Comunicato Stampa

Il più pesante elemento mai trovato nell'atmosfera di un esopianeta

13 Ottobre 2022

Utilizzando il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO (European Southern Observatory), alcuni astronomi hanno scoperto l'elemento più pesante mai trovato nell'atmosfera di un esopianeta: il bario. Scoprire il bario ad alta quota nelle atmosfere dei giganti gassosi ultra caldi WASP-76 b e WASP-121 b - due esopianeti, pianeti che orbitano intorno a stelle al di fuori del Sistema Solare - è stata una vera sorpresa. Questa scoperta inaspettata solleva interrogativi sulla composizione di queste atmosfere esotiche.

L'aspetto sconcertante e controintuitivo è: perché c'è un elemento così pesante negli strati superiori dell'atmosfera di questi pianeti?" afferma Tomás Azevedo Silva, dottorando presso l'Università di Porto e l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) in Portogallo, alla guida dello studio pubblicato oggi su Astronomy & Astrophysics.

WASP-76 b e WASP-121 b non sono esopianeti ordinari. Entrambi sono classificati come pianeti gioviani ultra-caldi, in quanto sono di dimensioni paragonabili a Giove pur avendo temperature di superficie molto elevate che superano i 1000°C. Ciò è dovuto alla loro vicinanza alla propria stella ospite, il che significa anche che un'orbita intorno alla stella richiede solo uno o due giorni. Questo conferisce a questi pianeti caratteristiche piuttosto esotiche; in WASP-76 b, per esempio, gli astronomi sospettano che piova ferro.

Ma anche così, per gli scienziati è stata una sorpresa trovare del bario, che è 2,5 volte più pesante del ferro, nella zona superiore dell'atmosfera di WASP-76 b e WASP-121 b. "Data l'elevata gravità dei pianeti, ci saremmo aspettati che elementi pesanti come il bario cadessero rapidamente negli strati inferiori dell'atmosfera", spiega il coautore Olivier Demangeon, ricercatore dell'Università di Porto e dell'IA.

"In un certo senso questa è stata una scoperta 'accidentale' ", dice Azevedo Silva. "Non ci aspettavamo il bario e non lo stavamoo cercando in particolare e abbiamo dovuto verificare che provenisse effettivamente dal pianeta poiché non era mai stato visto prima in nessun esopianeta".

Il fatto che il bario sia stato rilevato nelle atmosfere di entrambi questi gioviani ultra-caldi suggerisce che questa categoria di pianeti potrebbe essere ancora più strana di quanto si pensasse in precedenza. Anche se occasionalmente vediamo il bario nei nostri cieli, come nei fuochi d'artificio di colore verde brillante, rimane la domanda per gli scienziati su quale processo naturale potrebbe causare la presenza di questo elemento pesante ad altitudini così elevate in questi esopianeti. "Al momento non siamo sicuri di quali siano i meccanismi", conferma Demangeon.

Nello studio delle atmosfere degli esopianeti, i gioviani ultra-caldi sono molto utili. Come spiega Demangeon: “Essendo gassosi e caldi, le loro atmosfere sono molto estese e quindi sono più facili da osservare e studiare rispetto a quelle di pianeti più piccoli o più freddi”.

Determinare la composizione dell'atmosfera di un esopianeta richiede attrezzature molto specializzate. Il team ha utilizzato lo strumento ESPRESSO installato sul VLT dell'ESO in Cile per analizzare la luce stellare filtrata attraverso le atmosfere di WASP-76 b e WASP-121 b. Ciò ha permesso di rilevare chiaramente diversi elementi in esse contenuti, incluso il bario.

Questi nuovi risultati mostrano che abbiamo solo scalfito la superficie dei misteri degli esopianeti. Con strumenti futuri come l'ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph (ANDES), che opererà sull'ELT (Extremely Large Telescope) dell'ESO ora in costruzione, gli astronomi potranno studiare le atmosfere di esopianeti grandi e piccoli, compresi quelli dei pianeti rocciosi simili alla Terra, in modo molto più approfondito e potranno raccogliere ulteriori indizi sulla natura di questi strani mondi.

