Il telescopio spaziale James Webb della Nasa ha individuato tracce di anidride carbonica nell’atmosfera di un pianeta gigante gassoso in orbita attorno a una stella simile al Sole situata a 700 anni luce di distanza.
La scoperta è un’ulteriore prova della precisione degli strumenti a bordo del telescopio, in grado di rilevare e misurare l’anidride carbonica anche nelle atmosfere rarefatte e di fornire informazioni cruciali sui processi evolutivi e sulla composizione dei pianeti extrasolari.
L’esopianeta puntato da Webb è Wasp-39 b, un gigante gassoso caldo con una massa di circa un quarto di quella di Giove e un diametro 1,3 volte quello del gigante del Sistema Solare. La sua temperatura si aggira attorno ai 900 gradi e orbita molto vicino alla sua stella completandola in circa 4 giorni terrestri. Il pianeta è stato scoperto nel 2011 grazie al metodo del transito.
Durante un transito, parte della luce stellare viene eclissata completamente dal pianeta – causando l’oscuramento generale – mentre parte viene riflessa attraverso la sua atmosfera. Quest’ultima filtra alcuni colori più di altri, a seconda della presenza di nubi e di altri fattori, come l’umidità dell’aria.
I diversi tipi di gas assorbono altrettante combinazioni di colori e i ricercatori possono analizzare piccole differenze nella luminosità della luce trasmessa su uno spettro di lunghezze d’onda e quindi determinare esattamente da cosa è composta l’atmosfera. Grazie alla sue caratteristiche Wasp-39 b è un bersaglio ideale per questa tecnica, che prende il nome di spettroscopia di trasmissione. Il team ha utilizzato lo spettrografo nel vicino infrarosso di Webb, Nirspec, per effettuare le analisi dell’atmosfera del pianeta.
L’anidride carbonica su Wasp-39 b si attesta nell’intervallo tra 4,1 e 4,6 micron. È la prima prova chiara e indiscutibile della presenza di questo gas su un pianeta al di fuori del Sistema Solare.
Prima di Webb nessun osservatorio spaziale ha mai misurato differenze così sottili nella luminosità di così tanti singoli colori nell’intervallo da 3 a 5,5 micron in uno spettro di trasmissione di un esopianeta. L’accesso a questa parte dello spettro è fondamentale per misurare la presenza di acqua, metano e altri elementi, che possono essere rilevati nelle atmosfere di molti altri esomondi.
«Rilevare un segnale così chiaro di anidride carbonica su Wasp-39 b – ha affermato Natalie Batalha dell’Università della California a Santa Cruz – fa ben sperare per il futuro, per le analisi della atmosfere di pianeti più piccoli di dimensioni terrestri».
«È incredibile vedere lo strumento Nirspec dell’Esa produrre dati incredibili così presto – continua Sarah Kendrew, Esa Webb Miri Instrument and Calibration Scientist presso lo Space Telescope Science Istitute di Baltimora – sappiamo che la qualità dei dati potrà solo migliorare col tempo».
Comprendere la composizione dell’atmosfera di un pianeta è importante perché fornisce diverse informazioni sulla sua origine e sulla sua evoluzione.
«Le molecole di anidride carbonica sono elementi sensibili che raccontano molto della storia di un pianeta – conclude Mike Line dell’Arizona State University – grazie alle misurazione dell’anidride carbonica possiamo determinare che tipo di elementi hanno contribuito alla composizione del pianeta. Nel prossimo decennio Webb effettuerà questa misurazione per un’ampia varietà di pianeti, fornendo informazioni sulla loro origine e sull’unicità del nostro Sistema Solare».
Foto in apertura: rappresentazione artistica di Wasp-39 b e della sua stella. Credit: Nasa, Esa, Csa, and J. Olmsted (STScI)