Un gruppo di astronomi ha individuato la prova finora più convincente che alcuni pianeti al di fuori del Sistema Solare potrebbero possedere campi magnetici. La scoperta arriva grazie alle osservazioni condotte con il VLT, il Very Large Telescope dell’Osservatorio Europeo Australe (ESO), e con il telescopio Gemini Nord, utilizzati per misurare la velocità del vento su sette esopianeti molto caldi, simili a Giove. Le osservazioni hanno rivelato che i venti su questi pianeti sono molto probabilmente governati da campi magnetici, fornendo quella che viene indicata come la prima misura affidabile dei campi magnetici su pianeti esterni al Sistema Solare. Il risultato apre una nuova fase nello studio degli esopianeti, perché permette di collegare direttamente il comportamento delle atmosfere planetarie alla presenza di strutture magnetiche capaci di influenzarne l’evoluzione.
“Questa scoperta rivoluzionaria apre una prospettiva completamente nuova sulla ricerca sugli esopianeti. È la prima volta che possiamo confrontare la presenza di campi magnetici nell’ambiente di altri mondi: un passo fondamentale per comprendere quali pianeti possono rimanere abitabili, conservare l’acqua e forse, un giorno, ospitare la vita come la conosciamo”, afferma Julia Seidel, astronoma del Laboratoire Lagrange, Observatoire de la Côte d’Azur, in Francia, e autrice principale dello studio pubblicato oggi su Nature Astronomy.
Perché i campi magnetici sono cruciali per capire l’abitabilità dei pianeti
Il campo magnetico terrestre agisce come uno scudo naturale. Aiuta a impedire che le radiazioni cosmiche disperdano l’atmosfera del pianeta, contribuendo a mantenere condizioni compatibili con la presenza di vita. Campi magnetici sono presenti anche in altri pianeti del Sistema Solare, come Giove e Saturno, ma per gli esopianeti la loro misurazione è rimasta finora un obiettivo estremamente difficile.
Negli ultimi 15 anni, infatti, nessuno era riuscito a misurare direttamente l’intensità del campo magnetico degli esopianeti. Fino ad ora. La novità dello studio sta proprio nella possibilità di dedurre la presenza e la forza di questi campi a partire dal comportamento dei venti atmosferici su mondi lontani, estremi e molto diversi dalla Terra.
Questa informazione è considerata fondamentale perché i campi magnetici planetari possono influenzare la capacità di un pianeta di conservare la propria atmosfera e, in prospettiva, di mantenere acqua e condizioni potenzialmente favorevoli alla vita.
Lo studio dei venti sugli esopianeti caldi simili a Giove
Il gruppo di ricerca, in realtà, non si era prefissato inizialmente di misurare il campo magnetico. L’obiettivo era misurare i venti atmosferici. Gli astronomi hanno analizzato la velocità del vento su sette esopianeti in orbita intorno a diverse stelle. Si tratta di giganti gassosi simili a Giove, ma molto più vicini alle proprie stelle e in rotazione sincrona.
Come accade alla Luna rispetto alla Terra, questi pianeti mostrano sempre la stessa faccia alla propria stella. Di conseguenza, il lato diurno è rovente, mentre quello notturno è gelido. Questa notevole differenza di temperatura genera un clima completamente diverso da quello terrestre, dominato da venti estremamente forti.
Nel campione analizzato, la velocità dei venti varia da circa 7200 km/h a oltre 25 000 km/h. Il confronto con Giove mette in evidenza l’intensità di questi fenomeni: i venti più veloci misurati su Giove raggiungono circa 1500 km/h.
VLT e Gemini Nord: gli strumenti usati per osservare atmosfere lontane
“Inizialmente ci eravamo proposti di verificare se i venti atmosferici si comportassero nello stesso modo su tutti i pianeti caldi”, spiega Seidel, in passato astronoma dell’ESO in Cile. Per realizzare le misure, il gruppo ha utilizzato i dati dello strumento ESPRESSO, installato sul VLT dell’ESO nel deserto di Atacama, in Cile, e quelli di uno strumento simile installato sul telescopio Gemini Nord, alle Hawaii, negli Stati Uniti d’America.
Il VLT è un telescopio dell’ESO, mentre Gemini North è una delle due metà dell’Osservatorio Internazionale Gemini, finanziato in parte dalla National Science Foundation (NSF) statunitense e gestito da NSF NOIRLab. La combinazione di questi strumenti ha permesso di osservare con precisione il comportamento dei venti su pianeti estremamente lontani e caldi.
