KELT-9 b è l'esopianeta più caldo conosciuto fino ad oggi. Nell'estate del 2018 un team congiunto di astronomi delle università di Berna e Ginevra ha trovato tracce di ferro e titanio gassosi nella sua atmosfera. Ora questi ricercatori sono stati anche in grado di rilevare tracce di sodio vaporizzato, magnesio, cromo, e i metalli delle terre rare scandio e ittrio.

Gli esopianeti sono pianeti al di fuori del nostro sistema solare che orbitano attorno a stelle diverse dal Sole. Dalla scoperta dei primi esopianeti a metà degli anni '90, sono stati scoperti ben oltre 3000 pianeti extrasolari. Molti di questi pianeti sono estremi rispetto ai pianeti del nostro sistema solare:giganti gassosi caldi che orbitano incredibilmente vicino alle stelle che li ospitano, a volte entro periodi inferiori a pochi giorni. Tali pianeti non esistono nel nostro sistema solare, e la loro esistenza ha sfidato le previsioni su come e perché si formano i pianeti. Negli ultimi 20 anni, astronomi di tutto il mondo hanno lavorato per capire da dove provengono questi pianeti, di cosa sono fatti, e come sono i loro climi.

Un gigante gassoso estremamente caldo

KELT-9 è una stella situata a 650 anni luce dalla Terra nella costellazione del Cigno. Il suo esopianeta KELT-9 b esemplifica il più estremo di questi cosiddetti Giove caldi perché orbita molto vicino alla sua stella che è quasi due volte più calda del Sole. Perciò, la sua atmosfera raggiunge temperature di circa 4000 °C. Con tanto calore, tutti gli elementi sono quasi completamente vaporizzati e le molecole vengono scomposte nei loro atomi costituenti, proprio come avviene negli strati esterni delle stelle. Ciò significa che l'atmosfera non contiene nuvole o aerosol e il cielo è sereno, per lo più trasparente alla luce della sua stella.

Gli atomi che compongono il gas dell'atmosfera assorbono la luce a colori molto specifici nello spettro, e ogni atomo ha una "impronta digitale" unica di colori che assorbe. Queste impronte digitali possono essere misurate con uno spettrografo sensibile montato su un grande telescopio, permettendo agli astronomi di discernere la composizione chimica delle atmosfere di pianeti distanti molti anni luce.

L'esopianeta come un tesoro

Un team di ricercatori delle Università di Berna e Ginevra ha collaborato per utilizzare questa tecnica, e fece un'interessante scoperta:"Utilizzando lo spettrografo HARPS-North del Telescopio Nazionale Italiano sull'isola di La Palma, abbiamo trovato atomi di ferro e titanio nell'atmosfera calda di KELT-9 b, " spiega Kevin Heng, Direttore e professore presso il Centro per lo spazio e l'abitabilità (CSH) dell'Università di Berna e membro del National Center of Competence in Research PlanetS. Il team ha osservato il sistema KELT-9 per la seconda volta la scorsa estate, con l'obiettivo di confermare le loro precedenti rilevazioni, ma anche di procedere alla ricerca di ulteriori elementi che potrebbero essere presenti anche nei dati. La loro indagine includeva 73 atomi, tra cui alcuni cosiddetti metalli delle Terre Rare. Queste sostanze sono meno comuni sulla Terra, ma sono applicati in materiali e dispositivi avanzati. Jens Hoeijmakers, chi è il primo autore dello studio che ora è pubblicato sulla rivista Astronomia e astrofisica e chi è un Postdoc al CSH di Berna e all'Osservatorio di Ginevra, afferma:"Il nostro team ha previsto che lo spettro di questo pianeta potrebbe essere un tesoro in cui è possibile rilevare una moltitudine di specie che non sono state osservate prima nell'atmosfera di nessun altro pianeta".

Dopo un'attenta analisi, i ricercatori hanno infatti trovato forti segnali di sodio vaporizzato, magnesio, cromo e i metalli delle terre rare scandio e ittrio nello spettro del pianeta. Gli ultimi tre di questi non sono mai stati rilevati in modo robusto nell'atmosfera di un esopianeta prima d'ora. "Il team ha anche avanzato la propria interpretazione di questi dati, e sono stati in grado di utilizzare questi segnali per stimare a quale altitudine nell'atmosfera del pianeta stanno assorbendo questi atomi, " dice Jens Hoeijmakers. Inoltre, i ricercatori sanno anche di più sui forti modelli di vento globale in alto nell'atmosfera che soffiano il materiale da un emisfero all'altro.

"Con ulteriori osservazioni, molti altri elementi potrebbero essere scoperti usando la stessa tecnica nell'atmosfera di questo pianeta in futuro, e forse anche su altri pianeti riscaldati a temperature altrettanto elevate, " spiega Jens Hoeijmakers. Kevin Heng aggiunge:"Ci sono buone probabilità che un giorno troveremo le cosiddette biofirme, cioè segni di vita, su un pianeta extrasolare, utilizzando le stesse tecniche che applichiamo oggi. In definitiva, vogliamo usare la nostra ricerca per scandagliare l'origine e lo sviluppo del sistema solare, nonché l'origine della vita".