È impossibile ottenere immagini dirette degli esopianeti poiché sono mascherati dall'elevata intensità luminosa delle loro stelle. Però, gli astronomi guidati dall'UNIGE propongono di rilevare le molecole presenti nell'atmosfera dell'esopianeta per renderlo visibile, purché queste stesse molecole siano assenti dalla sua stella. I ricercatori hanno sviluppato un dispositivo sensibile alle molecole selezionate, rendendo invisibile la stella e permettendo agli astronomi di osservare il pianeta. I risultati appaiono sulla rivista Astronomia e astrofisica .

Fino ad ora, solo pochi pianeti situati molto lontano dalle stelle che li ospitano potevano essere distinti in un'immagine, in particolare grazie allo strumento SPHERE installato sul Very Large Telescope (VLT) in Cile, e strumenti simili altrove. Jens Hoeijmakers, ricercatore presso il Dipartimento di Astronomia dell'Osservatorio della Facoltà di Scienze dell'UNIGE e membro di NCCR PlanetS, si chiedeva se fosse possibile risalire alla composizione molecolare dei pianeti. "Concentrandosi su molecole presenti solo sull'esopianeta studiato che sono assenti dalla sua stella ospite, la nostra tecnica "cancellerebbe" efficacemente la stella, lasciando solo l'esopianeta, " lui spiega.

Per testare questa nuova tecnica, Hoeijmakers e un team internazionale di astronomi hanno utilizzato immagini d'archivio prese dallo strumento SINFONI della stella beta pictoris, che è noto per essere orbitato da un pianeta gigante, beta pictoris b. Ogni pixel in queste immagini contiene lo spettro di luce ricevuto da quel pixel. Gli astronomi hanno poi confrontato lo spettro contenuto nel pixel con uno spettro corrispondente ad una data molecola, ad esempio vapore acqueo, per vedere se c'è una correlazione. Se c'è una correlazione, significa che la molecola è presente nell'atmosfera del pianeta.

Applicando questa tecnica al beta pictoris b, il pianeta è diventato perfettamente visibile durante la ricerca di acqua (H2O) o monossido di carbonio (CO). Però, durante la ricerca di metano (CH4) e ammoniaca (NH3), il pianeta resta invisibile, suggerendo l'assenza di queste molecole nell'atmosfera di beta pictoris b.

La stella ospite beta pictoris rimane invisibile in tutte e quattro le situazioni. La stella è estremamente calda, e a questa temperatura elevata, queste quattro molecole vengono distrutte. "Ecco perché questa tecnica ci permette non solo di rilevare elementi sulla superficie del pianeta, ma anche per sentire la temperatura che vi regna, " spiega l'astronomo. Il fatto che i ricercatori non riescano a trovare beta pictoris b utilizzando gli spettri di metano e ammoniaca è quindi coerente con una temperatura stimata a 1700 gradi per il pianeta, che è troppo alto perché queste molecole possano esistere.

"Questa tecnica è solo agli inizi, " dice Hoeijmakers. "Dovrebbe cambiare il modo in cui i pianeti e le loro atmosfere sono caratterizzati. Siamo molto entusiasti di vedere cosa darà sui futuri spettrografi come ERIS sul Very Large Telescope in Cile o HARMONI sull'Extremely Large Telescope che sarà inaugurato nel 2025, anche in Cile, " lui dice.