Nuove ricerche spiegano perché il nostro sistema solare non ha un mini-Nettuno
La ricerca di esopianeti, ovvero pianeti al di fuori del nostro sistema solare, è un campo di studio relativamente recente. Gli scienziati dell’ExoLab dell’Università del Kansas, come Jonathan Brande, utilizzano dati provenienti da telescopi spaziali come il Telescopio Spaziale Hubble e il Telescopio Spaziale Webb per studiare questi corpi celesti. Quando si parla di pianeti “simili alla Terra” o in grado di sostenere la vita umana, si fa riferimento proprio agli esopianeti presenti nella nostra galassia, la Via Lattea.
Jonathan Brande, dottorando all’ExoLab, ha recentemente pubblicato uno studio sulla rivista scientifica The Astrophysical Journal Letters, in cui presenta nuovi dettagli sull’atmosfera di 15 esopianeti simili a Nettuno. Sebbene nessuno di questi pianeti possa sostenere la vita umana, comprendere meglio il loro comportamento potrebbe aiutarci a capire perché nel nostro sistema solare non abbiamo un piccolo Nettuno, mentre la maggior parte degli altri sistemi solari sembra averne uno.
Brande si è concentrato sullo studio delle atmosfere degli esopianeti attraverso la spettroscopia di trasmissione. Quando un pianeta transita davanti alla sua stella, la luce di quest’ultima passa attraverso l’atmosfera del pianeta, venendo assorbita dai vari gas presenti. Analizzando lo spettro della stella, è possibile rilevare le variazioni di luminosità che indicano quali gas assorbono la luce nell’atmosfera del pianeta.
Uno degli obiettivi principali dello studio è stato esplorare le spiegazioni fisiche dietro le diverse apparenze di questi pianeti, in particolare le regioni in cui tendono a formarsi nubi o foschie ad alta quota nell’atmosfera. Quando sono presenti aerosol atmosferici, possono bloccare la luce che filtra attraverso l’atmosfera. Se osserviamo il vapore acqueo nell’atmosfera di un pianeta, ciò indica che non ci sono nubi ad altezze sufficienti a bloccarne l’assorbimento. Al contrario, se non si osserva vapore acqueo e si vede solo uno spettro piatto, nonostante si sappia che il pianeta dovrebbe avere un’atmosfera estesa, ciò suggerisce la probabile presenza di nubi o foschie ad altitudini superiori.
Brande ha guidato un team internazionale di astronomi nello studio, che includeva il suo supervisore Ian Crossfield, professore associato di fisica e astronomia all’Università del Kansas, e collaboratori del Max Planck Institute di Heidelberg, Germania, guidati da Laura Kreidberg, e ricercatori dell’Università del Texas ad Austin, guidati da Caroline Morley.
L’approccio di Brande e dei suoi coautori all’analisi è stato diverso dai precedenti studi, concentrandosi sulla determinazione dei parametri fisici delle atmosfere dei piccoli Nettuno, piuttosto che adattare un singolo modello spettrale alle osservazioni. Hanno utilizzato una tecnica nota come “retrieval atmosferico”, modellando l’atmosfera attraverso vari parametri planetari come la quantità di vapore acqueo e la posizione delle nubi, eseguendo centinaia di migliaia di simulazioni per trovare la configurazione migliore.
I risultati di Brande forniscono intuizioni sul comportamento di queste atmosfere planetarie e hanno suscitato “notevole interesse” quando sono stati presentati a un recente incontro della American Astronomical Society.
Inoltre, Brande fa parte di un programma internazionale di osservazione, guidato da Crossfield, che ha annunciato la scoperta di vapore acqueo su GJ 9827d, un pianeta caldo come Venere e situato a 97 anni luce dalla Terra nella costellazione dei Pesci. Le osservazioni, effettuate con il Telescopio Spaziale Hubble, mostrano che il pianeta potrebbe essere solo un esempio di pianeti ricchi di acqua nella Via Lattea.