Hubble: un esopianeta con molte nubi

hs-2014-06-a-large_webQuesta e’ una rappresentazione artistica dell’esopianeta GJ 1214b, una Super-Terra osservata grazie all’Hubble Space Telescope dove si sono avute evidenze di alte nubi che coprono tutto il pianeta. Le nubi permettono di avere delle informazioni sulla composizione e sul comportamento dell’atmosfera piu’ bassa oltre che della superficie  del pianeta.La composizione delle nubi non e’ nota. GJ1214b si trova a circa 40 anni luce di distanza dalla Terra nella costellazione dell’Ofiuco. CreditI: NASA, ESA, L. Kreidberg and J. Bean (University of Chicago), and H. Knutson (California Institute of Technology).

Un meteorologo su un esopianeta come GJ 1214b potrebbe trovare il proprio lavoro estremamente semplice. Le previsioni per oggi potrebbero essere: nuvoloso. Le previsioni per domani: ancora piu’ nuvoloso, coperto.

Due gruppi di ricerca utilizzando l’Hubble Space Telescope hanno caratterizzato l’atmosfera di un paio di pianeti con masse intermedie tra i giganti gassosi, del tipo gioviano, e i pianeti rocciosi piu’ piccoli, come la Terra.
Una survey compiuta dalla missione Kepler Space Telescope della NASA ha mostrato che oggetti di queste dimensioni sono il tipo di pianeta piu’ comune nella nostra Galassia, la Via Lattea. I ricercatori hanno descritto il loro lavoro come una tappa importante sulla strada della caratterizzazione di mondi potenzialmente abitabili di tipo terrestre, al di la’ del nostro Sistema Solare.

I risultati sono apparsi in due paper distinti nel numero del 2 gennaio della rivista Nature.

I due pianeti studiati sono noti come GJ 436b e GJ 1214b. GJ 436b e’ caratterizzato come un caldo Nettuno perche’ e’ piu’ vicino alla sua stella di quanto non lo sia il freddo Nettuno dal Sole, nel nostro Sistema Solare. Il pianeta si trova a circa a 36 anni luce di distanza da noi nella costellazione del Leone.

GJ 1214b e’ conosciuto come una Super Terra. Le Super Terre sono pianeti con masse intermedie tra quelle terrestri e quelle nettuniane. Dato che questo tipo di pianeta non esiste nel nostro Sistema Solare la natura fisica delle Super Terre e’ sconosciuta quasi del tutto. GJ 1214b si trova a circa 40 anni luce dalla Terra nella costellazione dell’Ofiuco.

Sia GJ 436b che GJ 1214b possono essere osservati passare davanti, ossia transitare davanti, alle loro stelle. Cio’ offre l’opportunita’ di studiare questi pianeti in maggior dettaglio grazie al fatto che la luce filtra attraverso la loro atmosfera.
Lo studio dell’atmosfera di GJ 436b, basato su tali tipi di osservazioni con l’Hubble nel corso dell’ultimo anno, e’ stato presentato in uno dei due paper da Heather Knutson del California Institute of Technology di Pasadena, California.

In realta’ quello che gli scienziati hanno pubblicato e’ cio’ che non hanno trovato. Gli spettri di Hubble erano senza alcuna caratteristica particolare e non hanno rivelato impronte digitali chimiche di alcun tipo presenti nell’atmosfera planetaria. “O questo pianeta ha uno spessore delle nubi che nasconde la vista, oppure ha un’atmosfera priva di nubi che e’ mancante in idrogeno, il che lo renderebbe un nettuniano insolito” ha affermato Knutson. “Invece di idrogeno, potrebbe avere una rilevante quantita’ di molecole piu’ pesanti come vapor acqueo, monossido di carbonio e biossido di carbonio (anidride carbonica) che comprimono l’atmosfera e ci rendono difficile il rilevare eventuali firme chimiche”.

Osservazioni simili a quelle ottenute per GJ 436b erano state precedentemente ottenute per GJ 1214b. I primi spettri di questo pianeta erano pure privi di caratteristiche particolari e presentavano ambiguita’ simili. L’atmosfera planetaria o era ricca di vapor acqueo oppure ricca di idrogeno con nubi ad alte latitudini.

Un team di astronomi guidati da Laura Kreidberg e Jacob Bean dell’University of Chicago hanno utilizzato Hubble per ottenere un’immagine piu’ da vicino di GJ 1214b mostrando quella che viene considerata la prova definitiva della presenza di alte nubi che ricoprono tutto il pianeta. Queste nubi nascondevano qualsiasi informazione sulla composizione e sul comportamento della bassa atmosfera e della superficie. I nuovi spettri di Hubble hanno pure rivelato nessun tipo di impronta chimica nell’atmosfera del pianeta, ma l’alta precisione dei nuovi dati permette di escludere nubi senza vapor acqueo, metano, azoto, monossido di carbonio e anidride carbonica.

“Entrambi i pianeti ci dicono qualcosa sulla diversita’ dei tipi di pianeti che si presentano al di fuori del nostro Sistema Solare, in questo caso stiamo scoprendo che non li conosciamo affatto come pensavamo” ha affermato Knutson. “Ci piacerebbe davvero determinare la dimensione del passaggio dai mini giganti gassosi a qualcosa di piu’ di un mondo liquido o roccioso, una versione maggiore della nostra Terra. Entrambe queste osservazioni stanno cercando di rispondere a questa domanda”.

Modelli di GJ 436b e GJ 1214b prevedono nuvole che potrebbero essere fatte di cloruro di potassio o di solfuro di zinco alle temperature elevatissime di diverse centianai di gradi centigradi previste in queste atmosfere. “Ci si aspetterebbe dei tipi di nubi molto diverse su questi pianeti di quelle che ci si aspetterebbe sulla Terra” ha affermato Kreidberg.

Il team di Chicago ha dovuto compiere un grande sforzo per determinare in modo definitivo la natura dell’atmosfera nuvolosa di GJ 1214b. Kleidberg ha spiegato che “abbiamo spinto i limiti di cio’ che e’ possibile con Hubble per prendere questa misura – nessun pianeta e’ stato osservato cosi’ a lungo dall’Hubble prima di oggi. Questo permette la caratterizzazione di pianeti terrestri con tecniche simili” ha aggiunto Bean. “Penso sia davvero emozionante il poter usare un telescopio come Hubble che non era stato costruito per questo obiettivo, e fare questo tipo di osservazioni con una grande precisione fissando con precisione alcuni degli aspetti delle atmosfere delle Super-Terre”.

Knutson ha continuato: ” Per gli esopianeti, le nubi sono incredibilmente frustranti perche’ possono nascondere la maggior parte della composizione dell’atmosfera che vogliamo misurare” . Tuttavia, di piu’ si conoscera’ con il lancio del James Webb Space Telescope. Le capacita’ di questo nuovo telescopio permetteranno di penetrare le nubi di GJ 1214b e di esopianeti simili”.

Fonte Hubble Site – Hubble Sees Cloudy Super-Worlds with Chance for More Clouds – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2014/06/full/\

Sabrina

~ di Sabrina su 7 gennaio 2014.

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