La struttura 3D dell'atmosfera dell'esopianeta gigante gassoso WASP-121b (o Tylos), a 900 anni luce dalla Terra. Credits: ESO/M. Kornmesser
Per la prima volta, gli astronomi hanno ottenuto una mappa tridimensionale dell’atmosfera di un esopianeta, rivelando dettagli senza precedenti sui suoi venti e sulla sua struttura e composizione chimica.
Utilizzando lo strumento ESPRESSO sul Very Large Telescope (VLT) dell’European Southern Observatory (ESO), un team internazionale ha tracciato il movimento di elementi come ferro e titanio nell’atmosfera di WASP-121b, un esopianeta situato a circa 900 anni luce dalla Terra.
I risultati mostrano come i venti ad alta velocità trasportino materiali lungo l’equatore del pianeta e tra il lato diurno, costantemente esposto alla sua stella, e il lato notturno, molto più freddo. Lo studio dimostra come le condizioni atmosferiche di mondi lontani possano essere molto più complesse di quanto ipotizzato, aprendo nuove prospettive per l’analisi di altri esopianeti.
WASP-121b, conosciuto anche come Tylos, è un Giove ultracaldo che orbita così vicino alla sua stella che un suo anno dura appena 30 ore terrestri. La sua rotazione sincrona fa sì che un lato sia sempre illuminato e l’altro sempre in ombra, creando forti differenze di temperatura tra le due facce del pianeta e generando condizioni meteorologiche estreme.
Gli astronomi hanno scoperto che l’atmosfera di Tylos è attraversata da due distinti flussi atmosferici: un flusso equatoriale, che trasporta materiali lungo il pianeta, e un flusso che sposta gas dal lato caldo a quello freddo. Questo fenomeno non ha precedenti tra i pianeti conosciuti. Le osservazioni indicano che i venti in alta quota si intensificano drammaticamente quando attraversano il lato illuminato della stella, creando turbolenze atmosferiche più estreme degli uragani più violenti del Sistema Solare.
Un altro aspetto sorprendente è la presenza di titanio negli strati inferiori dell’atmosfera, rilevato in uno studio parallelo. Questo elemento era considerato assente nelle precedenti osservazioni, probabilmente perché nascosto in profondità. La scoperta suggerisce che le condizioni atmosferiche del pianeta possano variare notevolmente tra i diversi strati.
Per ottenere questa dettagliata mappa atmosferica 3D, il team ha utilizzato lo strumento ESPRESSO del VLT, sfruttando una tecnica innovativa che combina la luce di quattro telescopi in un unico segnale.
Questo metodo ha permesso di individuare elementi chimici in tre strati distinti dell’atmosfera del pianeta: il ferro nelle profondità, il sodio a metà altezza e l’idrogeno negli strati più esterni. La loro distribuzione ha permesso di tracciare i movimenti del vento su più livelli atmosferici, fornendo una visione senza precedenti della dinamica meteorologica di un esopianeta.
Questa ricerca dimostra l’importanza delle osservazioni da terra per lo studio delle atmosfere planetarie. Sebbene i telescopi spaziali come il James Webb abbiano migliorato notevolmente la capacità di analizzare gli esopianeti, strumenti come il VLT permettono di ottenere dati complementari ad alta risoluzione. In futuro, telescopi ancora più avanzati come l’Extremely Large Telescope (ELT) dell’ESO saranno in grado di esaminare atmosfere planetarie con una precisione mai raggiunta prima.
La mappatura atmosferica di WASP-121b rappresenta un passo fondamentale verso lo studio dei climi esoplanetari. Il prossimo obiettivo sarà quello di applicare queste tecniche a pianeti rocciosi di dimensioni simili alla Terra. Se oggi possiamo tracciare il clima estremo di un gigante gassoso come WASP-121b, nel prossimo futuro potremmo essere in grado di analizzare l’atmosfera di un pianeta potenzialmente abitabile…
I due studi, che hanno coinvolto anche ricercatori italiani dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Arcetri e Brera, sono:
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