Gli scienziati scoprono una molecola mai trovata al di fuori del nostro sistema solare su un pianeta dove piove vetro

ATLANTA – Un esopianeta delle dimensioni di Giove incuriosisce da tempo gli astronomi con le sue alte temperature, i forti venti e la pioggia laterale di vetro. Ora i dati del telescopio spaziale James Webb hanno rivelato un’altra caratteristica interessante di questo pianeta noto come HD 189733b: puzza di uova marce.

I ricercatori che studiano l’atmosfera del pianeta HD 189733b hanno utilizzato le osservazioni di Webb per rilevare tracce di idrogeno solforato, un gas incolore che emette un forte odore di zolfo e non è mai stato rilevato prima al di fuori del nostro sistema solare. Questa scoperta contribuisce ad arricchire le conoscenze sulla possibile composizione degli esopianeti.

I risultati, compilati da un team multiistituzionale, sono stati pubblicati lunedì sulla rivista natura.

Uno strano pianeta con un clima mortale

Gli scienziati hanno scoperto per la prima volta HD 189733b nel 2005, e in seguito hanno identificato il pianeta gigante gassoso come un “Giove caldo”, un pianeta con una composizione chimica simile a Giove, il pianeta più grande del nostro sistema solare, ma con temperature più elevate. Situato a soli 64 anni luce dalla Terra, HD 189733b è il Giove caldo più vicino che gli astronomi possano studiare mentre il pianeta passa davanti alla sua stella. Per questo motivo è uno degli esopianeti più studiati.

“HD 189733 b non è solo un gigante gassoso, ma anche un ‘gigante’ nel campo degli esopianeti perché è uno dei primi esopianeti in transito mai scoperti”, ha detto in una e-mail l’astrofisico Guangwei Fu della Johns Hopkins University. “È il fulcro di gran parte della nostra comprensione della chimica e della fisica atmosferica degli esopianeti”, ha aggiunto.

Il pianeta è circa il 10% più grande di Giove, ma è molto più caldo perché è circa 13 volte più vicino alla sua stella di quanto Mercurio lo sia al nostro sole. Fu ha detto che il pianeta HD 189733b impiega solo due giorni terrestri per completare un’orbita attorno alla sua stella.

Questa vicinanza alla stella conferisce al pianeta una temperatura media torrida di 1.700 gradi Fahrenheit e forti venti che fanno piovere lateralmente particelle di silicato simili al vetro dalle alte nuvole intorno al pianeta a 5.000 miglia all’ora.

Odore sgradevole improvviso

Quando gli astronomi hanno deciso di utilizzare il telescopio Webb per studiare il pianeta e vedere cosa la luce infrarossa, invisibile all’occhio umano, poteva rivelare nell’atmosfera di HD 189733b, hanno avuto una sorpresa.

Fu ha detto che l’idrogeno solforato è presente su Giove e si prevede che venga trovato sui pianeti extrasolari giganti gassosi, ma le prove dell’esistenza della molecola sono rimaste sfuggenti al di fuori del nostro sistema solare.

“L’idrogeno solforato è uno dei depositi di zolfo più importanti nelle atmosfere planetarie”, ha affermato Fu. “L’alta risoluzione e le capacità a infrarossi del telescopio Webb ci consentono di rilevare per la prima volta l’idrogeno solforato sugli esopianeti, aprendo una nuova finestra spettroscopica. per studiare la chimica dello zolfo nell’atmosfera.” “Questo ci aiuta a capire di cosa sono fatti gli esopianeti e come si sono formati.”

Inoltre, il team ha rilevato la presenza di acqua, anidride carbonica e monossido di carbonio nell’atmosfera del pianeta, ha detto Fu, il che significa che queste molecole potrebbero essere comuni in altri esopianeti giganti gassosi.

Sebbene gli astronomi non si aspettino che esista la vita sul pianeta HD 189733b a causa delle sue alte temperature, la scoperta di un elemento fondamentale come lo zolfo su un esopianeta fa luce sulla formazione planetaria, ha detto Fu.

Lo zolfo è un elemento vitale per la costruzione di molecole più complesse e, come il carbonio, l’azoto, l’ossigeno e il fosfato, gli scienziati devono studiarlo ulteriormente per comprendere appieno come si formano i pianeti e di cosa sono fatti.

– Guangwei Fu, astrofisico

“Lo zolfo è un elemento vitale per la costruzione di molecole più complesse e, come il carbonio, l’azoto, l’ossigeno e il fosfato, gli scienziati devono studiarlo ulteriormente per comprendere appieno come si formano i pianeti e di cosa sono fatti”, ha detto Fu.

Molecole con odori distinti, come l’ammoniaca, sono state scoperte nelle atmosfere di altri esopianeti.

Ma le capacità di Webb consentono agli scienziati di identificare sostanze chimiche specifiche nell’atmosfera attorno agli esopianeti in modo più dettagliato di prima.

Metalli pesanti planetari

Nel nostro sistema solare, i pianeti giganti ghiacciati come Nettuno e Urano, sebbene generalmente meno massicci, contengono più metalli dei giganti gassosi Giove e Saturno, che sono i pianeti più grandi, suggerendo che potrebbe esserci una correlazione tra contenuto di metallo e massa.

Gli astronomi ritengono che alla formazione di Nettuno e Urano abbia partecipato una maggiore quantità di ghiaccio, rocce e metalli, piuttosto che gas come idrogeno ed elio.

I dati di Webb hanno anche mostrato che i livelli di metalli pesanti su HD 189733b sono simili a quelli su Giove.

“Ora abbiamo questa nuova misurazione che dimostra che le concentrazioni di metalli (nel pianeta) hanno effettivamente fornito un fulcro molto importante per questo studio su come la composizione del pianeta cambia con la sua massa e il suo raggio”, ha detto Fu. “I risultati supportano la nostra comprensione di come si formano i pianeti creando materiale più solido dopo la formazione del nucleo primario e poi potenziandolo naturalmente con metalli pesanti”, ha aggiunto.

Ora, il team cercherà tracce di zolfo su altri esopianeti e determinerà se alte concentrazioni del composto influenzano la vicinanza alla formazione di alcuni pianeti rispetto alle loro stelle ospiti.

“HD 189733b è un pianeta di riferimento, ma rappresenta solo un punto dati”, ha detto Fu. “Proprio come gli esseri umani come individui mostrano caratteristiche uniche, i nostri comportamenti collettivi seguono tendenze e modelli chiari. Con più set di dati dal Web, miriamo a capire come si formano i pianeti e se il nostro sistema… “Il sistema solare è unico nella galassia.”