Un team di astronomi guidato da Elyar Sedaghati, un borsista dell'ESO e neolaureato alla TU Berlin, ha esaminato l'atmosfera dell'esopianeta [WASP-19b] in modo più dettagliato che mai. Questo straordinario pianeta ha circa la stessa massa di Giove, ma è così vicino alla sua stella madre che completa un'orbita in appena 19 ore e si stima che la sua atmosfera abbia una temperatura di circa 2000 gradi Celsius.

Mentre WASP-19b passa davanti alla sua stella madre, parte della luce stellare passa attraverso l'atmosfera del pianeta e lascia sottili impronte digitali nella luce che alla fine raggiunge la Terra. Utilizzando lo strumento FORS2 sul Very Large Telescope, il team è stato in grado di analizzare attentamente questa luce e dedurre che l'atmosfera conteneva piccole quantità di ossido di titanio, acqua e tracce di sodio, accanto a una foschia globale fortemente dispersiva.

"Rilevare tali molecole è, però, nessuna impresa semplice, " spiega Elyar Sedaghati, che ha trascorso 2 anni come studente dell'ESO per lavorare a questo progetto. "Non solo abbiamo bisogno di dati di qualità eccezionale, ma abbiamo anche bisogno di eseguire un'analisi sofisticata. Abbiamo usato un algoritmo che esplora molti milioni di spettri che abbracciano un'ampia gamma di composizioni chimiche, temperature, e proprietà di nuvole o foschia per trarre le nostre conclusioni."

L'ossido di titanio si vede raramente sulla Terra. È noto che esiste nelle atmosfere delle stelle fredde. Nelle atmosfere di pianeti caldi come WASP-19b, funge da assorbitore di calore. Se presente in quantità sufficienti, queste molecole impediscono al calore di entrare o uscire dall'atmosfera, portando ad un'inversione termica:la temperatura è più alta nell'atmosfera superiore e più bassa più in basso, l'opposto della situazione normale. L'ozono svolge un ruolo simile nell'atmosfera terrestre, dove provoca l'inversione nella stratosfera.

"La presenza di ossido di titanio nell'atmosfera di WASP-19b può avere effetti sostanziali sulla struttura e sulla circolazione della temperatura atmosferica". spiega Ryan MacDonald, un altro membro del team e un astronomo dell'Università di Cambridge, Regno Unito. "Essere in grado di esaminare gli esopianeti a questo livello di dettaglio è promettente e molto eccitante". aggiunge Nikku Madhusudhan dell'Università di Cambridge che ha curato l'interpretazione teorica delle osservazioni.

Gli astronomi hanno raccolto osservazioni di WASP-19b per un periodo di più di un anno. Misurando le variazioni relative nel raggio del pianeta a diverse lunghezze d'onda della luce che è passata attraverso l'atmosfera dell'esopianeta e confrontando le osservazioni con i modelli atmosferici, potrebbero estrapolare proprietà diverse, come il contenuto chimico, dell'atmosfera dell'esopianeta.

Queste nuove informazioni sulla presenza di ossidi metallici come l'ossido di titanio e altre sostanze consentiranno una modellazione molto migliore delle atmosfere degli esopianeti. Guardando al futuro, una volta che gli astronomi saranno in grado di osservare le atmosfere di pianeti possibilmente abitabili, i modelli migliorati daranno loro un'idea molto migliore di come interpretare tali osservazioni.

"Questa importante scoperta è il risultato di un restauro dello strumento FORS2 che è stato fatto proprio per questo scopo, " aggiunge il membro del team Henri Boffin, dell'ESO, che ha guidato il progetto di ristrutturazione. "Da allora, FORS2 è diventato lo strumento migliore per eseguire questo tipo di studio da terra."

Questa ricerca è stata presentata nell'articolo intitolato "Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter" di Elyar Sedaghati et. al. apparire in Natura .