Un pianeta roccioso ricoperto di lava, un tempo ritenuto troppo estremo per possedere un’atmosfera, appare invece avvolto da uno strato riflettente di nubi composte da silicati vaporizzati – la stessa famiglia di composti che costituisce il quarzo e la sabbia. Lisa Dang, docente di fisica e astronomia presso l’Università di Waterloo, insieme ai suoi collaboratori, ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb (JWST) per osservare il pianeta di lava TOI-561 b per 37 ore, monitorando quasi quattro orbite complete del pianeta attorno alla propria stella. “Abbiamo misurato come la luminosità e il calore del pianeta varino lungo la sua orbita”, spiega Dang. “Questa tecnica, nota come ‘curva di fase’, ha rivelato che il pianeta riflette una quantità significativa della luce proveniente dalla sua stella e che il calore viene ridistribuito su tutto il pianeta, anziché rimanere concentrato solo sul lato illuminato. Questi elementi indicano, nel loro insieme, la presenza di un’atmosfera“. Lo studio è stato pubblicato su The Astronomical Journal.
Le nubi di silicati potrebbero riflettere il calore mancante
Le prime analisi avevano rilevato che il lato diurno del pianeta era molto più freddo di quanto ci si aspettasse per una roccia scura e priva di copertura, situata così vicino alla propria stella. Il calore mancante poteva essere trasportato verso il lato notturno oppure riflesso prima ancora di essere assorbito dal pianeta. Osservando l’intera orbita, il team ha potuto esaminare per la prima volta il lato notturno – quello costantemente rivolto lontano dalla stella – scoprendo che non è abbastanza caldo da giustificare tale differenza. Di conseguenza, TOI-561 b deve riflettere circa tre quarti della luce stellare che riceve, una proporzione paragonabile a quella di Venere.
Per spiegare questa luminosità, il gruppo di ricerca ha confrontato le osservazioni con una simulazione al computer del clima del pianeta. I risultati suggeriscono che sul lato diurno possano formarsi nubi composte da silicati – tra cui biossido di silicio (SiO2) e silicato di magnesio (MgSiO3) – che agiscono come una sorta di protezione solare. Riflettendo la luce stellare e mantenendo il pianeta più fresco, queste nubi potrebbero contribuire a preservare un’atmosfera che, altrimenti, verrebbe spazzata via. I risultati si basano su prove precedenti, ottenute da Dang e dai suoi collaboratori, secondo cui TOI-561 b possiede un’atmosfera densa, probabilmente rifornita dai gas rilasciati dal suo interno fuso.
La composizione dell’atmosfera rimane una questione aperta
Di cosa sia fatta tale atmosfera resta un interrogativo irrisolto. Potrebbe trattarsi di un fitto strato di anidride carbonica – una sorta di versione molto più calda di Venere – oppure di un’atmosfera ricca di anidride solforosa, un gas emesso, ad esempio, da Io, la luna vulcanica di Giove. Il pianeta presenta un oceano di roccia fusa che ne ricopre la superficie; questo potrebbe agire come un gigantesco vulcano, esteso all’intero pianeta, che alimenta costantemente l’atmosfera.
“Il prossimo grande interrogativo a cui cercheremo di rispondere è se l’atmosfera di TOI-561 b assomigli a quella di Venere o piuttosto a quella di un Io portato all’estremo. L’osservazione del pianeta a lunghezze d’onda maggiori, tramite il telescopio spaziale JWST, potrebbe fornirci nuovi elementi e aiutarci a comprendere come un pianeta così caldo sia riuscito a trattenere un’atmosfera per miliardi di anni”.
Il primo autore dello studio, Samuel Boucher, ha avviato il progetto durante un tirocinio di ricerca come studente universitario presso il Trottier Institute for Research on Exoplanets, dove Dang lavorava all’epoca come ricercatrice post-dottorato (Banting Postdoctoral Researcher). Dang ha continuato a seguirlo anche dopo essere diventata docente presso l’Università di Waterloo, trasformando così il progetto di tirocinio in uno studio pubblicato basato sui dati del JWST.