esopianeti, pianeti in altri sistemi solari, possono orbitare molto vicino alle stelle che li ospitano. Quando la stella ospite è molto più calda del sole, l'esopianeta diventa caldo come una stella. Il pianeta "ultra-caldo" più caldo è stato scoperto l'anno scorso dagli astronomi americani. Oggi, un team internazionale guidato da ricercatori dell'Università di Ginevra (UNIGE), che ha collaborato con teorici dell'Università di Berna (UNIBE), Svizzera, scoprì la presenza di vapori di ferro e titanio nell'atmosfera di questo pianeta. Il rilevamento di questi metalli pesanti è stato reso possibile dalla temperatura superficiale del pianeta, che raggiunge più di 4000 gradi. Questa scoperta è pubblicata sulla rivista Natura .

KELT-9 è una stella situata a 650 anni luce dalla Terra nella costellazione del Cigno (il Cigno). Con una temperatura superiore a 10, 000 gradi, fa quasi il doppio del sole. Questa stella è orbitata da un gigantesco pianeta gassoso KELT-9b, che è 30 volte più vicino della distanza della Terra dal sole. A causa di questa vicinanza, il pianeta gira intorno alla sua stella in 36 ore e viene riscaldato ad una temperatura di oltre 4, 000 gradi. Non è caldo come il sole, ma più caldo di molte stelle. Attualmente, non sappiamo ancora che aspetto abbia una tale atmosfera planetaria, o come può evolversi in tali condizioni.

I ricercatori dell'NCCR PlanetS hanno eseguito uno studio teorico sull'atmosfera del pianeta KELT-9b. "I risultati di queste simulazioni mostrano che la maggior parte delle molecole trovate lì dovrebbero essere in forma atomica, perché i legami che li tengono insieme sono rotti da collisioni tra particelle che si verificano a queste temperature estremamente elevate, " spiega Kevin Heng, professore all'UNIBE. Questa è una diretta conseguenza della temperatura estrema. Il loro studio prevede anche che dovrebbe essere possibile osservare il ferro atomico gassoso nell'atmosfera del pianeta utilizzando gli attuali telescopi.

La luce rivela i componenti chimici dell'atmosfera

Il team di ricerca aveva osservato questo pianeta proprio mentre si muoveva di fronte alla sua stella ospite (cioè durante un transito). Durante il transito, una piccola frazione della luce della stella filtra attraverso l'atmosfera del pianeta, e l'analisi di questa luce filtrata può rivelare la composizione chimica dell'atmosfera. Ciò si ottiene con uno spettrografo, che separa la luce bianca nel suo spettro componente. vapore di ferro, se presente, lascerebbe un'impronta riconoscibile nello spettro del pianeta.

Utilizzando lo spettrografo HARPS-Nord, costruito a Ginevra e installato sul Telescopio Nazionale Galileo a La Palma, gli astronomi hanno scoperto un forte segnale corrispondente al vapore di ferro nello spettro del pianeta. "Con le previsioni teoriche alla mano, era come seguire una mappa del tesoro, "dice Jens Hoeijmakers, ricercatore presso le Università di Ginevra e Berna e autore principale dello studio. "E quando abbiamo scavato più a fondo nei dati, abbiamo trovato ancora di più, " aggiunge. Il team ha anche rilevato la firma del titanio in forma di vapore.

Questa scoperta rivela le proprietà atmosferiche di una nuova classe di cosiddetti "Giove ultra-caldi". Però, gli scienziati ritengono che molti esopianeti siano completamente evaporati in ambienti simili a KELT-9b. Sebbene questo pianeta sia probabilmente abbastanza massiccio da resistere all'evaporazione totale, questo nuovo studio dimostra il forte impatto della radiazione stellare sulla composizione dell'atmosfera. Infatti, queste osservazioni confermano che le alte temperature su questo pianeta rompono la maggior parte delle molecole, compresi quelli contenenti ferro o titanio. Negli esopianeti giganti più freddi, si pensa che queste specie atomiche siano nascoste all'interno di ossidi gassosi o sotto forma di particelle di polvere, rendendoli difficili da rilevare. Questo non è il caso di KELT-9b. "Questo pianeta è un laboratorio unico per analizzare come le atmosfere possono evolversi sotto un'intensa radiazione stellare, "conclude David Ehrenreich, investigatore principale con il team FOUR ACES dell'UNIGE.