Potenziali segni dell’“effetto gloria” simile ad un arcobaleno sono stati rilevati su un pianeta al di fuori del nostro sistema solare. I Glory sono anelli di luce concentrici colorati che si verificano solo in condizioni particolari.
I dati provenienti dal sensibile satellite Characterizing ExOplanet dell'ESA, Cheops, insieme a molte altre missioni dell'ESA e della NASA, suggeriscono che questo delicato fenomeno si sta irradiando direttamente sulla Terra dall'atmosfera infernale del gigante gassoso ultracaldo WASP-76b, a 637 anni luce di distanza.
Visto spesso sulla Terra, l'effetto è stato riscontrato solo una volta su un altro pianeta, Venere. Se confermata, questa prima gloria extrasolare rivelerà di più sulla natura di questo enigmatico esopianeta, con lezioni entusiasmanti su come comprendere meglio mondi strani e distanti.
I dati di Cheops e dei suoi amici suggeriscono che tra il calore e la luce insopportabili del volto illuminato dal sole dell'esopianeta WASP-76b, e la notte infinita del suo lato oscuro, potrebbe esserci la prima "gloria" extrasolare. L'effetto, simile ad un arcobaleno, si verifica quando la luce viene riflessa da nuvole costituite da una sostanza perfettamente uniforme ma finora sconosciuta.
"C'è una ragione per cui non è stata vista alcuna gloria prima al di fuori del nostro sistema solare:richiede condizioni molto particolari", spiega Olivier Demangeon, astronomo presso l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Istituto di astrofisica e scienze spaziali) in Portogallo e autore principale dello studio. lo studio.
"In primo luogo, sono necessarie particelle atmosferiche che siano quasi perfettamente sferiche, completamente uniformi e sufficientemente stabili da poter essere osservate per un lungo periodo. La stella vicina al pianeta deve brillare direttamente su di esso, con l'osservatore - in questo caso Cheope - proprio alla sua destra. giusto orientamento."
Se confermata, questa prima gloria esoplanetaria fornirebbe uno splendido strumento per comprendere meglio il pianeta e la stella che lo ha formato.
"Ciò che è importante tenere a mente è l'incredibile portata di ciò a cui stiamo assistendo", spiega Matthew Standing, un ricercatore dell'ESA che studia gli esopianeti.
"WASP-76b è a diverse centinaia di anni luce di distanza, un pianeta gigante gassoso intensamente caldo dove probabilmente piove ferro fuso. Nonostante il caos, sembra che abbiamo rilevato i potenziali segni di una gloria. È un segnale incredibilmente debole."
Questo risultato dimostra la potenza della missione Cheops dell'ESA nel rilevare fenomeni sottili e mai visti prima su mondi lontani.
Un pianeta infernale con arti sbilenchi
WASP-76b è un pianeta ultracaldo simile a Giove. Sebbene sia il 10% meno massiccio del nostro cugino striato, è quasi il doppio delle sue dimensioni. Orbitando strettamente attorno alla sua stella ospite dodici volte più vicino di quanto Mercurio bruciato orbita attorno al nostro sole, l'esopianeta è "gonfio" da intense radiazioni.
Dalla sua scoperta nel 2013, WASP-76b è stato sottoposto a un attento esame ed è emerso un quadro stranamente infernale. Un lato del pianeta è sempre rivolto verso il sole, raggiungendo temperature di 2.400°C. Qui, gli elementi che formerebbero le rocce sulla Terra si sciolgono ed evaporano, per poi condensarsi sul lato notturno leggermente più fresco, creando nuvole di ferro da cui gocciola pioggia di ferro fuso.
Ma gli scienziati sono rimasti perplessi da un'apparente asimmetria, o instabilità, negli "arti" di WASP-76b:le sue regioni più esterne viste mentre passa davanti alla sua stella ospite.
