Wasp-18b: il telescopio Webb mappa la temperatura atmosferica
L'ampia copertura spettrale e l'elevata precisione del telescopio Webb offrono nuove opportunità per lo studio dettagliato delle atmosfere dei pianeti extrasolari.
La mappa dell’atmosfera di Wasp-18b è stata realizzata da un team internazionale di astronomi durante un’eclissi secondaria, rivelando variazioni di temperatura fino a mille gradi dal punto più caldo di fronte alla stella al terminatore. Questa differenza di temperatura indica la presenza di un fattore ancora sconosciuto che impedisce ai venti di distribuire efficacemente il calore sulla superficie dell’esopianeta.
Il team ha ottenuto lo spettro di emissione termica di Wasp-18b misurando la quantità di luce emessa nell’intervallo di lunghezze d’onda dello strumento Niriss Soss (0,85 – 2,8 micron) del telescopio Webb, catturando il 65% dell’energia totale emessa dal pianeta. Durante l’eclissi secondaria, quando il pianeta si nasconde dietro la sua stella e riappare successivamente dal lato opposto, è possibile rilevare la luce combinata della stella e del pianeta, consentendo misurazioni più precise della stella stessa mentre il pianeta è oscurato.
Wasp-18b è un esopianeta noto per il suo breve periodo di rivoluzione di circa 24 ore e una massa pari a 10 volte quella di Giove, appena al di sotto della linea di demarcazione tra pianeti e nane brune. Si trova a circa 3 milioni di chilometri dalla sua stella, a una distanza di circa 325 anni luce dalla Terra. Simile al fenomeno della Luna rispetto alla Terra, Wasp-18b ha sempre un lato “diurno” rivolto verso la sua stella. La mappa della temperatura dell’esopianeta rivela un notevole cambiamento di temperatura, fino a 1000 gradi, tra il punto più caldo di fronte alla stella e il terminatore, la linea di confine tra il lato diurno e quello notturno del pianeta.
Megan Mansfield dell’Università dell’Arizona, coautrice dello studio pubblicato su Nature, afferma che il telescopio Webb fornisce una sensibilità eccezionale per creare mappe dettagliate di pianeti giganti caldi come Wasp-18b. I dati osservati confermano le previsioni dei modelli, tra cui una brusca diminuzione della temperatura lontano dal punto di fronte alla stella. Tuttavia, resta ancora un mistero la presenza di un elemento sconosciuto che impedisce ai venti di distribuire il calore in modo efficiente verso il lato notturno del pianeta. Una possibile spiegazione potrebbe essere l’esistenza di un forte campo magnetico che modifica il flusso dei venti, obbligandoli a soffiare dagli equatori verso i poli anziché da est a ovest come ci si aspetterebbe. Inoltre, sono state osservate variazioni di temperatura a diverse altitudini nell’atmosfera del gigante gassoso, con variazioni di centinaia di gradi.
Lo spettro dell’atmosfera di Wasp-18b mostra chiaramente caratteristiche correlate alla presenza di vapore acqueo, nonostante le estreme temperature di quasi 2.700 gradi Celsius che normalmente distruggerebbero la maggior parte delle molecole d’acqua. Questa scoperta evidenzia la straordinaria sensibilità del telescopio Webb. Inoltre, le misurazioni dell’atmosfera indicano che il vapore acqueo è presente a diverse altitudini.
La massa considerevole di Wasp-18b e la sua relativa vicinanza alla Terra e alla sua stella lo rendono un obiettivo affascinante per lo studio dell’atmosfera. Gli astronomi stanno non solo imparando sulla composizione delle molecole atmosferiche del pianeta, ma anche sul suo processo di formazione. Dalle osservazioni, è emerso che la composizione di Wasp-18b è molto simile a quella della sua stella, suggerendo che potrebbe essersi formato dal gas residuo presente dopo la formazione della stella stessa.
Louis-Philippe Coulombe dell’Università di Montréal afferma che questi risultati sono preziosi per comprendere la formazione di pianeti insoliti come Wasp-18b, che non hanno equivalenti nel nostro sistema solare. Gli astronomi stanno utilizzando il telescopio Webb e gli eventi di occultazione come le eclissi secondarie per ottenere una mappatura tridimensionale delle atmosfere degli esopianeti ad alto segnale-rumore come Wasp-18b, al fine di misurare lo spettro della radiazione termica del loro lato diurno e determinare le abbondanze molecolari.
