Tra i pianeti più estremi scoperti oltre i confini del nostro sistema solare ci sono i pianeti di lava:mondi caldi e infuocati che girano così vicini alla loro stella ospite che alcune regioni sono probabilmente oceani di lava fusa. Secondo gli scienziati della McGill University, Università di York, e l'Indian Institute of Science Education, l'atmosfera e il ciclo meteorologico di almeno uno di questi esopianeti sono ancora più strani, caratterizzato dall'evaporazione e dalla precipitazione delle rocce, venti supersonici che infuriano oltre i 5000 km/h, e un oceano di magma profondo 100 km.

In uno studio pubblicato su Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , gli scienziati usano simulazioni al computer per prevedere le condizioni su K2-141b, un esopianeta delle dimensioni della Terra con una superficie, oceano, e atmosfera tutti fatti degli stessi ingredienti:rocce. Il tempo estremo previsto dalla loro analisi potrebbe cambiare in modo permanente la superficie e l'atmosfera di K2-141b nel tempo.

"Lo studio è il primo a fare previsioni sulle condizioni meteorologiche su K2-141b che possono essere rilevate a centinaia di anni luce di distanza con telescopi di nuova generazione come il James Webb Space Telescope, " dice l'autore principale Giang Nguyen, un dottorato di ricerca studente della York University che ha lavorato allo studio sotto la supervisione del professor Nicolas Cowan della McGill University.

Due terzi dell'esopianeta affrontano una luce del giorno infinita

Nell'analizzare il modello di illuminazione dell'esopianeta, il team ha scoperto che circa i due terzi di K2-141b affronta la luce del giorno perpetua, piuttosto che l'emisfero illuminato a cui siamo abituati sulla Terra. K2-141b appartiene a un sottoinsieme di pianeti rocciosi che orbitano molto vicino alla loro stella. Questa vicinanza mantiene l'esopianeta bloccato gravitazionalmente in posizione, il che significa che lo stesso lato è sempre rivolto verso la stella.

Il lato notturno sperimenta temperature gelide inferiori a -200 C. Il lato diurno dell'esopianeta, a una stima di 3000 C, è abbastanza caldo da non solo sciogliere le rocce ma anche vaporizzarle, creando infine un'atmosfera sottile in alcune aree. "La nostra scoperta probabilmente significa che l'atmosfera si estende un po' oltre la riva dell'oceano di magma, rendendo più facile l'individuazione con i telescopi spaziali, "dice Nicolas Cowan, professore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dei pianeti della McGill University.

Come il ciclo dell'acqua della Terra, solo con le rocce

Sorprendentemente, l'atmosfera di vapore di roccia creata dal calore estremo subisce precipitazioni. Proprio come il ciclo dell'acqua sulla Terra, dove l'acqua evapora, sale nell'atmosfera, condensa, e ricade come pioggia, così anche il sodio, monossido di silicio, e biossido di silicio su K2-141b. Sulla terra, la pioggia torna negli oceani, dove evaporerà di nuovo e il ciclo dell'acqua si ripeterà. Su K2-141b, il vapore minerale formato dalla roccia evaporata viene trascinato sul lato gelido della notte da venti supersonici e le rocce "piovono" di nuovo giù in un oceano di magma. Le correnti risultanti tornano al lato caldo dell'esopianeta, dove la roccia evapora ancora una volta.

Ancora, il ciclo su K2-141b non è stabile come quello sulla Terra, dicono gli scienziati. Il flusso di ritorno dell'oceano di magma verso il lato diurno è lento, e di conseguenza prevedono che la composizione minerale cambierà nel tempo, modificando eventualmente la superficie e l'atmosfera di K2-141b.

"Tutti i pianeti rocciosi, compresa la Terra, all'inizio erano mondi fusi, ma poi si sono rapidamente raffreddati e solidificati. I pianeti di lava ci danno uno sguardo raro in questa fase dell'evoluzione planetaria, " afferma il professor Cowan del Dipartimento di Scienze della Terra e dei pianeti.

Il prossimo passo sarà verificare se queste previsioni sono corrette, dicono gli scienziati. Il team ha ora i dati del telescopio spaziale Spitzer che dovrebbero dare loro una prima occhiata alle temperature diurne e notturne dell'esopianeta. Con il lancio del telescopio spaziale James Webb nel 2021, potranno anche verificare se l'atmosfera si comporta come previsto.