L'illustrazione di questo artista mostra WASP-121b, un mondo lontano che sta perdendo magnesio e gas di ferro dalla sua atmosfera. Le osservazioni rappresentano la prima volta che vengono rilevati metalli pesanti in fuga da un "Giove caldo, "che è un grande, esopianeta gassoso che orbita molto vicino alla sua stella ospite. L'orbita di WASP-121b è così vicina che la gravità della stella sta quasi facendo a pezzi il pianeta, dando al pianeta una forma calcistica obliqua. Credito:NASA, ESA, e J. Olmsted (STScI)
Il rovente esopianeta WASP-121b potrebbe non distruggere alcun riff di chitarra heavy metal, ma sta inviando metalli pesanti come ferro e magnesio nello spazio. L'atmosfera del pianeta lontano è così calda che il metallo si sta vaporizzando e sfugge all'attrazione gravitazionale del pianeta. L'intensa gravità della stella ospite del pianeta ha anche deformato il pianeta sfrigolante in una forma da football.
Le nuove osservazioni, realizzato da un team internazionale di astronomi utilizzando il telescopio spaziale Hubble della NASA, descrivono il primo esempio noto di gas di metalli pesanti che scorre via da un "Giove caldo, " che è un soprannome per grande, esopianeti gassosi che orbitano molto vicino alle stelle che li ospitano. Un documento di ricerca che descrive i risultati, co-autore del professore di astronomia dell'Università del Maryland Drake Deming, è stato pubblicato il 1 agosto numero 2019 del Giornale Astronomico .
"Questo pianeta è un prototipo di Giove ultra-caldi. Questi pianeti sono così pesantemente irradiati dalle stelle che li ospitano, sono quasi come le stelle stesse, " Ha detto Deming. "Il pianeta viene evaporato dalla sua stella ospite al punto che possiamo vedere gli atomi di metallo fuggire dall'atmosfera superiore dove possono interagire con il campo magnetico del pianeta. Questo rappresenta un'opportunità per osservare e comprendere alcuni aspetti fisici molto interessanti".
Normalmente, i caldi pianeti di Giove sono ancora abbastanza freddi all'interno da condensare elementi più pesanti come magnesio e ferro in nuvole che rimangono nell'atmosfera del pianeta. Ma non è il caso di WASP-121b, che è in orbita così vicino alla sua stella ospite che l'atmosfera superiore del pianeta raggiunge un brillante 4, 600 gradi Fahrenheit. Il pianeta è così vicino, infatti, che viene fatto a pezzi dalla gravità della stella, dando al pianeta una forma calcistica obliqua. Il sistema stellare WASP-121 risiede a circa 900 anni luce dalla Terra.
"Metalli pesanti sono già stati visti in altri Giove caldi, ma solo nella bassa atmosfera, " ha spiegato il ricercatore capo David Sing della Johns Hopkins University. "Con WASP-121b, vediamo gas di magnesio e ferro così lontani dal pianeta che non sono legati gravitazionalmente. I metalli pesanti stanno scappando in parte perché il pianeta è così grande e gonfio che la sua gravità è relativamente debole. Questo è un pianeta che viene attivamente privato della sua atmosfera".
I ricercatori hanno utilizzato lo spettrografo per immagini del telescopio spaziale di Hubble per cercare le firme della luce ultravioletta di magnesio e ferro. Queste firme possono essere osservate nella luce delle stelle che filtra attraverso l'atmosfera di WASP-121b, mentre il pianeta passa davanti alla sua stella ospite.
Le osservazioni di WASP-121b si aggiungono alla storia in via di sviluppo di come i pianeti perdono le loro atmosfere primordiali. Quando i pianeti si formano, raccolgono un'atmosfera fatta di gas dal disco che ha dato origine sia al pianeta che alla sua stella ospite. Queste giovani atmosfere sono costituite principalmente da idrogeno ed elio, gli elementi più abbondanti nell'universo. Mentre il pianeta si avvicina alla sua stella, gran parte di questa prima atmosfera si consuma e fugge nello spazio.
"I Giove caldi sono per lo più fatti di idrogeno, e Hubble è molto sensibile all'idrogeno, quindi sappiamo che questi pianeti possono perdere il gas con relativa facilità, " ha detto Sing. "Ma nel caso di WASP-121b, l'idrogeno e l'elio fuoriescono, quasi come un fiume, e trascina con sé questi metalli. È un meccanismo molto efficiente per la perdita di massa".
Secondo i ricercatori, WASP-121b sarà un bersaglio perfetto per il James Webb Space Telescope della NASA, previsto per il lancio nel 2021. Il telescopio Webb consentirà ai ricercatori di cercare acqua e anidride carbonica, che può essere rilevato più a lungo, lunghezze d'onda più rosse della luce infrarossa. La combinazione delle osservazioni di Hubble e Webb dovrebbe fornire agli astronomi un inventario più completo degli elementi chimici che compongono l'atmosfera del pianeta.
"Giove caldi così vicini alla loro stella ospite sono molto rari. Quelli che sono così caldi sono ancora più rari, " Ha aggiunto Deming. "Anche se sono rari, si distinguono davvero una volta che li hai trovati. Non vediamo l'ora di saperne di più su questo strano pianeta".
Il documento di ricerca, "Il programma HST PanCET:Exospheric Mg II e Fe II nello spettro di trasmissione Near-UV di WASP-121b utilizzando Jitter Decorrelation, "Davide Canta, Panayotis Lavvas, Gilda Ballester, Alain Lecavelier des Etangs, Marco Marley, Nikolaj Nikolov, Lotfi Ben-Jaffel, Vincent Bourrier, Lars Buchhave, Drake Deming, David Ehrenreich, Thomas Evans, Tiffany Kataria, Nicola Lewis, Mercedes López Morales, Antonio Garcia Munoz, Gregorio Enrico, Jorge Sanz-Forcada, Jessica ha parlato, e Hannah Wakeford, è stato pubblicato in Giornale Astronomico il 1 agosto, 2019.