In questo studio rivelatore sono stati analizzati anche i dati di diverse missioni dell'ESA e della NASA, tra cui TESS, Hubble e Spitzer, ma è stato quando Cheops dell'ESA e TESS della NASA hanno lavorato insieme che hanno cominciato ad apparire indizi del fenomeno della gloria.
Cheops ha monitorato intensamente WASP-76b mentre passava davanti e attorno alla sua stella simile al sole. Dopo 23 osservazioni nel corso di tre anni, i dati hanno mostrato un sorprendente aumento della quantità di luce proveniente dal “terminatore” orientale del pianeta, il confine dove la notte incontra il giorno. Ciò ha permesso agli scienziati di districare e limitare l'origine del segnale.
"Questa è la prima volta che viene rilevato un cambiamento così netto nella luminosità di un pianeta extrasolare, la sua 'curva di fase'", spiega Olivier.
"Questa scoperta ci porta a ipotizzare che questo bagliore inaspettato potrebbe essere causato da un riflesso forte, localizzato e anisotropo (dipendente dalla direzione):l'effetto gloria."
Crogiolarsi nella gloria riflessa di WASP-76b
Sebbene l'effetto gloria crei motivi simili ad arcobaleno, i due non sono la stessa cosa. Gli arcobaleni si formano quando la luce solare passa attraverso un mezzo con una certa densità verso un mezzo con una densità diversa, ad esempio dall'aria all'acqua, che fa piegare (rifrangere) il suo percorso. Diverse lunghezze d'onda vengono piegate in quantità diverse, causando la divisione della luce bianca nei suoi vari colori e creando il familiare arco circolare di un arcobaleno.
La gloria, invece, si forma quando la luce passa attraverso un'apertura stretta, ad esempio tra le gocce d'acqua nelle nuvole o nella nebbia. Ancora una volta, il percorso della luce viene piegato (in questo caso diffratto), creando molto spesso anelli concentrici di colore, con l'interferenza tra le onde luminose che creano motivi di anelli luminosi e scuri.
La conferma dell'effetto gloria significherebbe la presenza di nubi composte da goccioline perfettamente sferiche, che durano almeno tre anni o che si rinnovano costantemente. Affinché tali nubi persistano, anche la temperatura dell'atmosfera dovrebbe essere stabile nel tempo:una visione affascinante e dettagliata di ciò che potrebbe accadere a WASP-76b.
È importante sottolineare che essere in grado di rilevare piccole meraviglie così lontane insegnerà a scienziati e ingegneri come rilevare altri fenomeni difficili da vedere ma critici. Ad esempio, la luce solare che si riflette sui laghi e sugli oceani liquidi:un requisito per l'abitabilità.
"Sono necessarie ulteriori prove per affermare in modo definitivo che questa intrigante 'luce extra' è una gloria rara", spiega Theresa Lüftinger, scienziata di progetto per la prossima missione Ariel dell'ESA.
"Le osservazioni di follow-up dallo strumento NIRSPEC a bordo del telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA potrebbero fare proprio il lavoro. Oppure l'imminente missione Ariel dell'ESA potrebbe dimostrare la sua presenza. Potremmo persino trovare colori più gloriosamente rivelatori che brillano da altri esopianeti."
Olivier conclude:"Sono stato coinvolto nel primo rilevamento di luce asimmetrica proveniente da questo strano pianeta, e da allora sono stato così curioso riguardo alla causa. Ci è voluto del tempo per arrivare fin qui, con momenti in cui mi sono chiesto:'Perché insisti su questo? Potrebbe essere meglio fare qualcos'altro nel tuo tempo.' Ma quando questa caratteristica è emersa dai dati, è stata una sensazione davvero speciale, una soddisfazione particolare che non capita tutti i giorni."
La ricerca è pubblicata sulla rivista Astronomy &Astrophysics .
Ulteriori informazioni: O. D. S. Demangeon et al, Asimmetria nell'atmosfera superiore del caldissimo Giove WASP-76 b, Astronomia e astrofisica (2024). doi.org/10.1051/0004-6361/202348270
Informazioni sul giornale: Astronomia e astrofisica
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