Hubble sonda il tempo estremo su Giove ultra-caldi

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Studiando una classe unica di esopianeti ultra caldi, gli astronomi del telescopio spaziale Hubble della NASA potrebbero essere dell’umore giusto per ballare al ritmo della canzone della festa di Calypso “Hot, Hot, Hot”. Questo perché questi mondi gonfi delle dimensioni di Giove sono così precariamente vicini alla loro stella madre che vengono arrostiti a temperature ribollenti superiori a 3.000 gradi Fahrenheit. È abbastanza caldo da vaporizzare la maggior parte dei metalli, incluso il titanio. Hanno le atmosfere planetarie più calde mai viste.

In due nuovi articoli, squadre di astronomi Hubble riferiscono di bizzarre condizioni meteorologiche su questi mondi frizzanti. Sta piovendo roccia vaporizzata su un pianeta, e su un altro la sua atmosfera superiore diventa più calda anziché più fredda perché viene “scottata dal sole” dall’intensa radiazione ultravioletta (UV) della sua stella.

Questa ricerca va oltre la semplice ricerca di atmosfere planetarie strane e bizzarre. Lo studio del clima estremo offre agli astronomi una visione migliore della diversità, della complessità e della chimica esotica che si svolgono in mondi lontani della nostra galassia.

“Non abbiamo ancora una buona comprensione del tempo in diversi ambienti planetari”, ha affermato David Singh della Johns Hopkins University di Baltimora, nel Maryland, coautore dei due studi riportati. “Quando guardi la Terra, tutte le nostre previsioni meteorologiche sono ancora perfettamente sintonizzate su ciò che possiamo misurare. Ma quando vai su un esopianeta distante, hai poteri predittivi limitati perché non hai costruito una teoria generale su come tutto in un’atmosfera va insieme e risponde a condizioni estreme. Anche se conosci la chimica e la fisica di base, non sai come si manifesterà in modi complessi. “

In un articolo sulla rivista Nature del 6 aprile, gli astronomi descrivono le osservazioni di Hubble di WASP-178b, situato a circa 1.300 anni luce di distanza. Sul lato diurno l’atmosfera è priva di nuvole ed è arricchita di monossido di silicio gassoso. Poiché un lato del pianeta è costantemente rivolto verso la sua stella, l’atmosfera torrida gira verso il lato notturno a velocità da superuragano che superano le 2.000 miglia orarie. Sul lato oscuro, il monossido di silicio può raffreddarsi abbastanza da condensarsi in roccia che piove dalle nuvole, ma anche all’alba e al tramonto, il pianeta è abbastanza caldo da vaporizzare la roccia. “Sapevamo di aver visto qualcosa di veramente interessante con questa caratteristica del monossido di silicio”, ha affermato Josh Lothringer della Utah Valley University di Orem, Utah.

In un articolo pubblicato nel gen. Il numero 24 di Astrophysical Journal Letters, Guangwei Fu dell’Università del Maryland, College Park, ha riferito di un Giove super caldo, KELT-20b, situato a circa 400 anni luce di distanza. Su questo pianeta un’esplosione di luce ultravioletta dalla sua stella madre sta creando uno strato termico nell’atmosfera, proprio come la stratosfera terrestre. “Finora non abbiamo mai saputo in che modo la stella ospite ha influenzato direttamente l’atmosfera del pianeta. Ci sono state molte teorie, ma ora abbiamo i primi dati osservativi”, ha detto Fu.

In confronto, sulla Terra, l’ozono nell’atmosfera assorbe la luce UV e aumenta le temperature in uno strato compreso tra 7 e 31 miglia sopra la superficie terrestre. Su KELT-20b la radiazione UV della stella riscalda i metalli nell’atmosfera, creando uno strato di inversione termica molto forte.

Le prove sono arrivate dal rilevamento dell’acqua da parte di Hubble nelle osservazioni nel vicino infrarosso e dal rilevamento del monossido di carbonio da parte del telescopio spaziale Spitzer della NASA. Si irradiano attraverso l’atmosfera superiore calda e trasparente prodotta dallo strato di inversione. Questa firma è unica rispetto a ciò che gli astronomi vedono nelle atmosfere di Giove caldo in orbita attorno a stelle più fredde, come il Sole. “Lo spettro di emissione di KELT-20b è abbastanza diverso da quello di altri Hot-Jupiters”, ha detto Fu. “Questa è una prova convincente che i pianeti non vivono isolati ma sono influenzati dalla loro stella ospite”.

Sebbene i gioviani super caldi siano inabitabili, questo tipo di ricerca aiuta a spianare la strada a una migliore comprensione delle atmosfere di pianeti terrestri potenzialmente abitabili. “Se non riusciamo a capire cosa sta succedendo sui gioviani super caldi dove abbiamo dati di osservazione solidi affidabili, non avremo la possibilità di capire cosa sta succedendo nello spettro più debole osservando gli esopianeti terrestri”, ha detto Lothringer. “Questo è un test delle nostre tecniche che ci consente di costruire una comprensione generale delle proprietà fisiche come la formazione di nubi e la struttura atmosferica”.

Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra la NASA e l’ESA (Agenzia spaziale europea). Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, gestisce il telescopio. Lo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, nel Maryland, conduce le operazioni scientifiche di Hubble. STScI è gestito per la NASA dall’Association of Universities for Research in Astronomy di Washington, DC

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