Ulteriori Informazioni

Il risultato e' stato presentato nell'articolo “Detection of Barium in the atmospheres of ultra-hot gas giants WASP-76b & WASP-121b” pubblicato da Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202244489).

L'equipe e' composta da T. Azevedo Silva (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portogallo [IA/UPorto, CAUP] e Departamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portogallo [FCUP]), O. D. S. Demangeon (IA/UPorto, CAUP e FCUP), N. C. Santos (IA/UPorto, CAUP e FCUP), R. Allart (Department of Physics, and Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal, Canada e Observatoire astronomique de l’Université de Genève, Svizzera [UNIGE]), F. Borsa (INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Italia) , E. Cristo (IA/UPorto, CAUP e FCUP) , E. Esparza-Borges (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spagna [IAC] e Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife, Spagna [IAC-ULL]) , J. V. Seidel (European Southern Observatory, Cile [ESO Cile]) , E. Palle (IAC) , S. G. Sousa (IA/UPorto), H. M. Tabernero (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Spagna [CSIC-INTA]), M. R. Zapatero Osorio (CSIC-INTA), S. Cristiani (INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste, Italia [INAF Trieste]), F. Pepe (UNIGE), R. Rebolo (IAC e IAC-ULL), V. Adibekyan (IA/UPorto e FCUP), Y. Alibert (Physikalisches Institut, University of Bern, Svizzera), S. C. C. Barros (IA/UPorto e FCUP), V. Bourrier (UNIGE) , P. Di Marcantonio (INAF Trieste), V. D’Odorico (INAF Trieste, Scuola Normale Superiore, Italy e Institute for Fundamental Physics of the Universe, Trieste, Italia [IFPU]), D. Ehrenreich (UNIGE e Centre Vie dans l’Univers, Faculté des sciences de l’Université de Genève, Svizzera), P. Figueira (UNIGE e IA/UPorto), J. I. González Hernández (IAC e Universidad de La Laguna, Departamento de Astrofísica, Spagna), C. J. A. P. Martins (UA/UPorto e Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal), A. Mehner (ESO Cile) , G. Micela (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Italia), P. Molaro (INAF Trieste e IFPU), D. Mounzer (UNIGE), N. J. Nunes (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e Departamento de Física, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portogallo), A. Sozzetti (INAF - Osservatorio Astrofisico di Torino, Italia), A. Suárez Mascareño (IAC e IAC-ULL), e S. Udry (UNIGE).

L'ESO (European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe) consente agli scienziati di tutto il mondo di scoprire i segreti dell'Universo a beneficio di tutti. Progettiamo, costruiamo e gestiamo da terra osservatori di livello mondiale - che gli astronomi utilizzano per affrontare temi interessanti e diffondere il fascino dell'astronomia - e promuoviamo la collaborazione internazionale per l'astronomia. Fondato come organizzazione intergovernativa nel 1962, oggi l'ESO è sostenuto da 16 Stati membri (Austria, Belgio, Danimarca, Francia, Finlandia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia e Svizzera), insieme con il paese che ospita l'ESO, il Cile, e l'Australia come partner strategico. Il quartier generale dell'ESO e il Planetario e Centro Visite Supernova dell'ESO si trovano vicino a Monaco, in Germania, mentre il deserto cileno di Atacama, un luogo meraviglioso con condizioni uniche per osservare il cielo, ospita i nostri telescopi. L'ESO gestisce tre siti osservativi: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’ESO gestisce il VLT (Very Large Telescope) e il VLTI (Very Large Telescope Interferometer), così come telescopi per survey come VISTA. Sempre a Paranal l'ESO ospiterà e gestirà la schiera meridionale di telescopi di CTA, il Cherenkov Telescope Array Sud, il più grande e sensibile osservatorio di raggi gamma del mondo. Insieme con partner internazionali, l’ESO gestisce APEX e ALMA a Chajnantor, due strutture che osservano il cielo nella banda millimetrica e submillimetrica. A Cerro Armazones, vicino a Paranal, stiamo costruendo "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo" - l'ELT (Extremely Large Telescope, che significa Telescopio Estremamente Grande) dell'ESO. Dai nostri uffici di Santiago, in Cile, sosteniamo le operazioni nel paese e collaboriamo con i nostri partner e la società cileni.

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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