James Webb conferma il suo primo transito di un esopianeta

Si tratta di LHS 475b, pianeta simile alla Terra che dista 41 anni luce da noi. JWST dimostra inoltre le sue potenzialità nella rilevazione degli spettri di pianeti simili alla Terra.

Sono state presentate nella giornata di ieri, con una conferenza da parte della American Astronomical Society, le conclusioni di alcune osservazioni del telescopio JWST eseguite il 31 agosto 2022.

Puntando il suo gigantesco specchio verso la costellazione dell’ottante, Webb ha osservato la nana rossa LHS 475. Da precedenti osservazioni del satellite cacciatore di pianeti TESS si riteneva che questa stella fosse casa di un pianeta.
Per mezzo dello studio della curva di luce di tale stella, grazie all’efficace tecnica del transito, è stato possibile confermare la presenza del pianeta.

Grafico con la curva di luce rilevata dal JWST tramite lo strumento NIRSpec. Crediti: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI)

L’orbita dell’esopianeta è orientata favorevolmente per le osservazioni terrestri, permettendo così la rilevazione di una riduzione nella luce della propria stella nei momenti in cui il pianeta si frappone tra essa e la Terra. La firma della sua esistenza risulta inequivocabile nelle eccellenti osservazioni dello strumento NIRSpec, lo spettrometro che equipaggia il rilevatore nel vicino infrarosso a bordo del James Webb, e si manifesta come un oscuramento dell’1 per mille nella luminosità dell’astro che si prolunga per poco più di 30 minuti.

Le rilevazioni hanno confermato che LHS 475b, questo il suo nome, è un piccolo pianeta roccioso di raggio pari al 99% di quello terrestre con una massa che è il 91%. Orbita la sua stella in circa 2 giorni terrestri, si presume perciò che si presenti in blocco mareale con una faccia perennemente illuminata.
La temperatura di equilibrio risulta di circa 300 gradi Celsius superiore a quella della Terra, non estremamente elevata per un pianeta con un’orbita così stretta ma il dato è da inquadrare nella natura della stella LHS 475: come detto si tratta di una nana rossa con temperatura efficace di circa 3300 K. La massa stimata è di 0.262 masse solari con un raggio pari al 28% di quello della nostra stella.

Altri risultati particolarmente interessanti ce li fornisce l’analisi spettrale: analizzando gli effetti di filtraggio dell’atmosfera del pianeta (presunta, come vedremo tra un attimo) sulla luce della stella, è possibile formulare alcune deduzioni aggiuntive.

spettro di trasmissione rilevato dallo strumento NIRSpec. Crediti: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI)

Questo grafico mostra lo spettro di trasmissione come rilevato dal telescopio Webb, e mette a confronto la luce non oscurata della stella con quella acquisita durante il transito.
La linea verde rappresenta lo spettro che avrebbe una densa atmosfera di metano (come quella del satellite di Saturno Titano), eventualità che i dati escludono perché vedremmo un maggior effetto di blocco della luce alla lunghezza d’onda di 3.3 um.
La linea viola è invece lo spettro di un’atmosfera di pura anidride carbonica, che risulta molto simile alla condizione in cui il pianeta non avesse alcuna atmosfera (linea gialla).
Non è facile poter distinguere le due eventualità con l’attuale intervallo di confidenza dei dati, perché a causa della sua densità l’anidride carbonica tenderebbe a formare un’atmosfera molto sottile attorno al pianeta complicando la sua rilevazione. Una seconda campagna osservativa, già programmata per l’estate 2023, aumenterà i dati a disposizione dei ricercatori e aiuterà a indagare sulle domande aperte. L’eventuale conferma della presenza di biossido di carbonio unita alle elevate temperature del pianeta ci porterebbe ad assimilare LHS 475b a un mondo come Venere, anch’esso ricchissimo di anidride carbonica e perennemente oscurato dalle nuvole.

Sono momenti di fermento per la comunità scientifica nel settore dello studio degli esopianeti, in quanto James Webb Space Telescope dimostra le sue potenzialità nello studio dell’atmosfera di pianeti rocciosi di dimensioni simili alla Terra. È il primo telescopio con questa capacità a nostra disposizione.

Il team di ricerca che ha prodotto questi risultati è guidato da Kevin Stevenson e Jacob Lustig-Yaeger, entrambi del Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory di Laurel, Maryland. Nelle fonti vi metto l’intero paper da cui ho estrapolato alcuni dati numerici. Com’è ovvio è una pubblicazione di livello tecnico estremamente alto ma offre spunti interessanti nel caso vogliate poi approfondire alcuni aspetti.

Fonti:
Comunicato NASA
Paper scientifico

Informazioni su Antonio Piras 57 Articoli
Ingegnere elettronico per lavoro, da sempre appassionato di scienza. Scopro l'osservazione astronomica grazie al telescopio della LIDL (ebbene sì) che mi svela le lune medicee un giorno prima di Galileo...ma 405 anni dopo. Da allora la passione cresce a dismisura e attualmente la coniugo alla fotografia, altro grande hobby.

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