Illustrazione di un esopianeta in orbita vicino alla sua stella ospite. (Credito immagine: Nazarii Neshcherenskyi/Getty Images)
Gli scienziati che utilizzano il James Webb Space Telescope (JWST) hanno esplorato l’atmosfera del rovente esopianeta LTT 9779 b. Ufficialmente chiamato Cuancoá, questo esopianeta delle dimensioni di Nettuno è stato scoperto nel 2020 e orbita attorno alla sua stella simile al Sole ogni 19 ore. Con una massa circa 29 volte quella della Terra, LTT 9779 b si trova nel “deserto dei Nettuno caldi” — una categoria di pianeti di cui si conoscono eccezionalmente pochi esemplari, rendendolo una scoperta rara e intrigante.
“Trovare un pianeta di queste dimensioni così vicino alla sua stella ospite è come trovare una palla di neve che non si è sciolta in un fuoco,” ha detto lo studente laureato Louis-Philippe Coulombe dell’Université de Montréal in un comunicato stampa. “È una testimonianza della diversità dei sistemi planetari e offre una finestra su come i pianeti evolvono in condizioni estreme.”
Il team ha utilizzato la modalità Single Object Slitless Spectroscopy (SOSS) del Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) del JWST per studiare LTT 9779 b. Questo strumento rileva la luce nella gamma del vicino infrarosso — lunghezze d’onda appena oltre la luce visibile — il che lo rende particolarmente efficace per analizzare le atmosfere degli esopianeti, galassie lontane e oggetti celesti deboli. Queste capacità superano di gran lunga quelle dei telescopi precedenti, permettendo agli scienziati di scoprire dettagli che una volta erano fuori portata.
Per LTT 9779 b, il team ha utilizzato la modalità SOSS per rilevare vapore acqueo e studiare la luce riflessa dalle sue nuvole, che si formano sul lato diurno dell’esopianeta. Come la luna della Terra, LTT 9779 b è in rotazione sincrona, il che significa che una delle sue facce sarà sempre rivolta verso la sua stella — sperimentando temperature che raggiungono quasi i 3.600 gradi Fahrenheit (2.000 Celsius) a causa della sua orbita ravvicinata — mentre il suo lato notturno rimarrà in oscurità permanente.
“Questo pianeta fornisce un laboratorio unico per comprendere come le nuvole e il trasporto di calore interagiscono nelle atmosfere di mondi altamente irradiati,” ha affermato Coulombe.
Su giganti gassosi in rotazione sincrona, la circolazione atmosferica è guidata da forti differenze di temperatura tra i lati diurni e notturni permanenti. L’aria calda sale sul lato diurno rovente, mentre l’aria più fresca e densa scende sul lato notturno, creando una corrente guidata dalla convezione. A causa dell’effetto Coriolis causato dalla rotazione del pianeta, questa circolazione genera un potente jet stream che scorre verso est.
Su LTT 9779 b, questo trasporto di calore risulta in un lato diurno occidentale più fresco, dove le temperature scendono abbastanza da permettere la formazione di nuvole. La presenza di queste nuvole è anche ritenuta collegata alla maggiore metallicità atmosferica del pianeta, che promuove la formazione di particelle riflettenti come gli aerosol. Questa ipotesi è supportata dall’insolitamente alto albedo di LTT 9779 b, il che significa che riflette più luce solare rispetto ad altri pianeti di temperatura simile.
“Questa copertura parziale di nuvole sul lato diurno, che riflette una certa frazione del flusso stellare, probabilmente influisce sul bilancio energetico del pianeta,” ha scritto il team di ricerca nel loro articolo. Hanno anche trovato segni di vapore acqueo sul lato diurno di LTT 9779 b, confermando che gli scienziati possono studiare le atmosfere degli esopianeti nuvolosi analizzando il calore che emettono. Questi risultati suggeriscono che le spesse nuvole del pianeta e l’alta riflettività potrebbero essere collegate alla sua composizione atmosferica e ai modelli di circolazione.
“Modellando in dettaglio l’atmosfera di LTT 9779 b, stiamo iniziando a svelare i processi che guidano i suoi modelli meteorologici alieni,” ha detto Björn Benneke, co-autore dello studio. Il team sta ora lavorando per affinare i loro modelli utilizzando ulteriori osservazioni, con l’obiettivo di comprendere meglio come si formano e persistono le nuvole in ambienti così estremi.
“Non abbiamo ancora finito di mettere insieme le informazioni su questo pianeta,” ha concluso Jake Taylor del Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford. “Attualmente stiamo utilizzando osservazioni dal Telescopio Spaziale Hubble e dal Very Large Telescope per studiare in dettaglio la struttura delle nuvole sul lato diurno per imparare il più possibile.”
Uno studio sull’atmosfera di LTT 9779 b è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy.