Il telescopio spaziale James Webb (JWST) ha ottenuto immagini spettacolari del sistema YSES-1, una giovane stella simile al Sole accompagnata da due giganti gassosi: YSES-1 b e YSES-1 c. I risultati, pubblicati questa settimana su Nature da Kielan Hoch e colleghi, offrono uno sguardo inedito sulle prime fasi della formazione planetaria e dell’evoluzione atmosferica. Situato a circa 94 parsec nella regione di formazione stellare Sco-Cen, YSES-1 è una stella di tipo solare con due pianeti giganti, separati da circa 160 e 320 unità astronomiche. YSES-1 b è il più vicino e massiccio (~14 masse gioviane), mentre YSES-1 c è più piccolo (~6 MJ) ma anche più lontano. Entrambi presentano colori insolitamente rossi rispetto ad altri esopianeti o nane brune, segnale di condizioni atmosferiche particolari.
Nubi di silicato su YSES-1 c
Le osservazioni spettroscopiche nel medio infrarosso condotte con JWST hanno permesso di rilevare direttamente nubi di silicato nell’atmosfera del pianeta più esterno, YSES-1 c, attraverso una caratteristica assorbente tra i 9 e i 12 micron. Le analisi hanno identificato particelle submicroniche (<0.1 μm), composte principalmente da pirosseno arricchito in ferro o da una combinazione di MgSiO₃ e Mg₂SiO₄ amorfi. Queste nubi contribuiscono significativamente all’arrossamento spettrale del pianeta. “Questa è la prima conferma diretta della presenza di nubi di silicato in un esopianeta giovane grazie all’identificazione di questa firma spettrale”, affermano gli autori.
L’inclinazione orbitale (~81°) suggerisce una visione equatoriale, massimizzando l’assorbimento delle nubi. Il profilo termico dell’atmosfera è caratterizzato da un gradiente molto tenue, responsabile di un ulteriore arrossamento del flusso osservato.
Un disco circumplanetario attorno a YSES-1 b
Mentre YSES-1 b è troppo caldo per ospitare nubi di silicato atmosferiche, JWST ha rilevato un eccesso di emissione infrarossa tra 4 e 14 micron, indicativo della presenza di un disco circumplanetario (CPD). L’emissione spettrale mostra una caratteristica ampia tra 8–11 µm, associata alla presenza di grani di olivina (MgFeSiO₄) di dimensioni ~0.6 μm. Il disco ha una temperatura di circa 485 K e un’estensione compresa tra 12 e 35 raggi gioviani. Secondo gli autori, questo materiale potrebbe essere il prodotto di collisioni tra planetesimi o il risultato di processi di formazione lunare in corso.
Significato delle scoperte
Queste osservazioni rappresentano:
- La prima rilevazione diretta di nubi di silicato in un esopianeta gioviano giovane.
- La prima conferma spettrale diretta di grani di silicato in un disco circumplanetario.
- Un passo fondamentale per comprendere come si evolvono le atmosfere e si formano i satelliti naturali attorno ai pianeti giganti.
Inoltre, i risultati sottolineano l’importanza di JWST per l’osservazione diretta di esopianeti e la caratterizzazione delle loro atmosfere in lunghezze d’onda prima inaccessibili. Il sistema YSES-1 è oggi un punto di riferimento per lo studio della formazione planetaria. I modelli attuali, pur avanzati, mostrano limiti significativi, specialmente nel rappresentare accuratamente le proprietà delle nubi e l’interazione tra disco e pianeta. Studi futuri con JWST e strumenti ad alta risoluzione potranno affinare ulteriormente i modelli e chiarire i meccanismi fisici alla base della formazione di pianeti e lune.