Il telescopio James Webb rivela il pianeta super-Giove più vecchio e freddo mai fotografato
Nelle immagini ottenute dal JWST/MIRI, è visibile solo un punto luminoso. Tuttavia, le analisi iniziali suggeriscono la presenza di un pianeta gassoso dalle proprietà simili a quelle di Giove. Grazie al JWST, i ricercatori hanno catturato una nuova immagine di Eps Ind Ab, un super-Giove con una distanza orbitale molto maggiore rispetto alle stime precedenti. Questa scoperta, che mette in evidenza un esopianeta più freddo del solito, richiede una revisione della sua massa e della sua orbita, offrendo anche un nuovo metodo per studiare i giganti gassosi freddi attraverso l’ imaging diretto e l’analisi spettrale.
Elisabeth Matthews, ricercatrice presso l’Istituto Max Planck per l’Astronomia a Heidelberg, Germania, e autrice principale dell’articolo di ricerca, ha espresso sorpresa nel vedere che il punto luminoso nelle immagini MIRI non corrispondeva alla posizione attesa per il pianeta. Studi precedenti avevano identificato correttamente un pianeta in questo sistema, ma avevano sottovalutato la massa e la separazione orbitale di questo super-Giove. Con l’aiuto del JWST, il team è riuscito a chiarire questi dati.
La scoperta è insolita sotto vari aspetti, mostrando il primo esopianeta immaginato con il JWST che non era stato precedentemente osservato da terra, e si presenta molto più freddo rispetto ai pianeti gassosi finora studiati dal JWST. L’immagine indica che il pianeta appare come un punto luminoso, fornendo così una prova diretta della sua esistenza.
Il pianeta orbita attorno alla componente principale del vicino sistema stellare triplo Epsilon Indi, o Eps Ind. Le convenzioni di denominazione astronomica assegnano l’etichetta Epsilon Indi A alla stella principale, una stella nana rossa leggermente più piccola e più fredda del sole. Il nome del pianeta viene costruito aggiungendo una “b”, risultando nella designazione Epsilon Indi Ab.
I nuovi dati del JWST sono coerenti con un super-Giove che ha una massa sei volte quella di Giove nel Sistema Solare. Epsilon Indi Ab orbita attorno alla sua stella su un’orbita eccentrica, ellittica, la cui separazione massima da Eps Ind A dovrebbe variare tra 20 e 40 unità astronomiche.
Solo pochi pianeti giganti gassosi freddi che orbitano attorno a stelle dell’età del sole sono noti fino ad oggi, e questi sono stati tutti inferiti indirettamente da misurazioni della velocità radiale. Attraverso l’imaging e l’analisi spettrale dei pianeti, gli astronomi possono studiare le loro atmosfere e tracciare l’evoluzione dei sistemi planetari rispetto ai modelli computazionali.
Tuttavia, questi pianeti sono difficili da trovare utilizzando i metodi di rilevamento classici. I pianeti lontani dalle loro stelle ospiti sono tipicamente molto freddi, a differenza dei caldi Giove che orbitano le loro stelle a separazioni di solo pochi raggi stellari. Le orbite ampie hanno poche probabilità di essere allineate lungo la linea di vista per produrre un segnale di transito. Inoltre, misurare i loro segnali con il metodo della velocità radiale è complicato quando solo una piccola sezione dell’orbita può essere monitorata.
Per questo motivo, il team di Matthews ha adottato un approccio diverso, decidendo di fotografare il pianeta noto utilizzando un metodo comunemente noto come imaging diretto . Poiché le stelle ospiti degli esopianeti sono così luminose, oscurano qualsiasi altro oggetto vicino. Per questo motivo, il team ha impiegato la camera MIRI del JWST equipaggiata con un coronografo, una maschera che blocca la luce della stella come un’eclissi artificiale. Un altro vantaggio è la vicinanza di Eps Ind alla Terra, che è di solo 12 anni luce. La minore distanza dalla stella, maggiore è la separazione tra due oggetti in un’immagine, offrendo una migliore possibilità di mitigare l’interferenza della stella ospite. MIRI era la scelta perfetta perché osserva nel termico o medio infrarosso, dove gli oggetti freddi brillano intensamente.
Il team ha scoperto un segnale nei dati che non corrispondeva all’esopianeta previsto. Tuttavia, prima di poter effettuare tale valutazione, gli astronomi hanno dovuto escludere che il segnale provenisse da una fonte di sfondo non correlata a Epsilon Indi A. Le analisi hanno mostrato che il segnale proveniva molto probabilmente da una fonte extragalattica di sfondo.