Pioggie di sabbia sugli esopianeti: JWST rileva nubi di silicati e dischi circumplanetari

(Adnkronos) – Da un nuovo studio basato sulle osservazioni di due pianeti extrasolari, condotte tramite il telescopio spaziale James Webb (JWST), sono emersi risultati significativi, pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature.  I pianeti in questione orbitano attorno alla stella YSES-1, un giovane sole con un'età di appena 16,7 milioni di anni, situato a circa 300 anni luce dal nostro Sistema solare. Osservando direttamente la luce di questi esopianeti, un gruppo di ricerca internazionale guidato dall'astrofisica Kielan Hoch dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, negli Stati Uniti, ha compiuto scoperte straordinarie. L'atmosfera di uno dei due pianeti, YSES-1 c, è stata osservata contenere nubi di silicati, composte da minerali che le conferiscono un colore rossiccio. L'altro pianeta del sistema, YSES-1 b, appare invece circondato da un disco circumplanetario, anch'esso formato da silicati, dal quale potrebbero in futuro prendere forma corpi più piccoli, come ad esempio delle lune. Alla scoperta ha partecipato anche Valentina D'Orazi, ricercatrice presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e l'Università di Roma Tor Vergata. Questa scoperta, presentata durante il 246° meeting dell'American Astronomical Society ad Anchorage, in Alaska, offre nuove prospettive sulle fasi iniziali della formazione dei sistemi planetari simili al nostro, fornendo ai ricercatori l'opportunità di studiare in tempo quasi reale come nasce e si evolve un pianeta simile a Giove. "Osservare le nubi di silicati, che sono praticamente delle nuvole di sabbia, nelle atmosfere dei pianeti extrasolari è importante perché ci aiuta a capire meglio come funzionano i processi atmosferici e come si formano i pianeti, un tema ancora in discussione poiché non c'è accordo sui diversi modelli", spiega la coautrice Valentina D'Orazi, ricercatrice presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e l'Università di Roma Tor Vergata, attualmente visiting research scholar all'Università del Texas a Austin nell'ambito del programma Fulbright. "La scoperta di queste nuvole di sabbia, che restano in alto grazie a un ciclo di sublimazione e condensazione simile a quello dell'acqua sulla Terra, ci svela meccanismi complessi di trasporto e formazione nell'atmosfera. Questo ci permette di migliorare i nostri modelli sui processi climatici e chimici in ambienti molto diversi da quelli del Sistema solare, ampliando così la nostra conoscenza di questi sistemi". 
I due pianeti in questione sono giganti gassosi: YSES-1 c ha una massa pari a 14 volte quella di Giove, mentre YSES-1 b ne ha 6. Entrambi si trovano a distanze considerevoli dalla loro stella, circa 5 e 10 volte superiori rispetto alla distanza tra il Sole e Nettuno. È proprio questa orbita molto estesa che ha permesso al team di osservare i due pianeti con il JWST tramite la tecnica dell'imaging diretto, la cui applicazione è ancora oggi limitata a un numero ristretto di pianeti con caratteristiche molto particolari. Lo studio dimostra la capacità del potente telescopio spaziale di fornire dati spettrali di alta qualità per esopianeti osservati con questa tecnica, aprendo nuove strade per lo studio delle atmosfere e degli ambienti circumstellari. La presenza di nubi di silicati nelle atmosfere degli esopianeti era stata prevista teoricamente e dedotta indirettamente da osservazioni precedenti. Tuttavia, questa ricerca fornisce la prima osservazione diretta e spettroscopica di nubi di silicati in un esopianeta specifico, YSES-1 c. Ciò permette di comprendere meglio la composizione atmosferica di un giovane gigante gassoso, confermando la presenza di nuvole di silicati ad alta quota, contenenti pirosseno ricco di ferro o una combinazione di bridgmanite (MgSiO3) e forsterite (Mg2SiO4). Per quanto riguarda il pianeta gemello YSES-1 b, questo lavoro presenta la prima rilevazione di emissione di silicati da un disco circumplanetario, una sorta di "mini-Sistema solare" in formazione. Solo due dischi circumplanetari simili erano stati osservati in precedenza, e la nuova ricerca fornisce informazioni dirette sulla composizione e sui processi fisici in questi ambienti: la presenza di granelli di olivina con dimensioni inferiori al micron, infatti, suggerisce un meccanismo di formazione attraverso collisioni di piccoli corpi, detti planetesimi, all'interno del disco. "Studiando questi pianeti riusciamo a capire meglio come si formano i pianeti in generale, un po' come sbirciare nel passato del nostro Sistema solare", conclude D'Orazi. "I risultati supportano l'idea che la composizione delle nubi negli esopianeti giovani e i dischi circumplanetari svolgano un ruolo cruciale nel determinare la composizione chimica atmosferica. Inoltre, questo studio sottolinea la necessità di modelli atmosferici dettagliati per interpretare i dati osservativi di alta qualità ottenuti con telescopi come il JWST". —tecnologiawebinfo@adnkronos.com (Web Info)