Gli astronomi hanno osservato per la prima volta chiare differenze tra le regioni dell’alba e del tramonto nell’atmosfera di un gigantesco pianeta extrasolare al di fuori del Sistema Solare. La rilevazione, effettuata con il telescopio spaziale James Webb, coinvolge WASP-121 b, un Giove ultracaldo con temperature estreme.
Il pianeta è così vicino alla sua stella che la rotazione è sincronizzata con l’orbita, che mantiene un emisfero permanentemente rivolto verso la stella, riscaldato a circa 2.500°C, mentre il lato notturno rimane circa 1.775°C più freddo. Questa configurazione crea zone di transizione contrassegnate chiamate terminatori.
Variazioni confermate tra i terminatori
Le osservazioni hanno rivelato un’asimmetria nell’assorbimento della luce infrarossa durante il transito del pianeta. Il terminatore pomeridiano (tramonto) assorbe più luce rispetto al terminatore mattutino (alba), il che indica temperature e composizioni chimiche diverse.
I forti venti trasportano il calore dal lato diurno a quello notturno, riscaldando maggiormente la regione nel pomeriggio. Quando la temperatura aumenta, questa zona si espande, espandendo la sezione trasversale del pianeta e cambiando il modo in cui filtra la luce della stella.
I dati dello strumento NIRSpec di James Webb hanno mostrato anche un aumento del segnale del monossido di carbonio al crepuscolo, un effetto attribuito alla temperatura, e un’effettiva riduzione della quantità di vapore acqueo, che si dissocia alle alte temperature.
Lato giorno e notte di un pianeta estremo
WASP-121 b ha temperature medie di circa 2.770 Kelvin (quasi 2.500°C) sul lato diurno e 1.000 Kelvin (circa 725°C) sul lato notturno. Durante il transito, la rotazione del pianeta di circa 30 gradi permette di mappare con precisione le diverse longitudini dell’atmosfera.
Questa tecnica sfrutta la variazione temporale del segnale luminoso filtrato dall’atmosfera, convertendo il tempo in posizione longitudinale. I ricercatori hanno evitato la media abituale di tutto il traffico e hanno consentito la variazione temporale, ottenendo un migliore adattamento statistico ai dati.
Limiti degli attuali modelli atmosferici
I modelli simulati hanno confermato l’effetto della variazione di temperatura, ma il segnale osservato è stato maggiore del previsto. Gli scienziati sospettano la presenza di nubi di silicati nel terminatore mattutino, che bloccano la radiazione infrarossa e simulano temperature più basse.
Questo tipo di osservazione mette in luce le lacune dei modelli attuali, che hanno ancora difficoltà a incorporare le nuvole in modo realistico. Gli aggiustamenti preliminari hanno migliorato l’accordo, ma saranno necessari modelli più sofisticati.
Percorso per studi futuri
Il metodo apre la strada alla mappatura della struttura longitudinale di altri Giove ultracaldi. I ricercatori hanno già identificato ulteriori obiettivi con intervallo di temperatura e velocità di rotazione adeguati per ripetere l’analisi.
Lo studio è stato condotto da Cyril Gapp, un dottorando presso l’Istituto Max Planck per l’astronomia, in Germania, e pubblicato questo mercoledì (6/10) sulla rivistaAstronomia della natura.
