La visione più chiara nell’infrarosso del sistema multi-planetario iconico HR 8799. Gli astronomi hanno annunciato che il James Webb Space Telescope ha catturato con successo le sue prime immagini dirette di gas di anidride carbonica su un pianeta al di fuori del nostro sistema solare. I risultati sono sia una testimonianza della potenza del telescopio nell’imaging diretto sia forniscono preziose informazioni su come si formano i pianeti, sia all’interno del nostro sistema solare che in tutto l’universo. Le ultime osservazioni del James Webb Space Telescope (JWST) si sono concentrate sul sistema HR 8799, che consiste di quattro pianeti che orbitano attorno alla loro stella ospite a circa 130 anni luce dalla Terra nella costellazione di Pegaso. Osservazioni precedenti hanno mostrato che quattro di essi sono più massicci di Giove e si trovano in orbite con periodi che vanno da decenni a secoli. Questo sistema ha a lungo intrigato gli astronomi che studiano la formazione dei pianeti, in gran parte a causa della sua giovinezza: con soli 30 milioni di anni, questi pianeti irradiano ancora il calore residuo delle loro nascite, che JWST è stato in grado di osservare in lunghezze d’onda che rivelano i gas specifici e altri dettagli atmosferici. La nuova rilevazione di anidride carbonica in uno dei pianeti, HR 8799 e, mostra che c’è una quantità significativa di metalli pesanti nell’atmosfera del pianeta, il che si allinea con la teoria principale della formazione planetaria “dal basso verso l’alto”: i mondi si aggregano gradualmente nel corso di milioni di anni dal disco di gas e polvere che vortica attorno a una giovane stella, simile a come si sono formati i pianeti nel nostro sistema solare. Ma ricerche recenti hanno offerto prove convincenti che il materiale formante pianeti attorno a una giovane stella può anche collassare rapidamente in un pianeta massiccio, suggerendo che ci sia più di un modo per formare un pianeta e che il processo sia più complesso di quanto gli astronomi pensassero. Determinare quale processo sia più comune tra i pianeti in tutto l’universo può dare agli scienziati indizi per distinguere tra i tipi di esopianeti che scoprono in sistemi solari distanti. “La nostra speranza con questo tipo di ricerca è di comprendere il nostro sistema solare, la vita e noi stessi in confronto ad altri sistemi esoplanetari,” ha detto William Balmer, un astronomo della Johns Hopkins University nel Maryland, che ha guidato la nuova ricerca, in una dichiarazione. “Vogliamo scattare foto di altri sistemi solari e vedere come sono simili o diversi rispetto al nostro. Da lì, possiamo cercare di capire quanto sia strano il nostro sistema solare — o quanto sia normale.” Le osservazioni di JWST hanno rivelato che i pianeti di HR 8799 contengono più abbondanze di elementi pesanti di quanto si pensasse in precedenza, suggerendo che si siano formati in modo simile ai giganti gassosi del nostro sistema solare, Giove e Saturno. JWST ha anche rilevato luce infrarossa proveniente dal pianeta più interno del sistema, chiamato HR 8799 e, secondo uno studio pubblicato oggi su The Astrophysical Journal. Questi risultati, che evidenziano la sensibilità del telescopio nell’osservare pianeti deboli raggruppati vicino alle loro stelle tipicamente luminose, sono significativi perché pochissimi esopianeti sono stati direttamente immaginati — un compito particolarmente impegnativo perché i pianeti lontani sono facilmente oscurati dalle loro luminose stelle ospiti. Questo grafico mostra uno spettro di uno dei pianeti nel sistema HR 8799, HR 8799 e, che mostra le quantità di luce vicino all’infrarosso rilevate dal pianeta da Webb a diverse lunghezze d’onda. “Abbiamo aspettato 10 anni per confermare che le nostre operazioni finemente sintonizzate del telescopio ci avrebbero anche permesso di accedere ai pianeti interni,” ha detto Rémi Soummer dello Space Telescope Science Institute, che in precedenza ha guidato le operazioni del coronografo di Webb, nella dichiarazione. “Ora i risultati sono arrivati e possiamo fare scienza interessante con esso.” JWST ha anche immaginato 51 Eridani, un sistema stellare a 97 anni luce di distanza. Il telescopio è stato in grado di immaginare direttamente 51 Eridani b, un pianeta giovane e freddo che orbita attorno alla sua stella ospite a circa 11 miliardi di miglia (17,7 miliardi di chilometri), una distanza approssimativamente equivalente a quella a cui Nettuno e Saturno orbitano attorno al nostro sole. La NIRCam (Near-Infrared Camera) del James Webb Space Telescope della NASA/ESA/CSA ha catturato questa immagine di Eridani 51 b, un giovane esopianeta freddo che orbita a circa 11 miliardi di miglia (17,7 miliardi di chilometri) dalla sua stella. In osservazioni future, Soummer e i suoi colleghi sperano di utilizzare i coronografi che bloccano la luce stellare di Webb per analizzare un numero maggiore di esopianeti giganti e confrontare la loro composizione con vari modelli teorici. Inoltre, le nuove osservazioni aprono anche la strada a osservazioni più dettagliate che potrebbero determinare se i candidati esopianeti siano veramente pianeti giganti o oggetti come le nane brune, che si formano come le stelle ma mancano della massa necessaria per innescare la fusione nucleare. La loro natura può giocare un ruolo consequenziale nel potenziale di abitabilità all’interno dei sistemi solari, ha detto Balmer nella dichiarazione. “Se hai questi enormi pianeti che agiscono come palle da bowling che attraversano il tuo sistema solare, possono davvero disturbare, proteggere o fare un po’ di entrambi ai pianeti come il nostro,” ha detto. “Comprendere di più sulla loro formazione è un passo cruciale per comprendere la formazione, la sopravvivenza e l’abitabilità dei pianeti simili alla Terra in futuro.” Un nuovo studio su Eridani 51 b e HR 8799 e, comprese queste osservazioni di JWST, è stato pubblicato oggi su The Astrophysical Journal.
Il telescopio spaziale James Webb osserva quattro giganteschi pianeti alieni orbitare attorno a una stella vicina (immagini)
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