Gli astronomi hanno scrutato attraverso l’atmosfera di un pianeta, noto con il nome di Tylos, oltre il Sistema Solare, mappando per la prima volta la sua struttura 3D. Combinando tutte e quattro le unità telescopiche del VLT (Very Large Telescope) dell’ESO (European Southern Observatory), hanno scoperto potenti venti che trasportano elementi chimici come il ferro e il titanio, creando intricati modelli meteorologici in tutta l’atmosfera del pianeta. La scoperta apre le porte a studi dettagliati sulla composizione chimica e sul clima di altri mondi alieni.
“L’atmosfera di questo pianeta si comporta in modi che sfidano la nostra comprensione di come funziona il tempo, non solo sulla Terra, ma su tutti i pianeti. Sembra qualcosa di fantascientifico”, afferma Julia Victoria Seidel, ricercatrice presso l’European Southern Observatory (ESO) in Cile e autrice principale dello studio, pubblicato su Nature.
Il pianeta, WASP-121b (noto anche come Tylos), si trova a circa 900 anni luce di distanza nella costellazione della Poppa. È un Giove ultra-caldo, un gigante gassoso che orbita attorno alla sua stella ospite così da vicino che un anno dura solo circa 30 ore terrestri. Inoltre, un lato del pianeta è rovente, poiché è sempre rivolto verso la stella, mentre l’altro lato è molto più freddo.
Il team ha ora sondato in profondità l’atmosfera di Tylos e ha rivelato venti distinti in strati separati, formando una mappa della struttura 3D dell’atmosfera. È la prima volta che gli astronomi sono stati in grado di studiare l’atmosfera di un pianeta al di fuori del nostro Sistema Solare in modo così approfondito e dettagliato.
“Quello che abbiamo scoperto è stato sorprendente: una corrente a getto ruota il materiale attorno all’equatore del pianeta, mentre un flusso separato ai livelli più bassi dell’atmosfera sposta il gas dal lato caldo a quello più freddo. Questo tipo di clima non è mai stato visto prima su nessun pianeta” dichiara Seidel, che è anche ricercatore presso il Laboratorio di Lagrange, parte dell’Observatoire de la Côte d’Azur, in Francia. La corrente a getto osservata attraversa metà del pianeta, guadagnando velocità e agitando violentemente l’atmosfera in alto nel cielo mentre attraversa il lato caldo di Tylos. “Anche gli uragani più forti del Sistema Solare sembrano calmi in confronto”, aggiunge.
Per scoprire la struttura 3D dell’atmosfera dell’esopianeta, l’equipe ha usato lo strumento ESPRESSO sul VLT dell’ESO per combinare la luce dei suoi quattro grandi telescopi in un unico segnale. Questa modalità combinata del VLT raccoglie quattro volte più luce di una singola unità telescopica, rivelando dettagli più deboli. Osservando il pianeta per un transito completo davanti alla sua stella ospite, ESPRESSO è stato in grado di rilevare le firme di più elementi chimici, sondando di conseguenza diversi strati dell’atmosfera.
“Il VLT ci ha permesso di sondare tre diversi strati dell’atmosfera dell’esopianeta in un colpo solo”, afferma il coautore dello studio Leonardo A. dos Santos, assistente astronomo presso lo Space Telescope Science Institute di Baltimora, negli Stati Uniti. Il team ha monitorato i movimenti di ferro, sodio e idrogeno, che hanno permesso loro di tracciare i venti rispettivamente negli strati profondi, medi e poco profondi dell’atmosfera del pianeta. “È il tipo di osservazione che è molto difficile da fare con i telescopi spaziali, evidenziando l’importanza delle osservazioni da terra degli esopianeti”, aggiunge.
È interessante notare che le osservazioni hanno anche rivelato la presenza di titanio appena sotto la corrente a getto, come evidenziato in uno studio pubblicato su Astronomy and Astrophysics. Questa è stata un’altra sorpresa poiché le precedenti osservazioni del pianeta avevano dimostrato che questo elemento era assente, forse perché nascosto nelle profondità dell’atmosfera.
“È davvero strabiliante essere in grado di studiare dettagli come la composizione chimica e i modelli meteorologici di un pianeta a una distanza così grande”, afferma Bibiana Prinoth, dottoranda presso l’Università di Lund, in Svezia, e l’ESO, che ha guidato lo studio ed è coautrice dell’articolo su Nature.
Per scoprire l’atmosfera di pianeti più piccoli, simili alla Terra, però, saranno necessari telescopi più grandi. Essi includeranno l’Extremely Large Telescope (ELT) dell’ESO, attualmente in costruzione nel deserto di Atacama in Cile, e il suo strumento ANDES. “L’ELT sarà un punto di svolta per lo studio delle atmosfere degli esopianeti”, afferma Prinoth. “Questa esperienza mi fa sentire come se fossimo sul punto di scoprire cose incredibili che ora possiamo solo sognare”.
