Sono una via di mezzo tra la Terra e Nettuno, dovrebbero essere ricchi di acqua e costituiscono un notevole rompicapo per gli scienziati: sono gli esopianeti ‘mini-Nettuno’ (o sub-Nettuno), una categoria molto diffusa nei sistemi planetari della Via Lattea ma assente nel Sistema Solare. Questi elusivi corpi celesti sono al centro di un recente studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters. L’indagine, basata sui dati dei telescopi spaziali Hubble e Webb, è stata coordinata dal Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università del Kansas.

Il gruppo di lavoro ha analizzato le condizioni atmosferiche di 15 esopianeti simili a Nettuno per decifrarne al meglio il comportamento e cercare ulteriori indizi per spiegare la loro assenza dal nostro sistema planetario. Gli autori dello studio si sono serviti di una tecnica di indagine chiamata spettroscopia di trasmissione (transmission spectroscopy): quando un pianeta transita davanti alla sua stella, la luce di essa passa attraverso la sua atmosfera e viene assorbita dai vari gas. Questi ultimi possono essere studiati grazie allo spettro del chiarore stellare: infatti, le differenti aree di luminosità o di ombra nello spettro svelano preziose informazioni sui gas.

I 15 esopianeti mini-Nettuno presentano condizioni diverse nei loro ‘cieli’: l’atmosfera di alcuni di essi è risultata carica di nuvole, mentre quella di altri è apparsa limpida. Il team si è concentrato sulle regioni degli esopianeti che tendono a formare nubi o foschie nelle fasce più alte della loro atmosfera; infatti, secondo gli studiosi, questi aerosol, quando sono presenti, sono in grado di bloccare la luce che filtra attraverso l’atmosfera. I ricercatori hanno condotto ulteriori approfondimenti con la tecnica del recupero atmosferico (atmospheric retrieval): hanno creato un modello dell’atmosfera degli esopianeti mini-Nettuno considerando vari parametri, tra cui la quantità del vapore acqueo e la posizione delle nubi, e provando svariati scenari finché non hanno raggiunto la configurazione più adatta per ciascuno dei mini-Nettuno.

I risultati delle simulazioni hanno messo in rilievo la connessione tra atmosfere limpide e determinate temperature (inferiori a 500 Kelvin oppure maggiori di 700 Kelvin). Nel caso di presenza di nuvole, invece, è stato rilevato che esse – composte da particelle simili a goccioline di acqua – sono rimaste sospese nell’atmosfera a causa della loro bassa tendenza alla sedimentazione. Secondo il gruppo di lavoro, questo studio (presentato anche all’ultimo convegno dell’American Astronomical Society) aggiunge un nuovo tassello all’identikit degli esopianeti mini-Nettuno; questi pianeti, che hanno ancora molto da raccontare alla comunità scientifica, potranno essere ulteriormente analizzati con la sensibilità degli strumenti del telescopio spaziale Webb.

In alto: elaborazione artistica del mini-Nettuno GJ 9827d (Crediti: Nasa/Esa/Leah Hustak, Ralf Crawford, Space Telescope Science Institute)