceani di lava liquida che orbitano attorno alla loro stella madre a distanze estremamente corte (vedi la recente news a questo link).
Questi mondi possono avere delle atmosfere che potrebbero essere rilevabili dal telescopio spaziale James Webb. Tuttavia, per capire come, sono stati sviluppati dei modelli per fornire una guida per gli astronomi nella loro ricerca.
Sebbene si sappia ancora molto poco di questi mondi lontani, è tuttavia possibile stimarne alcune caratteristiche indirettamente attraverso la misura della loro massa, del raggio e della distanza dalla stella madre. Tuttavia, per avere informazioni più dettagliate sulle loro atmosfere, gli astronomi usano la spettroscopia, grazie alla quale misurano la luce della stella madre che filtra attraverso l’atmosfera dell’esopianeta e poi ha viaggia in direzione della Terra. In questo modo, le molecole e gli atomi presenti in un’atmosfera una parte dello spettro della stella, creando un’impronta digitale unica per ogni esopianeta con la quale è possibile predire quali sostanze contiene.
Ricavare le proprietà dalle osservazioni spettroscopiche non è facile. Ecco perché sono necessari i modelli matematici, per identificare a priori quello che ci si aspetta di trovare. Nei mondi di lava, i gas ricchi di silicati possono evaporare dagli oceani incandescenti per formare un’atmosfera sottile e tenue.
I maggiori cambiamenti chimici nell’atmosfera di questi pianeti potrebbero avvenire in direzione verticale, dall’alto verso il basso, e non in orizzontale e grazie ai modelli unidimensionali più veloci e flessibili è possibile indagare su molte diverse e possibili composizioni atmosferiche.
