Il transito e l’occultazione dell’esopianeta WASP-80 b hanno permesso di rivelare, grazie al telescopio spaziale James Webb della NASA, spettri indicativi di un’atmosfera contenente gas metano e vapore acqueo.
Questa scoperta è molto importante perché sono due molecole molto importanti per la vita. Ma mentre il vapore acqueo era già stato rilevato in oltre una dozzina di pianeti fino ad oggi, il metano, fino a poco tempo fa, era stato rivelato in abbondanza soltanto nelle atmosfere di Giove, Saturno, Urano e Nettuno ma negli esopianeti era rimasto elusivo.
L’esopianeta WASP-80b ha una temperatura di circa 825 kelvin ed è un mondo che gli addetti ai lavori definirebbero come gioviano caldo.
Questo particolare tipo di pianeti è simile per dimensioni e massa al pianeta Giove ma ha una temperatura intermedia fra 1450 K come HD 209458 b (il primo esopianeta in transito scoperto), e Giove, circa 125 K.
WASP-80 b gira intorno alla sua stella, una nana rossa, una volta ogni tre giorni e si trova a 163 anni luce da noi nella costellazione dell’Aquila. Dal momento che è molto vicino alla sua stella ed entrambi sono così lontani da noi, non è possibile vedere direttamente il pianeta nemmeno con i telescopi più avanzati.
Tuttavia, studiando la luce combinata della stella e del pianeta e utilizzando il metodo del transito e dell’eclissi, è possibile spingersi molto oltre. Il metodo del transito prevede di studiare il pianeta quando si muove davanti alla sua stella rispetto alla prospettiva dell’osservatore.
In questa particolare posizione, la luce della stella si affievolisce un po’, come quando si mette una moneta davanti a una lampadina lontana. Quando ciò avviene, un sottile anello dell’atmosfera del pianeta intorno al confine giorno/notte del pianeta viene illuminato dalla stella e le molecole che compongono l’atmosfera assorbono lunghezze d’onda ben precise. In questi punti, l’atmosfera sembra più spessa e blocca più luce stellare, causando un oscuramento più profondo rispetto ad altre lunghezze d’onda in cui l’atmosfera appare trasparente. In questo modo è possibile capire di cosa è fatta l’atmosfera del pianeta: vedendo quali “colori” vengono bloccati.
Viceversa, usando il metodo dell’eclissi, si osserva il sistema mentre il pianeta passa dietro la sua stella, causando un altro piccolo calo nella luce. In effetti, tutti gli oggetti emettono un po’ di luce: è la radiazione termica, che varia a seconda di quanto è caldo l’oggetto. Quello che vediamo in sostanza è l’emissione della stella sommata a quella del pianeta. Ma poco prima e dopo l’eclissi, il lato caldo del pianeta è puntato verso di noi, e misurando quanto cala la luce durante l’eclissi è possibile misurare la luce infrarossa emessa dal pianeta e quindi la sua temperatura.
A questo punto, dopo aver preso i dati è necessario interpretarli. Un metodo consiste nel provare milioni di combinazioni di abbondanze e temperature degli elementi trovati (in questo caso metano e acqua) per trovare la combinazione che meglio corrisponde ai dati. Un secondo metodo, quello dei “modelli autoconsistenti“, esplora anch’esso milioni di combinazioni, ma parte da dati esistenti di fisica e chimica per determinare i livelli di metano e acqua che ci si potrebbe aspettare.
Il gruppo di ricerca ha trovato, sia in un caso che nell’altro, acqua e metano. Misurando la quantità di metano e acqua nel pianeta, è possibile dedurre il rapporto tra atomi di carbonio e atomi di ossigeno, che cambia a seconda di dove e quando si formano i pianeti nel loro sistema, se vicino alla sua stella o più lontano, prima di spostarsi gradualmente verso l’interno.
Queste misure ci permettono di confrontare finalmente i pianeti al di fuori del Sistema solare con quelli che ne fanno parte e vedere se le aspettative dal sistema solare corrispondono a ciò che vediamo al di fuori di esso.
In futuro saremo in grado di osservare altre molecole ricche di carbonio come il monossido di carbonio e l’anidride carbonica, permettendoci di dipingere un quadro più completo delle condizioni dell’atmosfera di questo e altri pianeti e continuare a espandere le nostre conoscenze su come funzionano la chimica e la fisica in condizioni diverse da quelle che abbiamo sulla Terra.
