Illustrazione artistica che rappresenta l'esopianeta LHS 475 b. Il James Webb ha confermato che è roccioso e ha quasi esattamente le stesse dimensioni della Terra. Credits: NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI)
Per la prima volta, il James Webb è stato utilizzato dai ricercatori per confermare la presenza di un pianeta extrasolare. Si tratta del primo mai confermato dal telescopio spaziale da quando ha iniziato le operazioni scientifiche. Formalmente classificato come LHS 475 b, l’esopianeta è roccioso e ha le stesse dimensioni della Terra. In precedenza il James Webb ha già osservato e studiato esopianeti, ma questa è la prima volta che ne conferma la presenza prima di altri telescopi.
Il team di ricerca che si è occupato delle osservazioni ha scelto il sistema stellare LHS 475 dopo aver esaminato i dati del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA. I dati suggerivano la presenza di un esopianeta. Lo spettrografo nel vicino infrarosso NIRSpec del Webb è riuscito a individuare facilmente l’esopianeta con l’osservazione di soli due transiti, ovvero catalogando due soli passaggi del pianeta di fronte alla sua stella. Non c’è stato dubbio che il pianeta ci fosse, grazie ai dati incontaminati dello strumento.
“Questi primi risultati osservativi da un pianeta roccioso delle dimensioni della Terra aprono la porta a molte possibilità future per studiare le atmosfere dei pianeti rocciosi con Webb” ha affermato Mark Clampin, direttore della divisione di astrofisica presso il quartier generale della NASA. “Webb ci sta avvicinando sempre di più a una nuova comprensione dei mondi simili alla Terra al di fuori del Sistema Solare, e la missione è solo all’inizio.”
Solo il Webb, tra tutti i telescopi attualmente operativi nello spazio, è in grado di caratterizzare le atmosfere di pianeti extrasolari con dimensioni pari a quelle della Terra. Grazie a NIRSpec, che ha osservato i cambiamenti della luce di LHS 475 mentre il pianeta vi orbitava attorno, i ricercatori hanno prodotto una curva di luce che rappresenta il transito dell’esopianeta di fronte alla sua stella.
L’esopianeta orbita attorno alla sua stella, una nana rossa, a circa 41 anni luce di distanza da noi, e si trova nella costellazione dell’Ottante. Si trova molto vicino alla sua stella: completa un’orbita intera in soli due giorni terrestri. E sebbene sia più vicino alla sua stella di qualsiasi pianeta del Sistema Solare, la nana rossa ha meno della metà della temperatura del Sole, quindi i ricercatori prevedono che potrebbe ancora supportare un’atmosfera.
Il Webb ha anche rivelato che il pianeta è di qualche centinaio di gradi più caldo della Terra, quindi se in futuro venissero rilevate nuvole, i ricercatori potrebbero concludere che il pianeta è più simile a Venere, che ha un’atmosfera di anidride carbonica ed è perennemente avvolta da una fitta nuvola.
Il team ha tentato di valutare cosa c’è nell’atmosfera del pianeta analizzando il suo spettro di trasmissione ottenuto con NIRSPec, che permette di capire quali elementi chimici sono presenti nell’involucro planetario. Una linea piatta in uno spettro come quella trovata per LHS 475 b può dire molto sul pianeta.
In realtà, Webb non ha osservato una quantità rilevabile di alcun elemento o molecola. I dati nel grafico sottostante (punti bianchi) sono coerenti con uno spettro rappresentativo di un pianeta privo di atmosfera (linea gialla). La linea viola rappresenta un’atmosfera di pura anidride carbonica ed è indistinguibile da una linea piatta all’attuale livello di precisione. La linea verde rappresenta un’atmosfera di puro metano, che non è favorita perché il metano, se presente, dovrebbe bloccare più luce stellare a 3,3 micron. Perciò, anche se il team non è riuscito a concludere quali elementi siano presenti nell’atmosfera, ha però saputo escludere un’atmosfera densa dominata dal metano (simile a quella della luna di Saturno, Titano).
Una possibilità è che l’atmosfera sia di pura anidride carbonica, ma sono necessarie misurazioni più precise perché il team possa confermarlo. I ricercatori hanno in programma di ottenere ulteriori spettri con nuove osservazioni nell’estate 2023.
In attesa di ciò, le scoperte hanno comunque aperto la possibilità di individuare pianeti delle dimensioni della Terra in orbita attorno a nane rosse più piccole con il JWST. “Questa conferma evidenzia la precisione degli strumenti della missione” ha detto Kevin Stevenson, della Johns Hopkins University nel Maryland e co-autore dell’articolo. “Ed è solo la prima di molte scoperte che farà”. Il collega Jacob Lustig-Yaeger concorda: “Con questo telescopio, gli esopianeti rocciosi sono la nuova frontiera”.
I risultati del team sono stati presentati in una conferenza stampa dell’American Astronomical Society (AAS) mercoledì 11 gennaio 2023.
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