Lo spettro dell’atmosfera di un esopianeta secondo il JWST

Probabilmente ormai ve ne sarete convinti, però lasciatemi ripetere quanto è pazzesco il James Webb Space Telescope, con una immagine un po’ più insolita, ma vi assicuro anch’essa rivoluzionaria!

Quello che vedete raffigurato è lo spettro dell’atmosfera di un esopianeta (WASP-96 b), ossia un pianeta esterno al sistema solare, che orbita attorno ad una stella simile al Sole, distante da noi circa 1150 anni luce.
Il pianeta in questione è simile a Giove per massa e dimensioni, ma si trova molto più vicino alla sua stella rispetto alla distanza a cui si trova Giove rispetto al Sole, facendo sì che la sua temperatura superi i 500 °C: per questo fa parte della classe degli “hot Jupiter“. Questo tipo di pianeti è molto diverso da quelli che compongono il sistema solare, dove quelli più vicini al Sole sono anche i più piccoli e rocciosi!

Composizione dell’atmosfera dell’esopianeta WASP- 96 b. L’analisi spettroscopica condotta con il JWST evidenzia la presenza di molecole d’acqua nell’atmosfera.
Image Credits: NASA, ESA, CSA, and STScI

Negli ultimi cento anni la ricerca astrofisica e le tecniche sviluppate per scoprire pianeti extrasolari si sono sempre più raffinate, portando, proprio quest’anno, a raggiungere la quota 5000 (a questo proposito vorrei ricordare anche l’enorme contributo del telescopio Kepler)! La maggioranza di questi è in realtà molto diversa dai nostri pianeti, come dimostra WASP-96 b.

Ma quindi non esiste un sistema simile al nostro?

In realtà no! Il problema è puramente di tipo osservativo: è difficile osservare pianeti simili alla Terra, ossia piccoli e rocciosi (per esempio perché vengono sovrastati dalla luce stellare essendo troppo piccoli e troppo vicini alla loro stella), ma non è assolutamente detto che non esistano!

Anzi, si stanno facendo passi avanti da gigante per cercare di osservare pianeti il più possibile simili alla Terra, con lo scopo di rispondere ad una delle domande esistenziali più radicate nell’uomo:

siamo unici, o esiste vita su altri pianeti? Se sì, come è rispetto a quella che conosciamo noi?

La risposta a questo quesito è una delle più difficili da ottenere perché richiede non solo di riuscire a trovare altri pianeti al di fuori del nostro sistema, ma anche di capire se questi possano ospitare la vita! Pianeti apparentemente simili tra loro in massa e dimensioni possono avere condizioni superficiali completamente diverse, a causa principalmente della loro diversa atmosfera.
Pensate alla Terra e a Venere: benché abbiano una struttura molto simile, Venere ha un’atmosfera molto diversa dalla nostra, dominata dall’anidride carbonica, un potente gas serra che porta la temperatura del pianeta fino a quasi 500°C, rendendolo assolutamente inospitale per la vita.

Se siamo in grado di ricavare lo spettro di un pianeta, possiamo individuare le molecole di cui è costituita l’atmosfera: queste, infatti, assorbono la luce in particolari bande energetiche, lasciando dei buchi (righe di assorbimento) nello spettro.

Ma come si può addirittura capire che tipo di molecole costituiscono l’atmosfera di un esopianeta che ci appare come un puntino indistinguibile, già difficile da rilevare? Il JWST può anche questo! Si osserva come la luce proveniente dalla stella venga filtrata dall’atmosfera del pianeta, mentre questo transita davanti alla sua stella.

Lo spettro ottenuto dal JWST è il più dettagliato di sempre e ha permesso di individuare la presenza di acqua! Non solo: grazie all’ampia banda spettrale in cui può osservare, JWST è in grado di individuare le orme di numerose altre molecole fondamentali per determinare la possibilità di vita sul pianeta in questione.

Ancora una volta il JWST ci aiuta ad affrontare tematiche intimamente legate al nostro essere, come la vita e il pianeta che la può ospitare, ma ancora avvolte da una trama misteriosa!

Credits: NASA, ESA, CSA and STScl