Trovata l'acqua mancante nei gioviani caldi

Grazie ai telescopi spaziali Hubble e Spitzer della NASA, gli astronomi potrebbero essere riusciti a risolvere un importante mistero nel campo degli esopianeti.

Dei quasi duemila pianeta extrasolari conosciuti, circa seicento rientrano nella categoria dei cosiddetti gioviani caldi, ossia pianeti gassosi simili al nostro Giove in termini di massa ma con orbite ben più corte, in molti casi addirittura più di quella di Mercurio. La loro estrema vicinanza alle stelle madri li rende difficili oggetti di studio; tuttavia, quando finalmente gli scienziati sono riusciti a puntare l'occhio di Hubble verso le atmosfere di questi pianeti, ciò che hanno scoperto li ha lasciati piuttosto sorpresi. I dati preliminari, infatti, indicano che molti gioviani caldi contengono meno acqua di quanto previsto dai nostri modelli atmosferici.
Per far luce su questo mistero, gli astronomi hanno realizzato il più grande catalogo spettroscopico delle atmosfere di pianeti extrasolari. Tutti i pianeti inclusi nel catalogo sono orientati in modo da poter essere studiati con il metodo dei transiti, ovvero analizzando i loro passaggi di fronte al disco delle loro stelle madri. Studiando come la luce stellare viene filtrata attraverso l'atmosfera dei pianeti, possiamo ricostruire molte informazioni sulle proprietà degli involucri gassosi.

"L'atmosfera lascia un'impronta unica nella luce stellare che possiamo studiare quando la luce ci raggiunge," spiega Hannah Wakeford della NASA.

Per rendere il catalogo il più esaustivo possibile, gli scienziati hanno deciso di includere anche i dati raccolti dal telescopio spaziale Spitzer nella porzione infrarossa dello spettro elettromagnetico. Le lunghezze d'onda infrarosse sono in grado di penetrare più in profondità nell'atmosfera di un pianeta rispetto a quelle visibili; di conseguenza, un pianeta con un'atmosfera nebbiosa risulta essere leggermente più grande nel visibile rispetto all'infrarosso. E sono stati proprio i dati di Spitzer a permettere agli scienziati di individuare una correlazione tra la trasparenza delle atmosfere e le quantità di acqua rilevate.

"Sono entusiasta di vedere finalmente i dati da questo vasto gruppo di pianeti: è la prima volta che abbiamo avuto una copertura di lunghezze d'onda sufficiente a confrontare diverse strutture da un pianeta all'altro," spiega David Sing dell'Università di Exeter. "Abbiamo scoperto che le atmosfere planetarie sono molto più varie di quanto ci aspettassimo."

Lo studio si è concentrato in particolare sulle atmosfere di 10 gioviani caldi: WASP-12b, WASP-17b, WASP-19b, HD 209458b (già protagonisti di un altro studio sulla presenza di acqua nelle loro atmosfere), HD 189733b (il primo esopianeta di cui conosciamo il colore reale - un blu intenso - e che abbiamo osservato a raggi-X) WASP-39b, WASP-31b, WASP-6b, HAT-P-12b e HAT-P-1b.

"I nostri risultati suggeriscono che siano le nubi a nascondere l'acqua da occhi indiscreti, il che elimina la teoria che i giovani caldi siano pianeti secchi," spiega Jonathan Fortney dell'Università della California a Santa Cruz. "L'alternativa è che questi pianeti si siano formati in un ambiente privo di acqua, ma ciò ci obbligherebbe a rivalutare da zero tutta la nostra comprensione sulla formazione planetaria."

Photo Copyright NASA, ESA, and D. Sing (University of Exeter)