Gli astronomi di tutto il mondo stanno sfruttando il James Webb Space Telescope (JWST) e le capacità del suo Mid-Infrared Instrument (MIRI) per condurre osservazioni rivoluzionarie di esopianeti, ossia pianeti che orbitano attorno a stelle diverse dal nostro Sole. Uno di questi mondi affascinanti è WASP-107b, un pianeta gigante gassoso che orbita attorno a una stella leggermente più fredda e meno massiccia del nostro Sole. Sebbene la massa del pianeta sia paragonabile a quella di Nettuno, le sue dimensioni sono molto più grandi, quasi prossime a quelle di Giove. Questa caratteristica rende l’atmosfera di WASP-107b piuttosto “soffice” rispetto ai giganti gassosi del nostro Sistema Solare, consentendo agli astronomi di esplorare la sua atmosfera circa 50 volte più in profondità di un pianeta simile a Giove. WASP-107b è uno dei pianeti alieni meno densi conosciuti, tanto da essere stato soprannominato “il pianeta di zucchero filato”.
Le osservazioni svelano la complessa composizione chimica dell’atmosfera. La chiave del loro successo sta nel fatto che i segnali, o caratteristiche spettrali, sono più evidenti in un’atmosfera meno densa rispetto a una più compatta. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature, rivela la presenza di vapore acqueo, anidride solforosa (SO2) e nubi di silicati, senza tracce del gas serra metano (CH4).
Queste scoperte forniscono informazioni cruciali sull’atmosfera e sulla chimica di WASP-107b. In primo luogo, l’assenza di metano suggerisce un interno potenzialmente caldo, offrendo uno sguardo allettante sul movimento dell’energia termica nell’atmosfera del pianeta. In secondo luogo, la scoperta dell’anidride solforosa è stata una sorpresa. Nuovi modelli ora mostrano che la “sofficità” di WASP-107b consente la formazione di anidride solforosa nella sua atmosfera. Nonostante la stella madre emetta pochissime radiazioni UV a causa della sua natura più fredda, i fotoni possono raggiungere le profondità dell’atmosfera del pianeta, grazie alla sua natura soffice, facilitando le reazioni chimiche necessarie per produrre anidride solforosa.
Tuttavia, le firme spettrali del biossido di zolfo e del vapore acqueo sono più deboli di quanto lo sarebbero in uno scenario senza nuvole. Le nubi ad alta quota oscurano parzialmente il vapore acqueo e l’anidride solforosa nell’atmosfera. Sebbene la presenza di nubi sia stata suggerita su altri esopianeti, questo segna il primo caso in cui la composizione chimica di tali nubi è stata determinata in modo definitivo. In questo caso, le nuvole sono costituite da piccole particelle di silicato, una sostanza familiare agli esseri umani, che costituisce il componente principale della sabbia.
“JWST sta rivoluzionando la caratterizzazione degli esopianeti, fornendo informazioni senza precedenti a una velocità notevole”, afferma l’autrice principale Achrene Dyrek del CEA in Francia. “La scoperta di nubi di sabbia, acqua e anidride solforosa su questo esopianeta da parte dello strumento MIRI di JWST è una pietra miliare. Rimodella la nostra comprensione della formazione e dell’evoluzione planetaria, gettando nuova luce sul nostro Sistema Solare”.
A differenza dell’atmosfera terrestre, dove l’acqua ghiaccia a basse temperature, le particelle di silicato nei pianeti giganti possono raggiungere temperature di circa 1000°C e congelarsi formando nuvole. Tuttavia, nel caso di WASP-107b, con una temperatura di circa 500°C nell’atmosfera esterna, i modelli tradizionali prevedevano che queste nubi di silicati si sarebbero formate più in profondità nell’atmosfera, dove le temperature sono significativamente più elevate. Inoltre, le nuvole di sabbia piovono in alto nell’atmosfera. Come possono, allora, persistere queste nuvole di sabbia? “Il fatto che vediamo queste nuvole di sabbia in alto nell’atmosfera deve significare che le goccioline di sabbia evaporano in strati più profondi e molto caldi, e il vapore di silicato risultante viene spostato in modo efficiente verso l’alto, dove si condensa e forma nuvole. Questo è molto simile a il ciclo del vapore acqueo e delle nuvole sulla nostra Terra, ma qui con goccioline di sabbia”, afferma Göran Östlin, Professore all’Università di Stoccolma e uno dei ricercatori dietro lo studio.
