Un team internazionale di ricercatori, guidato da astronomi dell'Università di Amsterdam, ha dimostrato direttamente per la prima volta la presenza di ferro nell'atmosfera di un esopianeta. I ricercatori hanno scoperto righe di emissione di atomi di ferro non carichi nello spettro luminoso di KELT-9b. L'osservazione è stata complicata poiché l'esopianeta è oscurato dalla sua brillante stella ospite.

L'esopianeta KELT-9b orbita attorno alla sua stella KELT-9 in 36 ore. La stella e il pianeta si trovano a una distanza di circa 620 anni luce dalla Terra nella costellazione del Cigno. La stella ha una temperatura di oltre 10, 000 gradi, quasi due volte più caldo del sole. Il pianeta KELT-9b è più grande di Giove. È vicino alla sua stella, circa trenta volte più vicino della Terra al sole.

I ricercatori sapevano già che doveva esserci del ferro nell'atmosfera planetaria. Alcuni anni fa, ne hanno già visto i segni quando studiavano la luce delle stelle mentre il pianeta passava davanti alla sua stella

Nelle nuove osservazioni, i ricercatori hanno guardato direttamente la luce del pianeta. Questo è complicato, come il pianeta è oscurato dalla luce della sua stella. Per di più, per la sua vicinanza alla sua stella ospite, un anno sul pianeta dura circa un giorno e mezzo. Durante la metà di questo brevissimo anno, " il lato notturno del pianeta è rivolto verso la Terra, ma è troppo scuro per essere visto. Così, i ricercatori hanno raccolto la luce durante 8 ore ristrette appena prima che il pianeta scomparisse dietro la stella, per osservarlo più caldo, lato giorno più luminoso.

Lorenzo Pino (Università di Amsterdam), autore principale dello studio, confronta la ricerca della luce dell'esopianeta nel bagliore della sua stella ospite con l'osservazione di una lucciola vicino a un lampione:"Qualche anno fa abbiamo visto l'ombra della lucciola, o nel nostro caso, l'ombra dell'esopianeta. Ora abbiamo guardato direttamente l'esopianeta".

Cross-correlazione

I ricercatori hanno effettuato le loro osservazioni sull'isola spagnola di La Palma la notte del 22 luglio, 2018 utilizzando un telescopio italiano, il Telescopio Nazionale Galileo. Questo telescopio è dotato di HARPS-N, uno spettrografo in grado di scindere la luce e rivelare la presenza di specifici atomi e molecole. I ricercatori hanno estratto le righe di emissione degli atomi utilizzando una tecnica chiamata correlazione incrociata.

Pino confronta la correlazione incrociata con Photoshopping una serie di immagini di film:"La stella è ferma, ma il pianeta si sta muovendo. La correlazione incrociata è una sorta di filtro che si muove con il pianeta. Questo ci permette di isolare la luce planetaria".

Telescopio Spaziale Hubble

Sulla base dei dati, i ricercatori ora pensano che il ferro nell'atmosfera dell'esopianeta KELT-9b riscaldi la parte superiore dell'atmosfera, rendendolo più caldo della parte inferiore. L'idea è che il ferro assorba la luce delle stelle, riscaldando così l'atmosfera. Sulla terra, un processo simile avviene nell'atmosfera. Però, in questo caso non è il ferro ma l'ozono a riscaldare gli strati superiori.

Nel futuro, i ricercatori sperano di condurre un'indagine più approfondita misurando con precisione il contenuto di ferro nell'atmosfera planetaria. Per esempio, ciò potrebbe avvenire utilizzando il telescopio spaziale Hubble sul quale Lorenzo Pino è stato assegnato il tempo di osservazione. In definitiva, i ricercatori sperano di rivelare quanto sia caldo, emergono esopianeti gassosi giganti come KELT-9b e perché non ci sono esempi comparabili nel nostro sistema solare.