In relazione al comunicato stampa diffuso dall’ESO (Osservatorio Europeo Australe), riguardante le indagini sull’atmosfera di un pianeta oltre il Sistema solare che hanno permesso di mapparne per la prima volta la struttura tridimensionale e individuare la presenza di Titanio, riportiamo di seguito le dichiarazioni dei due ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica coinvolti, ovvero Lorenzo Pino e Francesco Borsa.
Lorenzo Pino: “abbiamo misurato tre diversi tipi di circolazione atmosferica associati a tre diverse regioni confinate in altezza. Ognuna ci insegna qualcosa di diverso su questo pianeta. Nelle regioni più profonde, il materiale è ridistribuito tramite venti orientati direttamente dal lato diurno a quello notturno. Questo meccanismo è alla base della ridistribuzione di calore dal lato diurno – dove la stella deposita la sua energia – a quello notturno del pianeta. I modelli indicano che la presenza di un campo magnetico limita l’intensità di questo tipo di venti, ma i dati indicano che questo effetto non è molto forte in WASP-121b. Invece, è necessario che parte del calore venga liberato nel lato notturno attraverso specifiche reazioni chimiche che coinvolgono la formazione di idrogeno molecolare a partire dalla sua forma atomica – una reazione che libera energia.
Più in alto, abbiamo osservato una corrente a jet di forza inattesa, 100 volte più veloce dei venti misurati in Giove. I modelli non sono attualmente in grado di spiegare questi venti, che rappresentano forse la scoperta più inattesa. È possibile che anche questo tipo di circolazione atmosferica richieda la presenza di campi magnetici, ma l’effetto andrà quantificato in futuro con modelli dedicati.
Infine, nelle regioni più esterne dell’atmosfera abbiamo osservato una parziale transizione a dei venti orientati verticalmente. Pensiamo che questo fenomeno sia collegato al fenomeno ‘dell’evaporazione dell’atmosfera del pianeta’, cioè una perdita di massa (che però non sarà sufficiente a distruggere questo pianeta, che è massiccio). I meccanismi alla base di questo fenomeno, che riguarda molti giganti gassosi caldi, non sono ancora chiariti e questo studio mostra che la transizione da regimi di circolazione orizzontale a regimi verticali – che genererebbero poi la perdita di massa – è graduale, e dunque potenzialmente collegato. Ulteriori studi saranno necessari sia per determinare la velocità di questi moti verticali, per modellare la transizione tra i regimi di circolazione orizzontale e verticale.
Lo spettrografo ANDES, che sarà installato sull’Extremely Large Telescope dell’ESO in costruzione sulle Ande cilene, permetterà di estendere studi come questo – ora possibili solo su una manciata di pianeti particolarmente favorevoli – a decine di oggetti, permettendo di fare studi comparativi di incredibile precisione delle atmosfere dei pianeti giganti gassosi caldi e permettendoci di studiare anche le atmosfere di pianeti più piccoli. Offrirà quindi una nuova possibilità di mettere la nostra comprensione delle atmosfere dei pianeti nel Sistema solare in un contesto più ampio, e possibile solo grazie a questo tipo di studi”.
Francesco Borsa: “questo risultato conferma le capacità eccezionali dello spettrografo ad altissima risoluzione ESPRESSO, il primo strumento in grado di osservare con tutti e quattro i telescopi del Very Large Telescope simultaneamente, simulando un telescopio da 16 metri di diametro. Le prime osservazioni in questo modo osservativo dell’atmosfera di WASP-121b (il primo esopianeta ad avere questo tipo di osservazioni) erano state pubblicate nel 2021 e già avevano dimostrato la loro eccezionalità, ma erano purtroppo solo parziali. Con questo studio si è completata la parte mancante delle osservazioni, e i risultati ci hanno permesso di studiare la chimica e fisica atmosferica di questo gioviano ultra caldo al variare di latitudine e longitudine. In particolare, la presenza di Titanio sembra essere limitata alle regioni equatoriali, suggerendo un rimescolamento atmosferico limitato. Lo studio del Titanio e dei suoi composti ci aiuta a capire come avvengono i meccanismi di condensazione in queste atmosfere planetarie dalle temperature estreme.
I livelli di dettaglio raggiunti osservando con i quattro telescopi del VLT simultaneamente confermano le grandi aspettative che si hanno verso l’Extremely Large Telescope per lo studio delle atmosfere di esopianeti, con obiettivo l’osservazione di atmosfere di esopianeti potenzialmente abitabili”.
