Dati della missione Cheops dell’ESA hanno portato ad una sorprendente rivelazione: un esopianeta ultra-caldo che orbita attorno alla sua stella ospite in meno di un giorno è ricoperto da nuvole di metallo riflettenti, e ciò lo rende l’esopianeta più brillante mai trovato. A parte la Luna, l’oggetto più luminoso nel nostro cielo notturno è il pianeta Venere, il cui spesso strato di nuvole riflette circa il 75% della luce del Sole. Per rendere l’idea, la Terra riflette solo il 30% della luce solare in entrata. Ora, per la prima volta, gli astronomi hanno scoperto un esopianeta che può eguagliare la lucentezza di Venere: il pianeta LTT9779b. Nuove misurazioni della missione Cheops dell’ESA rivelano che questo pianeta riflette l’80% della luce che arriva dalla sua stella ospite.
Le misurazioni follow-up di Cheops
Le misurazioni ad alta precisione di Cheops sono state un follow-up mirato partito dall’iniziale scoperta e caratterizzazione nel 2020 da parte della missione TESS della NASA e strumenti terrestri come lo strumento HARPS dell’ESO in Cile. L’esopianeta ha le dimensioni di Nettuno, e ciò lo rende il più grande “specchio” dell’Universo conosciuto. La ragione della sua elevata riflettività risiede nelle sue nubi di metallo: sono per lo più composte da silicato – la stessa materia di cui sono fatti sabbia e vetro – mescolati con metalli come il titanio.
“Immaginate un mondo rovente, vicino alla sua stella, con pesanti nuvole di metalli che fluttuano in alto, facendo piovere goccioline di titanio,” ha affermato James Jenkins, astronomo presso la Diego Portales University e CATA (Santiago del Cile), co-autore del paper che descrive la nuova ricerca, pubblicato oggi su Astronomy & Astrophysics.
Un pianeta con nuvole di metallo
La frazione di luce che un oggetto riflette è chiamata “albedo”. La maggior parte dei pianeti ha un’albedo bassa, perché hanno un’atmosfera che assorbe molta luce, o perché la loro superficie è scura o accidentata. Le eccezioni tendono ad essere mondi ghiacciati o pianeti come Venere che hanno uno strato di nuvole riflettente. L’alta albedo di LTT9779b è stata una sorpresa perché la temperatura sul lato del pianeta rivolto verso la sua stella è stimata intorno ai 2000°C. Qualsiasi temperatura superiore a 100°C è troppo alta per la formazione di nuvole d’acqua, ma la temperatura dell’atmosfera di questo pianeta dovrebbe essere troppo calda anche per le nuvole fatte di metallo o vetro.
“Era davvero un enigma, fino a quando non ci siamo resi conto che dovevamo pensare a questa formazione di nuvole allo stesso modo della condensa che si forma in bagno dopo una doccia calda,” ha ossservato Vivien Parmentier, ricercatrice presso l’Observatory of Côte d’Azur e co-autrice di questa ricerca. “Per riempire un bagno di vapore puoi raffreddare l’aria fino a quando il vapore acqueo si condensa, oppure puoi fare scorrere l’acqua calda fino a quando non si formano le nuvole perché l’aria è così satura di vapore che semplicemente non può più trattenerne. Allo stesso modo, LTT9779b può formare nubi metalliche nonostante sia così caldo perché l’atmosfera è satura di silicati e vapori metallici“.
Il pianeta che non dovrebbe esistere
Essere brillante non è l’unica cosa sorprendente di LTT9779b. Le sue dimensioni e la sua temperatura lo rendono un cosiddetto “Nettuno ultra-caldo”, ma non sono stati trovati altri pianeti di queste dimensioni e massa ad orbitare così vicino alla loro stella. Il pianeta ha un raggio 4,7 volte più grande di quello terrestre e un anno su LTT9779b dura solo 19 ore. Tutti i pianeti precedentemente scoperti che orbitano attorno alla loro stella in meno di un giorno sono o “gioviani caldi” – giganti gassosi con un raggio almeno 10 volte più grande di quello terrestre – o pianeti rocciosi più piccoli di 2 raggi terrestri. “È un pianeta che non dovrebbe esistere,” ha affermato Parmentier. “Riteniamo che l’atmosfera di pianeti come questo venga spazzata via dalla stella ospite, lasciando roccia nuda“.
Il primo autore Sergio Hoyer del Marseille Astrophysics Laboratory ha commentato: “Crediamo che queste nubi metalliche aiutino il pianeta a sopravvivere. Le nuvole riflettono la luce e impediscono al pianeta di diventare troppo caldo ed evaporare. Nel frattempo, essere altamente metallico rende il pianeta e la sua atmosfera pesanti e più difficili da spazzare via“.
Studiare un esopianeta osservandolo quando è nascosto
Per determinare le proprietà di LTT9779b, la missione Cheops dell’ESA ha osservato il pianeta quando si è spostato dietro la sua stella ospite. Poiché il pianeta riflette la luce, la stella e il pianeta combinati inviano più luce verso il telescopio spaziale subito prima che il pianeta esca dalla visuale e anche subito dopo. La differenza nella luce visibile ricevuta subito prima e dopo che il pianeta viene nascosto indica quanta luce riflette. Questo progetto si è basato sulla precisione di Cheops e sulla copertura 24 ore su 24, 7 giorni su 7. “Misurare con precisione il piccolo cambiamento nel segnale proveniente dalla stella che eclissava il pianeta era possibile solo con Cheops,” ha sottolineato Hoyer.
Il project scientist di Cheops dell’ESA, Maximilian Günther, ha aggiunto: “Cheops è la prima missione spaziale in assoluto dedicata al follow-up e alla caratterizzazione di esopianeti già noti. A differenza delle grandi missioni di survey focalizzate sulla scoperta di nuovi sistemi di esopianeti, Cheops ha abbastanza flessibilità per concentrarsi su obiettivi interessanti e può raggiungere una copertura e una precisione che spesso semplicemente non possiamo ottenere in nessun altro modo“.
Osservando lo stesso esopianeta con strumenti diversi, otteniamo il quadro completo. “LTT9779b è un obiettivo ideale per il follow-up con le eccezionali capacità sia di Hubble che Webb,” ha osservato Emily Rickman, scienziata delle operazioni scientifiche dell’ESA. “Ci permetteranno di esplorare questo esopianeta con una gamma di lunghezze d’onda più ampia, tra cui infrarossi e luce UV per comprendere meglio la composizione della sua atmosfera“.
Il futuro della ricerca sugli esopianeti è luminoso, poiché Cheops è il primo di un trio di missioni dedicate agli esopianeti. Sarà affiancato da Plato nel 2026, che si concentrerà su pianeti simili alla Terra che orbitano a una distanza dalla propria stella che potrebbe consentire la vita. Ariel si unirà alla flotta nel 2029 e si specializzerà nello studio delle atmosfere degli esopianeti.
