Astronomia e Astrofisica 101: Atmosfera

L’impressione di questo artista mostra il pianeta K2-18b, la sua stella ospite e un pianeta che lo accompagna in questo sistema. K2-18b è ora l’unico esopianeta super-Terra noto per ospitare sia l’acqua che le temperature che potrebbero sostenere la vita. I ricercatori dell’UCL hanno utilizzato i dati di archivio del 2016 e del 2017 acquisiti dal telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA e hanno sviluppato algoritmi open source per analizzare la luce stellare filtrata attraverso l’atmosfera di K2-18b. I risultati hanno rivelato la firma molecolare del vapore acqueo, indicando anche la presenza di idrogeno ed elio nell’atmosfera del pianeta. Credito: ESA / Hubble, M. Kornmesser

Un’atmosfera è uno strato (o più strati) di gas che circonda un pianeta o un altro corpo celeste.

Se un corpo celeste è circondato da uno o più strati di gas, allora si dice che abbia un’atmosfera. Le atmosfere sono tipicamente associate a pianeti e stelle, sebbene anche altri corpi celesti possano averle, come le comete, che hanno atmosfere temporanee. Un’atmosfera può essere acquisita in diversi modi: può essere accumulata su un corpo celeste per attrazione gravitazionale, oppure può essere rilasciata dallo stesso corpo celeste in un processo denominato degassamento. Il fatto che un corpo celeste mantenga o meno la sua atmosfera dipende dalla massa del corpo e dalla temperatura dell’atmosfera. In generale, maggiore è la massa del corpo e più fredda è l’atmosfera, maggiori sono le possibilità che ha di rimanere aggrappato alla sua atmosfera. Ad esempio, un pianeta che si trova nelle immediate vicinanze di una stella, e che quindi riceve molta energia, potrebbe finire per essere privato della sua atmosfera, come è successo a Mercurio nel nostro Sistema Solare.


Un’atmosfera è uno strato (o più strati) di gas che circonda un pianeta o un altro corpo celeste. Credito:[{” attribute=””>NASA & ESA
While not one of its original science goals, Hubble has also made a name for itself as an explorer of exoplanets — planets orbiting stars outside the Solar System — in particular by studying their atmospheres. The chemical makeup of a planet’s atmosphere leaves a unique fingerprint on the starlight that passes through it. You can learn more about how Hubble studies the atmospheres of exoplanets in this video.

Hubble made the first detection ever of an organic molecule in the atmosphere of an exoplanet in 2008. Hubble found the tell-tale signature of the molecule methane in the atmosphere of the Jupiter-sized extrasolar planet HD 189733b. Under the right circumstances methane can play a key role in prebiotic chemistry — the chemical reactions considered necessary to form life as we know it. Although methane had been detected on most of the planets in our Solar System, this was the first detection of any organic molecule on a world orbiting another star. This breakthrough was an important step towards one day identifying signs of life on a planet outside our Solar System.

Word Bank Atmosphere

Credit: ESA/Hubble, M. Kornmesser

In 2016 Hubble analyzed for the first time the dry atmosphere of a super-Earth, 40 light-years away. Using Hubble’s data and new analysis techniques, the exoplanet 55 Cancri e was shown to have a dry atmosphere without any indication of water vapor. The discovery indicated that the atmosphere consists mainly of hydrogen and helium.

In 2019, in an exciting discovery, Hubble data were used to detect water vapor in the atmosphere of a super-Earth within the habitable zone. K2-18b is eight times the mass of Earth and at the time of its discovery was the only exoplanet known to have both water and temperatures that could support life.

In 2021, used archival datasets from the Hubble Space Telescope to reveal the first evidence for water vapor in the atmosphere of Jupiter’s moon Ganymede, the result of the thermal escape of water vapor from the moon’s icy surface.

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