L'impressione di questo artista mostra l'esopianeta WASP-12b - un mondo alieno nero come l'asfalto fresco, orbitando attorno a una stella come il nostro Sole. Gli scienziati sono stati in grado di misurare la sua albedo:la quantità di luce che il pianeta riflette. I risultati hanno mostrato che il pianeta è estremamente scuro alle lunghezze d'onda ottiche. Credito:NASA, ESA, e G. Bacon (STScI)
Gli astronomi hanno scoperto che l'esopianeta ben studiato WASP-12b non riflette quasi nessuna luce, facendolo apparire essenzialmente nero come la pece. Questa scoperta getta nuova luce sulla composizione atmosferica del pianeta e confuta anche le precedenti ipotesi sull'atmosfera di WASP-12b. I risultati sono anche in netto contrasto con le osservazioni di un altro esopianeta di dimensioni simili.
Utilizzando lo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) sul telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA, un team internazionale guidato da astronomi della McGill University, Canada, e l'Università di Exeter, UK, hanno misurato quanta luce riflette l'esopianeta WASP-12b, il suo albedo, per saperne di più sulla composizione della sua atmosfera.
I risultati sono stati sorprendenti, spiega l'autore principale Taylor Bell, uno studente di Master in astronomia alla McGill University che è affiliato con l'Institute for Research on Exoplanets:"L'albedo misurato di WASP-12b è al massimo 0,064. Questo è un valore estremamente basso, rendendo il pianeta più scuro dell'asfalto fresco!" Questo rende WASP-12b due volte meno riflettente della nostra Luna che ha un'albedo di 0,12. Bell aggiunge:"L'albedo basso mostra che abbiamo ancora molto da imparare su WASP-12b e altri simili esopianeti."
WASP-12b orbita attorno alla stella simile al Sole WASP-12A, a circa 1400 anni luce di distanza, e dalla sua scoperta nel 2008 è diventato uno degli esopianeti meglio studiati. Con un raggio quasi doppio di quello di Giove e un anno di poco più di un giorno terrestre, WASP-12b è classificato come un Giove caldo. Perché è così vicino alla sua stella madre, l'attrazione gravitazionale della stella ha allungato WASP-12b a forma di uovo e ha aumentato la temperatura superficiale del suo lato diurno a 2600 gradi Celsius.
L'alta temperatura è anche la spiegazione più probabile per la bassa albedo di WASP-12b. "Ci sono altri Giove caldi che sono stati trovati straordinariamente neri, ma sono molto più interessanti di WASP-12b. Per quei pianeti, si suggerisce che cose come nuvole e metalli alcalini siano la ragione dell'assorbimento della luce, ma quelli non funzionano per WASP-12b perché è così incredibilmente caldo, " spiega Bell.
Il lato diurno di WASP-12b è così caldo che le nuvole non possono formarsi e i metalli alcalini vengono ionizzati. È persino abbastanza caldo da rompere le molecole di idrogeno in idrogeno atomico, il che fa sì che l'atmosfera agisca più come l'atmosfera di una stella di piccola massa che come un'atmosfera planetaria. Questo porta alla bassa albedo dell'esopianeta.
Per misurare l'albedo di WASP-12b gli scienziati hanno osservato l'esopianeta nell'ottobre 2016 durante un'eclissi, quando il pianeta era quasi alla piena fase e passò per un po' dietro la sua stella ospite. Questo è il metodo migliore per determinare l'albedo di un esopianeta, poiché comporta la misurazione diretta della quantità di luce riflessa. Però, questa tecnica richiede una precisione dieci volte maggiore rispetto alle tradizionali osservazioni di transito. Utilizzando lo spettrografo di imaging del telescopio spaziale Hubble, gli scienziati sono stati in grado di misurare l'albedo di WASP-12b a diverse lunghezze d'onda.
"Dopo aver misurato l'albedo, lo abbiamo confrontato con i modelli spettrali dei modelli atmosferici precedentemente suggeriti di WASP-12b", spiega Nikolay Nikolov (Università di Exeter, UK), coautore dello studio. "Abbiamo scoperto che i dati non corrispondono a nessuno dei due modelli attualmente proposti.". I nuovi dati indicano che l'atmosfera WASP-12b è composta da idrogeno atomico ed elio.
WASP-12b è solo il secondo pianeta ad avere misurazioni dell'albedo risolte spettralmente, il primo è HD 189733b, un altro caldo Giove. I dati raccolti da Bell e dal suo team hanno permesso loro di determinare se il pianeta riflette più luce verso l'estremità blu o rossa dello spettro. Mentre i risultati per HD 189733b suggeriscono che l'esopianeta ha un colore blu intenso, WASP-12b, d'altra parte, non riflette la luce a nessuna lunghezza d'onda. WASP-12b lo fa, però, emette luce a causa della sua alta temperatura, dandogli una tonalità rossa simile a un metallo incandescente caldo.
"Il fatto che i primi due esopianeti con albedo spettrale misurato mostrino differenze significative dimostra l'importanza di questi tipi di osservazioni spettrali ed evidenzia la grande diversità tra i Giove caldi, "conclude Bell.
I risultati appariranno online il 14 settembre in The Lettere per riviste astrofisiche .
