Maggio 22, 2024

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Rilevare l’atmosfera che circonda una Terra surriscaldata – rts.ch

Rilevare l’atmosfera che circonda una Terra surriscaldata – rts.ch

Un team internazionale di astronomi con la partecipazione svizzera è stato sorpreso di scoprire chiari indizi della presenza di un’atmosfera attorno a un pianeta extrasolare di tipo super-Terra, nonostante il caldo estremo che prevale lì. La scoperta è stata fatta utilizzando il telescopio spaziale James Webb.

“È stato del tutto inaspettato”, afferma il professor Brice-Olivier Demaury, coautore di questo lavoro all’Università di Berna. Il team di ricerca ha dimostrato che l’esopianeta 55 Cancri e, che si trova a 41 anni luce dalla Terra, potrebbe essere circondato da un’atmosfera densa nonostante la sua elevata temperatura e la forte radiazione a cui è esposto.

>> Come rilevare l’atmosfera:
Questa curva di luce mostra il cambiamento di luminosità del sistema 55 Cancri, poiché il pianeta roccioso 55 Cancri e, il più vicino dei cinque pianeti conosciuti nel sistema, si sposta dietro la stella: si tratta di un’eclissi secondaria. Quando il pianeta è vicino alla stella, la luce nel medio infrarosso proveniente sia dalla stella che dal lato diurno del pianeta raggiunge il telescopio e il sistema appare più luminoso. Quando il pianeta è dietro la stella, la luce proveniente dal pianeta viene bloccata e solo la luce della stella raggiunge il telescopio, con conseguente diminuzione della luminosità apparente. Sottraendo la luminosità della stella dalla luminosità combinata della stella e del pianeta, è possibile calcolare la quantità di luce infrarossa proveniente dal lato diurno del pianeta. Ciò rende possibile calcolare la temperatura sul lato diurno e dedurre se il pianeta ha o meno un’atmosfera. [Illustration: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI) – Science: Aaron Bello-Arufe (NASA-JPL)]

È uno dei cinque pianeti conosciuti in orbita attorno a una stella simile al sole nella costellazione del Cancro. Con un diametro circa doppio di quello della Terra e una densità leggermente superiore, il pianeta è una super-Terra: più grande della Terra e più piccola di Nettuno, con una composizione simile ai pianeti rocciosi del nostro sistema solare.

Un mare di lava

Con la temperatura lì, circa 1.700 gradi, i gas dovrebbero volatilizzarsi rapidamente. Tuttavia, studi precedenti avevano dimostrato che il calore è distribuito in tutto il pianeta, suggerendo la presenza di un’atmosfera.

>> Un’atmosfera ricca di sostanze volatili: Lo spettro di emissione termica mostra la luminosità (sull'ascissa) di diverse lunghezze d'onda della luce infrarossa (sull'ascissa) emessa dall'esopianeta super-Terra 55 Cancri e.  Questo spettro mostra che il pianeta potrebbe essere circondato non solo da rocce evaporate, ma forse anche da un’atmosfera ricca di anidride carbonica o monossido di carbonio, oltre ad altri elementi volatili.  Il grafico confronta i dati raccolti da NIRCam (punti arancioni) e MIRI (punti viola) con due diversi modelli.  Il modello A (rosso) mostra come dovrebbe apparire lo spettro di emissione di 55 Cancri e se la sua atmosfera fosse costituita da rocce in evaporazione.  Il modello B (blu) mostra come dovrebbe apparire lo spettro di emissione se il pianeta avesse un'atmosfera ricca di volatili evacuata da un oceano di magma con un contenuto volatile simile a quello del mantello terrestre.  I dati MIRI e NIRCam sono coerenti con il modello ricco di volatili. [Illustration: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI) - Science: Renyu Hu (JPL), Aaron Bello-Arufe (JPL), Diana Dragomir (Uni of New Mexico)]
Lo spettro di emissione termica mostra la luminosità (sull’ascissa) di diverse lunghezze d’onda della luce infrarossa (sull’ascissa) emessa dall’esopianeta super-Terra 55 Cancri e. Questo spettro mostra che il pianeta potrebbe essere circondato non solo da rocce evaporate, ma forse anche da un’atmosfera ricca di anidride carbonica o monossido di carbonio, oltre ad altri elementi volatili. Il grafico confronta i dati raccolti da NIRCam (punti arancioni) e MIRI (punti viola) con due diversi modelli. Il modello A (rosso) mostra come dovrebbe apparire lo spettro di emissione di 55 Cancri e se la sua atmosfera fosse costituita da rocce in evaporazione. Il modello B (blu) mostra come dovrebbe apparire lo spettro di emissione se il pianeta avesse un’atmosfera ricca di volatili evacuata da un oceano di magma con un contenuto volatile simile a quello del mantello terrestre. I dati MIRI e NIRCam sono coerenti con il modello ricco di volatili. [Illustration: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI) – Science: Renyu Hu (JPL), Aaron Bello-Arufe (JPL), Diana Dragomir (Uni of New Mexico)]

Questo pianeta extrasolare è stato scoperto 20 anni fa. Orbita così vicino alla sua stella (un anno dura solo 18 ore) che la sua superficie deve sciogliersi per formare un profondo oceano di magma. Gli scienziati ora ipotizzano che questa lava potrebbe emettere gas sufficiente a mantenere l’atmosfera nonostante il caldo.

Il team ritiene che i gas che ricoprono 55 Cancri e provengano dall’interno. L’atmosfera centrale probabilmente è scomparsa molto tempo fa a causa dell’elevata temperatura e dell’intensa radiazione della stella. Si tratterà quindi di un’atmosfera secondaria costantemente rinnovata dall’oceano di magma. Il magma non è costituito solo da cristalli liquidi e rocce, ma contiene anche molti gas disciolti.

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Migliore comprensione del nostro sistema solare

“Queste scoperte sono importanti anche per noi”, spiega Brice-Olivier Demauri, che studia il pianeta 55 Cancri e dall’inizio della sua carriera. “Questo tipo di super-Terra è relativamente comune, ma non esiste sul nostro pianeta .” Sistema solare”.

“Se impariamo di più sulle super-Terre in altri sistemi solari, ci avvicineremo alla domanda ancora inspiegata del perché ciò accade”, afferma l’astrofisico. “Si tratta quindi di comprendere meglio il nostro sistema solare e quindi le nostre origini”.

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Sebbene troppo caldo per essere abitabile, 55 Cancri e potrebbe rappresentare un’occasione unica per studiare le interazioni tra atmosfera, superficie e interno dei pianeti rocciosi, e forse fornire informazioni sull’origine della Terra, di Venere e di Marte, che potrebbero anche essere stati ricoperti di magma.

Gli scienziati ora vogliono effettuare misurazioni simili su pianeti rocciosi più distanti, per scoprire di più. Essi Stare Pubblicato mercoledì sulla rivista Nature.

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sjak e ats