Il risultato inatteso: più il pianeta è caldo, più il vento rallenta
Analizzando la variazione della velocità dei venti in funzione della temperatura del pianeta, gli astronomi hanno individuato uno schema particolarmente sorprendente: più il pianeta è caldo, più il vento è lento.
“Questo è totalmente controintuitivo perché, a parità di altre condizioni, i pianeti caldi hanno più energia per accelerare i venti! Ci dev’essere qualcosa che rallenta la velocità del vento negli oggetti più caldi”, aggiunge Vivien Parmentier, professore presso il Laboratoire Lagrange e coautore dello studio.
Questo andamento non era quello atteso. In linea di principio, pianeti più caldi dovrebbero disporre di maggiore energia per accelerare i venti atmosferici. La presenza di un meccanismo capace di frenare il moto atmosferico è quindi diventata la chiave interpretativa dello studio.
I campi magnetici come freno naturale dei venti atmosferici
Secondo gli autori, la spiegazione più plausibile per questo mistero è la presenza di campi magnetici che permeano il pianeta. Questi campi possono infatti agire da freno, rallentando il moto delle particelle cariche nell’atmosfera.
I dati raccolti hanno permesso ai ricercatori di dedurre l’intensità del campo magnetico in ciascuno dei pianeti studiati. Il risultato è che tali intensità risultano paragonabili a quelle dei campi magnetici presenti nel Sistema Solare: circa quattro volte più forti di quello di Saturno o circa la metà di quello di Giove.
La scoperta fornisce quindi una nuova via per studiare il magnetismo degli esopianeti attraverso il comportamento delle loro atmosfere, senza dover misurare direttamente il campo magnetico come avviene per i pianeti più vicini.
Esopianeti, aurore e cieli estremi su mondi lontani
Campi magnetici così intensi potrebbero influenzare non soltanto i venti su questi pianeti lontani, ma anche altri fenomeni atmosferici. Tra questi, le aurore, che sulla Terra sono legate all’interazione tra particelle provenienti dal Sole e campo magnetico terrestre.
“Qui, sulla Terra, conosciamo la bellezza delle aurore boreali e australi, che si producono quando particelle provenienti dal Sole colpiscono il campo magnetico terrestre e vengono guidate verso i poli, collidendo con i gas nell’atmosfera per produrre questi spettacoli colorati di verde, rosa e viola”, spiega Bibiana Prinoth, coautrice dello studio, ex dottoranda presso l’Università di Lund, in Svezia, ora astronoma dell’ESO a Garching, in Germania.
Sugli esopianeti studiati, le aurore generate dai campi magnetici potrebbero essere ancora più spettacolari. Le condizioni estreme di questi mondi, divisi tra un lato in giorno perpetuo e un lato immerso in una notte permanente, potrebbero produrre scenari atmosferici molto diversi da quelli osservabili nel Sistema Solare.
L’attesa per l’ELT e il futuro dello studio degli esopianeti
Il gruppo di ricerca guarda ora con grande interesse all’arrivo dell’ELT, l’Extremely Large Telescope dell’ESO. Questo nuovo telescopio aiuterà a caratterizzare non solo gli esopianeti di grandi dimensioni, simili a Giove, ma anche quelli più piccoli, simili alla Terra.
L’ELT potrebbe inoltre contribuire a rivelare i gas capaci di produrre aurore su questi mondi lontani, ampliando le possibilità di studiare atmosfere, campi magnetici e condizioni ambientali di pianeti al di fuori del Sistema Solare.
Prinoth afferma: “mi piace immaginare che alcuni di questi mondi abbiano un cielo pieno non solo di stelle, ma di immense cortine di luce colorata che danzano su un pianeta che è per metà in un giorno perpetuo e per metà in una notte senza fine”.
La scoperta rappresenta dunque un passaggio significativo nella ricerca sugli esopianeti: per la prima volta, l’analisi dei venti su mondi caldi e lontani offre una misura affidabile dei loro campi magnetici, aprendo una prospettiva nuova sulla comprensione delle atmosfere planetarie, della loro evoluzione e del possibile ruolo del magnetismo nella capacità dei pianeti di conservare acqua e condizioni favorevoli alla vita.
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