Un nuovo studio condotto da scienziati dell'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) rivela che l'esopianeta gigante WASP-69b porta una coda simile a una cometa composta da particelle di elio che fuoriescono dal suo campo gravitazionale e spinte dalla radiazione ultravioletta della sua stella. I risultati di questo lavoro sono pubblicati oggi sulla rivista Scienza .

Per rilevare l'atmosfera dell'esopianeta gigante WASP-69b, gli scienziati hanno utilizzato lo strumento CARMENES, che è installato sul telescopio di 3,5 metri dell'Osservatorio di Calar Alto (situato ad Almería, Spagna). Questo spettrografo copre simultaneamente la gamma di lunghezze d'onda visibili e il vicino infrarosso ad alta risoluzione spettrale. Ciò ha permesso di rivelare la composizione dell'atmosfera di questo esopianeta e di trarre conclusioni sulla velocità delle particelle di elio che escono dal campo gravitazionale del pianeta e sulla lunghezza della coda che producono.

Il pianeta è stato osservato durante un transito, quando è passato davanti alla sua stella ospite. Durante questo evento, il pianeta e la sua atmosfera eclissano parte della luce delle stelle. "Abbiamo osservato un oscuramento più forte e più duraturo della luce stellare in una regione dello spettro in cui il gas elio assorbe la luce, "dice Lisa Normann, ricercatore presso l'IAC e autore principale dell'articolo pubblicato oggi sulla rivista Scienza . "La maggiore durata di questo assorbimento ci permette di dedurre la presenza di una coda, "aggiunge.

Ma questo non è l'unico risultato descritto nell'articolo. Gli autori hanno anche analizzato altri quattro pianeti in modo simile. Questi sono gli esopianeti caldi HD 189733b e HD 209458b, che hanno una massa simile a quella di Giove, il pianeta gigante estremamente caldo KELT-9b e il caldo esopianeta GJ 436b delle dimensioni di Nettuno. L'analisi non mostra estese esosfere di elio attorno agli ultimi tre pianeti, che sfida le precedenti previsioni teoriche. Il caldo Giove HD 189733b, d'altra parte, rivela un chiaro segnale di assorbimento di elio, anche se qui, l'involucro dell'elio è più compatto e non forma una coda.

Il team ha anche studiato le stelle ospiti dei cinque esopianeti utilizzando i dati della missione a raggi X multispecchio dell'Agenzia spaziale europea (ESA XMM-Newton). Hanno rilevato l'elio nelle atmosfere di quei pianeti che ricevono la maggior quantità di raggi X e radiazioni ultraviolette estreme dalle loro stelle ospiti. "Questo è un primo grande passo verso la scoperta di come le atmosfere degli esopianeti si evolvono nel tempo, e da cosa potrebbe derivare la distribuzione delle masse e dei raggi della popolazione osservata di pianeti super-Terra e mini-Nettuno, "dice Enric Pallé, Ricercatore IAC e coautore della pubblicazione.

I risultati di tali studi potrebbero confermare che le radiazioni estreme della stella ospite possono spogliare l'involucro gassoso di pianeti giganti (simili a Giove o Nettuno) e trasformarli in pianeti rocciosi con densità simili a Venere o alla Terra. "Nel passato, studi di fuga atmosferica, come quello che abbiamo visto in WASP-69b, si basavano su osservazioni spaziali dell'idrogeno nel lontano ultravioletto, una regione spettrale di accesso molto limitato e fortemente influenzata dall'assorbimento interstellare, "dice Michael Salz, ricercatore presso l'Università di Amburgo e primo autore di una pubblicazione complementare dello stesso gruppo, che si concentra sui dettagli del rilevamento in HD 189733b da pubblicare sulla rivista Astronomia e astrofisica . "I nostri risultati mostrano che l'elio è un nuovo tracciante molto promettente per studiare la fuga atmosferica negli esopianeti".

Questa nuova linea di ricerca consentirà alla comunità di ricercatori specializzati nella caratterizzazione delle atmosfere degli esopianeti di confrontare i processi di evaporazione in un ampio campione di pianeti e rispondere a domande come se i pianeti con periodi orbitali ultracorti siano effettivamente i nuclei evaporati di antichi Giove caldi .

Lo strumento CARMENES è stato sviluppato da un consorzio di undici istituzioni spagnole e tedesche, compreso l'IAC. È stato progettato per cercare pianeti di tipo terrestre nella zona abitabile delle stelle M, la regione intorno a una stella in cui le condizioni consentono l'esistenza di acqua liquida. I risultati pubblicati oggi dimostrano la capacità dello strumento di contribuire in modo significativo al campo di ricerca sull'atmosfera degli esopianeti.