I ricercatori usano i dati di un “Gioviano caldo” per estrarre la chimica degli esopianeti


I gas atmosferici si allontanano da un “Gioviano caldo”, che è un pianeta a forma di uovo delle dimensioni di Giove che orbita vicino al proprio sole, in questa resa artistica. Gli astronomi di Cornell hanno sviluppato un nuovo modello matematico per determinare le temperature in diverse parti degli esopianeti, piuttosto che fare la media della temperatura di un pianeta.

Dopo aver individuato un curioso schema nei documenti scientifici – hanno descritto gli esopianeti come più freddi del previsto – gli astronomi della Cornell University hanno migliorato un modello matematico per misurare con precisione le temperature dei pianeti di altri sistemi solari a centinaia di anni luce di distanza.


Questo nuovo modello permette agli scienziati di raccogliere dati sulla chimica molecolare di un esopianeta e di ottenere informazioni sugli inizi planetari del cosmo, secondo una ricerca pubblicata su Astrophysical Journal Letters.

Nikole Lewis, assistente professore di astronomia e vicedirettore dell’Istituto Carl Sagan (CSI), aveva notato che negli ultimi cinque anni i documenti scientifici hanno descritto gli esopianeti come molto più freddi di quanto previsto dai modelli teorici.

“Sembrava essere una tendenza, un fenomeno nuovo”, ha detto Lewis. “Gli esopianeti erano costantemente più freddi di quanto gli scienziati si aspettassero”.

Ad oggi, gli astronomi hanno rilevato più di 4.100 esopianeti. Tra questi ci sono “gioviani caldi”, un tipo comune di gigante gassoso che orbita sempre vicino alla sua stella ospite. Grazie alla travolgente gravità della stella, i gioviani caldi hanno sempre un lato rivolto verso la loro stella, una situazione nota come “blocco di marea”.

Pertanto, mentre un lato di un gioviano caldo si arrostisce, il lato più lontano del pianeta è caratterizzato da temperature molto più fredde. Infatti, il lato caldo dell’esopianeta bloccato dalla marea si gonfia come un palloncino, modellandolo come un uovo.

Da una distanza di decine o centinaia di anni luce, gli astronomi hanno tradizionalmente visto la temperatura dell’esopianeta come una media omogenea, facendo sembrare la temperatura molto più fredda di quanto la fisica possa dettare.

Le temperature sugli esopianeti – in particolare sui gioviani caldi – possono variare di migliaia di gradi, secondo l’autore principale Ryan MacDonald, un ricercatore del CSI, che ha detto che temperature ad ampio spettro possono promuovere una chimica radicalmente diversa su diversi lati dei pianeti.

Dopo aver esaminato i documenti scientifici sugli esopianeti, Lewis, MacDonald e il ricercatore associato Jayesh Goyal hanno risolto il mistero delle temperature apparentemente più fredde: La matematica degli astronomi si sbagliava.

“Quando si tratta un pianeta in una sola dimensione, si vedono le proprietà di un pianeta – come la temperatura – in modo errato”, ha detto Lewis. “Si finisce per avere dei pregiudizi”. Sapevamo che le differenze di 1000 gradi non erano corrette, ma non avevamo uno strumento migliore. Ora ce l’abbiamo”.

Gli astronomi ora possono tranquillamente dimensionare le molecole degli esopianeti.

“Non saremo in grado di viaggiare su questi esopianeti nei prossimi secoli, quindi gli scienziati devono fare affidamento sui modelli”, ha detto MacDonald, spiegando che quando la prossima generazione di telescopi spaziali verrà lanciata a partire dal 2021, il dettaglio dei set di dati degli esopianeti sarà migliorato al punto che gli scienziati potranno testare le previsioni di questi modelli tridimensionali.

“Pensavamo di dover aspettare il lancio dei nuovi telescopi spaziali”, ha detto MacDonald, “ma i nostri nuovi modelli suggeriscono che i dati che abbiamo già – dal telescopio spaziale Hubble – possono già fornire preziosi indizi”.

Con modelli aggiornati che incorporano gli attuali dati degli esopianeti, gli astronomi possono prendere le temperature su tutti i lati di un esopianeta e determinare meglio la composizione chimica del pianeta.

Ha detto MacDonald:

“Quando questi telescopi spaziali di nuova generazione saliranno nello spazio, sarà affascinante sapere come sono realmente questi pianeti”.

Fonte