Webb osserva la complessa atmosfera di un particolare esopianeta gassoso senza stella

Uno studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letter e firmato da un team di ricerca internazionale mostra che le variazioni di luminosità osservate nell’oggetto celeste noto come Simp 0136 sono il risultato di una complessa combinazione di fattori atmosferici.

Utilizzando il telescopio spaziale James Webb per monitorare l’ampio spettro di luce infrarossa emessa da Simp 0136 nel corso di due interi periodi di rotazione, il gruppo di scienziati è stato in grado di rilevare variazioni negli strati nuvolosi, nella temperatura e nella chimica del carbonio che prima erano impercettibili.

I risultati forniscono una visione privilegiata della complessità tridimensionale delle atmosfere dei giganti gassosi all’interno e all’esterno del nostro sistema solare. La caratterizzazione dettagliata di oggetti come questi è un tassello essenziale per l’acquisizione di immagini dirette di esopianeti da parte del telescopio spaziale Nancy Grace Roman della Nasa, il cui lancio è previsto nel 2027.

Ma quali sono le caratteristiche di questo affascinante corpo celeste? Simp 0136 è un oggetto in rapida rotazione e libero di fluttuare, con una massa circa 13 volte superiore a quella di Giove, situato a soli 20 anni luce dalla Terra. È difficile da classificare come esopianeta gigante gassoso perché non orbita attorno a una stella. Inoltre, è molto simile a una nana bruna. Senz’altro, Simp 0136 è il caso studio ideale per analizzare l’atmosfera degli esopianeti.

«Eravamo a conoscenza delle variazioni di luminosità ed eravamo certi che ci fossero strati nuvolosi disomogenei e in evoluzione – ha spiegato Allison McCarthy, dottoranda alla Boston University e autrice principale dello studio – Abbiamo anche pensato che potessero presentarsi sbalzi di temperatura, reazioni chimiche e forse alcuni effetti dell’attività aurorale che influenzano la luminosità, ma non ne eravamo sicuri come lo siamo adesso».

Prima d’ora, Simp 0136 era stata ampiamente studiata con telescopi a terra e con i telescopi spaziali Hubble e Spitzer della Nasa. Ma era necessaria la capacità di Webb di misurare cambiamenti molto precisi nella luminosità su un’ampia gamma di lunghezze d’onda.

Con NirSpec (Near-Infrared Spectrograph), Webb ha catturato migliaia di spettri individuali da 0,6 a 5,3 micron, uno ogni 1,8 secondi per più di tre ore, mentre l’oggetto compiva una rotazione completa. A ciò ha fatto immediatamente seguito un’osservazione con lo strumento Miri (Mid-Infrared Instrument), che ha raccolto centinaia di misure spettroscopiche di luce da 5 a 14 micron, una ogni 19,2 secondi, durante un’altra rotazione.

Il risultato sono state centinaia di curve di luce dettagliate, ognuna delle quali mostra la variazione di luminosità di una lunghezza d’onda (colore) molto precisa man mano che i diversi lati dell’oggetto ruotavano in vista.

Le variazioni di luminosità devono essere influenzate da una serie di fattori diversi.

Le osservazioni di Webb su questo esopianeta gassoso rappresentano un notevole passo avanti nello studio di questo tipo di oggetti celesti che fino a oggi erano ancora un mistero.

Nell’immagine in alto la rappresentazione artistica di Simp 0136. (Crediti: Nasa, Esa, Csa, and Joseph Olmsted, Stscl)