Lo strumento GRAVITY sul Very Large Telescope Interferometer (VLTI) dell'ESO ha effettuato la prima osservazione diretta di un esopianeta utilizzando l'interferometria ottica. Questo metodo ha rivelato una complessa atmosfera esoplanetaria con nuvole di ferro e silicati che turbinavano in una tempesta planetaria. La tecnica presenta possibilità uniche per caratterizzare molti degli esopianeti conosciuti oggi.

Questo risultato è stato annunciato oggi in una lettera sulla rivista Astronomia e Astrofisica dalla collaborazione GRAVITY, in cui presentano osservazioni dell'esopianeta HR8799e utilizzando l'interferometria ottica. L'esopianeta è stato scoperto nel 2010 in orbita attorno alla giovane stella della sequenza principale HR8799, che si trova a circa 129 anni luce dalla Terra nella costellazione di Pegaso.

Il risultato di oggi, che rivela le nuove caratteristiche di HR8799e, richiedeva uno strumento ad altissima risoluzione e sensibilità. GRAVITY può usare i telescopi a quattro unità del VLT dell'ESO per lavorare insieme per imitare un singolo telescopio più grande usando una tecnica nota come interferometria. Questo crea un super-telescopio, il VLTI, che raccoglie e districa con precisione la luce dall'atmosfera di HR8799e e la luce dalla sua stella madre.

HR8799e è un "super-Giove", un mondo diverso da qualsiasi altro trovato nel nostro Sistema Solare, che è sia più massiccio che molto più giovane di qualsiasi pianeta in orbita attorno al Sole. A soli 30 milioni di anni, questo piccolo pianeta extrasolare è abbastanza giovane da offrire agli scienziati una finestra sulla formazione di pianeti e sistemi planetari. L'esopianeta è completamente inospitale:l'energia residua dalla sua formazione e un potente effetto serra riscaldano HR8799e a una temperatura ostile di circa 1000 °C.

Questa è la prima volta che l'interferometria ottica è stata utilizzata per rivelare i dettagli di un esopianeta, e la nuova tecnica ha fornito uno spettro squisitamente dettagliato di qualità senza precedenti, dieci volte più dettagliato delle osservazioni precedenti. Le misurazioni del team sono state in grado di rivelare la composizione dell'atmosfera di HR8799e, che conteneva alcune sorprese.

"La nostra analisi ha mostrato che HR8799e ha un'atmosfera contenente molto più monossido di carbonio rispetto al metano, qualcosa che non ci si aspetta dalla chimica dell'equilibrio, "Spiega il leader del team Sylvestre Lacour, ricercatore del CNRS presso l'Observatoire de Paris—PSL e l'Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre. "Possiamo spiegare meglio questo risultato sorprendente con forti venti verticali all'interno dell'atmosfera che impediscono al monossido di carbonio di reagire con l'idrogeno per formare metano ."

Il team ha scoperto che l'atmosfera contiene anche nuvole di ferro e polvere di silicato. Quando combinato con l'eccesso di monossido di carbonio, ciò suggerisce che l'atmosfera di HR8799e è impegnata in un'enorme e violenta tempesta.

"Le nostre osservazioni suggeriscono una palla di gas illuminata dall'interno, con raggi di luce calda che vorticano attraverso tempestose macchie di nuvole scure, " elabora Lacour. "La convezione si muove intorno alle nuvole di silicato e particelle di ferro, che si disgregano e piovono all'interno. Questo dipinge un'immagine di un'atmosfera dinamica di un esopianeta gigante alla nascita, sottoposti a complessi processi fisici e chimici."

Questo risultato si basa sulla serie di scoperte impressionanti di GRAVITY, che hanno incluso scoperte come l'osservazione dell'anno scorso del gas che turbina al 30% della velocità della luce appena fuori dall'orizzonte degli eventi del massiccio buco nero nel Centro Galattico. Aggiunge anche un nuovo modo di osservare gli esopianeti al già vasto arsenale di metodi disponibili per i telescopi e gli strumenti dell'ESO, aprendo la strada a molte scoperte più impressionanti.

Questa ricerca è stata presentata nell'articolo "Prima rilevazione diretta di un esopianeta mediante interferometria ottica" in Astronomia e Astrofisica .