Un team internazionale guidato dall'astrofisica Carolina von Essen, ha utilizzato lo spettrografo OSIRIS sul Gran Telescopio Canarias (GTC) per studiare la composizione chimica di un pianeta la cui temperatura di equilibrio è di circa 3, 200°C.

WASP-33, il sistema pianeta-stella oggetto di questo lavoro di ricerca, si trova a circa 380 anni luce dalla Terra. La stella ospite è la prima stella Delta Scuti nota per essere orbitata da un Giove caldo. Le pronunciate pulsazioni stellari, che mostra periodi comparabili alla durata del transito primario, interferire con la modellazione del transito. Così, è estremamente impegnativo effettuare un'adeguata caratterizzazione delle proprietà fisiche dell'esopianeta senza affrontare la variabilità della stella.

WASP-33b è molto interessante da solo:la sua temperatura è di circa 3, 200°C, che lo colloca tra i pochi esopianeti di Giove ultra-caldi conosciuti fino ad oggi. Il suo periodo orbitale è di appena 29 ore, e la sua orbita è quasi perpendicolare al piano equatoriale della stella. Tra l'altro insieme di particolarità, il suo senso di moto è contrario a quello della rotazione della stella.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Astronomia e astrofisica , analizza la composizione chimica della sua atmosfera. Questo è importante perché "Gli attuali modelli di atmosfere esoplanetarie prevedono che i Giove ultra-caldi dovrebbero essere privi di nuvole, e presentano una gamma di ossidi nello spettro visibile, come l'ossido di vanadio, ossido di titanio, e ossido di alluminio, " spiega Carolina von Essen, dell'Università di Aarhus (Danimarca), il ricercatore principale di questo studio. "Ma c'è un numero limitato di esopianeti per i quali queste molecole sono state rilevate con un alto significato, che ci fa mettere in discussione i modelli."

Una determinazione dettagliata della composizione chimica dei Giove ultra-caldi ha il potenziale per sfidare i modelli attuali delle atmosfere degli esopianeti. Esiste una stretta simbiosi tra modelli e osservazioni, di cui questo studio è un buon esempio, mentre rivela il primo segno di ossido di alluminio nell'atmosfera di WASP-33b, come previsto dalla teoria.

"La sensibilità e le prestazioni di GTC e OSIRIS sono state la chiave del successo di queste osservazioni impegnative, "dice Hervé Bouy, coautore di questo articolo. "Questa combinazione ha fatto della GTC, negli ultimi anni, un telescopio chiave nello studio delle atmosfere esoplanetarie, " aggiunge Antonio Cabrera Lavers, Capo delle operazioni scientifiche del GTC.

I dati ad alta precisione raccolti da GTC/OSIRIS hanno permesso a questo team di costruire un modello fisicamente motivato della variabilità intrinseca della stella ospite. Qui, le pulsazioni di WASP-33 e le loro variazioni di ampiezza con la lunghezza d'onda sono state prese in considerazione nel determinare la variabilità cromatica della dimensione planetaria. "Utilizzando metodi moderni per determinare la composizione chimica di WASP-33b, troviamo che la caratteristica osservata nello spettro di trasmissione di WASP-33b tra 450 e 550 nm può essere meglio spiegata dall'ossido di alluminio nella sua atmosfera, " dice von Essen. Il team non ha riscontrato prove significative di altre molecole, ma un'abbondanza piuttosto elevata di ossido di alluminio. Così, saranno necessarie nuove osservazioni da strumenti terrestri e spaziali per confermare questa rilevazione.