Utilizzando il telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA, gli astronomi hanno osservato il più piccolo esopianeta nella cui atmosfera è stato rilevato vapore acqueo. Con un diametro pari solo a circa il doppio della Terra, l’esopianeta GJ 9827d potrebbe essere un esempio di potenziali pianeti con atmosfere ricche di acqua in altre parti della nostra galassia. “Questa sarebbe la prima volta che possiamo dimostrare direttamente attraverso un rilevamento atmosferico che questi pianeti con atmosfere ricche di acqua possono effettivamente esistere attorno ad altre stelle”, ha affermato Björn Benneke dell’Università di Montréal. “Questo è un passo importante verso la determinazione della prevalenza e della diversità delle atmosfere sui pianeti rocciosi”.
Tuttavia, è ancora troppo presto per dire se Hubble abbia misurato spettroscopicamente una piccola quantità di vapore acqueo in un’atmosfera gonfia e ricca di idrogeno, o se l’atmosfera del pianeta sia composta principalmente da acqua, rimasta dopo che un’atmosfera primordiale di idrogeno/elio è evaporata sotto la radiazione stellare.
“Il nostro programma di osservazione è stato progettato con l’obiettivo non solo di rilevare le molecole nell’atmosfera del pianeta, ma di cercare specificamente il vapore acqueo. Entrambi i risultati sarebbero entusiasmanti, sia che il vapore acqueo sia dominante o solo una piccola specie in un’atmosfera dominata dall’idrogeno”, ha affermato l’autore principale dello studio, Pierre-Alexis Roy dell’Università di Montréal. “Fino ad ora non eravamo stati in grado di rilevare direttamente l’atmosfera di un pianeta così piccolo. E ora stiamo lentamente entrando in questo regime”, ha aggiunto Benneke. “Ad un certo punto, mentre studiamo i pianeti più piccoli, ci deve essere una transizione in cui non c’è più idrogeno su questi piccoli mondi e hanno atmosfere più simili a Venere (che è dominato dal biossido di carbonio)”.
Due possibilità per l’esopianeta GJ 9827d
Poiché il pianeta è caldo quanto Venere a circa 425°C, sarebbe sicuramente un mondo inospitale e pieno di vapore se l’atmosfera fosse prevalentemente vapore acqueo. Al momento, il team di astronomi ha due possibilità: il pianeta è ancora attaccato a un involucro ricco di idrogeno e acqua, che lo renderebbero un mini-Nettuno; in alternativa, potrebbe essere una versione più calda di Europa, luna di Giove, che ha il doppio dell’acqua della Terra sotto la sua crosta. “Il pianeta GJ 9827d potrebbe essere metà acqua e metà roccia. E ci sarebbe molto vapore acqueo sopra un corpo roccioso più piccolo”, ha detto Benneke.
Se il pianeta ha un’atmosfera residua ricca di acqua, allora deve essersi formato più lontano dalla sua stella madre, dove la temperatura è fredda e l’acqua è disponibile sotto forma di ghiaccio, rispetto alla sua posizione attuale. In questo scenario, il pianeta sarebbe migrato più vicino alla stella e avrebbe ricevuto più radiazioni. L’idrogeno è stato quindi riscaldato ed è sfuggito, o sta ancora sfuggendoe, alla debole gravità del pianeta. La teoria alternativa è che il pianeta si sia formato vicino alla stella calda, con tracce di acqua nella sua atmosfera.
Il programma Hubble ha osservato il pianeta durante 11 transiti – eventi in cui il pianeta è passato davanti alla sua stella – distanziati di oltre tre anni. Durante i transiti, la luce stellare viene filtrata attraverso l’atmosfera del pianeta e trasporta l’impronta spettrale delle molecole d’acqua. Se ci sono nuvole sul pianeta, sono abbastanza basse nell’atmosfera da non nascondere completamente la vista dell’atmosfera da parte di Hubble, e Hubble è in grado di indagare il vapore acqueo sopra le nuvole.
La scoperta di Hubble apre la porta allo studio del pianeta in modo più dettagliato. L’esopianeta GJ 9827d è un buon obiettivo per il telescopio spaziale James Webb di NASA/ESA/CSA per eseguire la spettroscopia a infrarossi per cercare altre molecole atmosferiche.
GJ 9827d è stato scoperto dal telescopio spaziale Kepler della NASA nel 2017. Completa un’orbita attorno a una stella nana rossa ogni 6,2 giorni. La stella, GJ 9827, si trova a 97 anni luce dalla Terra nella costellazione dei Pesci.
