Parliamo un po’ di chimica con ESPRESSO?

ESPRESSO un “cacciatore” di pianteti a 634 anni luce da noi


Eccoci qui anche stavolta pronti per partire verso un paio di esopianeti un po’ particolari. Oggi useremo anche noi come gli astronomi, il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO (European Southem Observatory), situato in Cile sul Cerro Paranal; e più precisamente useremo ESPRESSO… ma no, non è un caffè ve lo assicuro. ESPRESSO (Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations)… è un “cacciatore svizzero” di esopianeti, messo a punto da un consorzio formato dall’Osservatorio di Ginevra e dall’Università di Berna.

Uh… siete in fermento, come siete curiosi… fra un minuto vi racconterò tutto, ora sedetevi e allacciatevi bene le cinture… stiamo per partire per WASP-76 b e WASP-121 b, nelle cui atmosfere sensibili analisi spettroscopiche hanno permesso di rilevare la presenza di un metallo pesante, il bario.

Questi due oggetti, che gli astronomi stanno studiando pur senza ancora riuscire a riprenderne immagini, sembrano quindi molto particolari… il perché? Gli scienziati si aspetterebbero di trovarlo negli strati inferiori dell’atmosfera e non in quelli superiori, poichè questo elemento chimico ha una massa 2.5 volte maggiore di quella del ferro.

WASP-76 b è un pianetone che dista 634 anni luce dalla Terra, il suo periodo orbitale è di 1.8 giorni e si stima che la sua temperatura diurna sia di 2400° C, mentre di notte potrebbe scendere sotto i 1400°C. Caldino, no?
La sua massa è di 0.92 MJ (masse gioviane), cioè 0.92 volte quella di Giove.

WASP-121 b è anch’esso un bel pianetone, dista dalla Terra 880 anni luce, il suo periodo orbitale è di 1.3 giorni e si stima che la sua temperatura sia di 2500°C; la sua massa é di 1.184 MJ.
Entrambi i pianeti vengono considerati pianeti gioviani ultra-caldi, ossia hanno dimensioni che sono paragonabili a quelle di Giove, anche se sulla loro superficie, come ho detto prima, ci sono temperature terribili. Questo è dovuto alla vicinanza della stella ospite.

Questa scoperta pone subito una domanda a cui neanche gli astronomi sanno al momento rispondere, ossia la natura dei meccanismi che causano la presenza di questo elemento chimico in strati così alti dell’atmosfera dei due pianeti. Inoltre, gli scienziati ipotizzano che, viste le elevate temperature, ci siano su quei mondi lontani condizioni ambientali, che portino alla condensazione di altri elementi pesanti quali ferro, alluminio e cromo; conseguentemente quindi su WASP-76 b potrebbero verificarsi “piogge di ferro” e su WASP-121 b “piogge di rubini”.


Exoplanet, WASP-76 b, Ferro, ESO
L’illustrazione mostra la parte notturna dell’esopianeta WASP-76 b, dove di giorno le temperature sono di 2400°C, abbastanza alte da vaporizzare i metalli. I forti venti trasportano il vapore di ferro nel lato notturno più fresco, facendolo condensare in goccioline. Credit: ESO/M. Kornmesser

Trovare il bario nei nostri cieli è davvero difficile… si, lo si trova, ma soltanto quando viene sparato in cielo, sotto forma di fuoco d’artificio… i lampi di luce di color verde? Ecco, è il bario che li produce.
Ora però potrebbe venire alla luce una domanda a cui neanche gli astronomi sapranno rispondere: ma quali saranno i meccanismi che causano la presenza di questo elemento chimico in strati così alti dell’atmosfera di questi due pianeti?
Come ho detto nemmeno loro lo sanno, ma si stanno impegnando molto per scoprirlo.
Comunque un piccolo spiraglio di luce ce l’hanno… essendo questi pianeti gassosi e ultra-caldi, le loro atmosfere sono molto grandi e abbastanza facili da osservare. E con altri strumenti più raffinati ora in costruzione, riusciranno a studiare ancora più approfonditamente le atmosfere di esopianeti grandi e piccoli, compresi quelle di pianeti rocciosi simili alla nostra Terra, raccogliendo altri indizi su questi strani ed affascinanti mondi.

A partire dalle prime ricerche degli astrofisici svizzeri e premi Nobel Michel Mayor e Didier Queloz, negli ultimi decenni sono stati scoperti innumerevoli esopianeti, ed ora si è potuto analizzarne anche l’atmosfera. Al momento attuale, rilevare chiaramente immagini di questi oggetti astronomici non è ancora possibile, ma con il telescopio Webb ed ancora meglio con strumenti della classe dell’ELT, tra pochi anni potremo vederne veramente le superfici.