Un’equipe di astronomi, guidata da Elyar Sedaghati, borsista ESO e recentemente diplomato alla TU di Berlino, ha esaminato l’atmosfera dell’esopianeta WASP-19b con un dettaglio mai raggiunto prima.
Si tratta di un pianeta con massa simile a quella di Giove, ma così vicino al suo Sole da completare un’orbita in appena 19 ore e con una temperatura media che raggiunge i 2000° C.
Quando, dal nostro punto di vista, WASP-19b passa di fronte alla sua stella madre, parte della luce della stella filtra attraverso l’atmosfera del pianeta, che lascia tenui impronte che vengono rilevate quando la luce alla fine raggiunge la Terra. Usando lo spettrografo FORS2 installato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, l’equipe è stata in grado di analizzare in dettaglio questa luce e dedurre che l’atmosfera contiene piccole quantità di ossido di titanio, acqua e tracce di sodio, oltre a un caligine globale che diffonde la luce.
«Trovare queste molecole non è un compito semplice», spiega Elyar Sedaghati, che ha lavorato per due anni su questo progetto come studente all’ESO. «Non solo ci servono dati di qualità eccezionale, ma dobbiamo anche elaborarli con programmi sofisticati. Abbiamo usato un algoritmo che esplora milioni di spettri alla ricerca di un ampia gamma di composizioni chimiche, di temperature e di proprietà della caligine, prima di poter trarre le nostre conclusioni».
L’ossido di titanio è raro sulla Terra. Si sa che esiste nelle atmosfere delle stelle fredde. Nell’atmosfera di un pianeta caldo come WASP-19b agisce come assorbitore di calore. Se fossero presenti in quantità sufficiente, queste molecole impedirebbero al calore di entrare o di sfuggire attraverso l’atmosfera, portando all’effetto di inversione termica – la temperatura è più alta negli strati superiori dell’atmosfera e più bassa negli strati inferiori, l’opposto di quel che accade normalmente. Analoga all’azione dell’ozono nell’atmosfera terrestre, dove causa l’inversione termica nella stratosfera.
«La presenza dell’ossido di titanio nell’atmosfera di WASP-19b può avere effetti importanti sulla struttura della temperatura e sulla circolazione atmosferica,» spiega Ryan MacDonald, altro membro del gruppo e astronomo alla Cambridge University, Regno Unito. «Essere in grado di esaminare gli esopianeti a questo livello di dettaglio è promettente e molto emozionante» aggiunge Nikku Madhusudhan della Cambridge University che ha supervisionato l’interpretazione teorica delle osservazioni.
Gli astronomi hanno raccolto le osservazioni di WASP-19b per un periodo di più di un anno. Misurando le variazioni relative del raggio del pianeta a diverse lunghezze d’onda della luce che attraversa l’atmosfera del pianeta e confrontando le osservazioni con modelli di atmosfera hanno potuto derivare diverse proprietà, come il contenuto chimico, dell’atmosfera dell’esopianeta.
Questa nuova informazione sulla presenza di ossidi metallici come l’ossido di tianio e altre sostanze permetterà modelli molto più precisi di atmosfere esoplanetarie. Guardando al futuro, quando gli astronomi saranno in grado di osservare le atmosfere di possibili pianeti abitabili, i modelli più raffinati permetteranno di capire meglio come interpretare le osservazioni.
«Questa importante scoperta è il risultato di una ristrutturazione dello strumento FORS2, pensato proprio per questo scopo,» conclude Henri Boffin, dell’ESO e membro del gruppo, che ha guidato il progetto di ristrutturazione. «che lo ha reso lo strumento più adatto per questo tipo di studi da terra».
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