Memoria dello Spazio

Usando una sofisticata tecnica di spettroscopia, un team di astronomi ha raccolto le prove di una circolazione di venti incredibilmente veloci nell'atmosfera di un pianeta extrasolare, il ben noto Giove caldo HD 209458b. Seguendo la traccia del monossido di carbonio negli spettri acquisiti con lo spettrografo CRIRES del Very Large Telescope dell'ESO, i ricercatori hanno scoperto che questo gas si sposta a migliaia di chilometri orari dall'emisfero substellare del pianeta verso quello notturno. Per la prima volta, inoltre, è stato possibile ricavare la velocità orbitale di un esopianeta dalle righe di assorbimento prodotte dai suoi gas atmosferici sulla luce stellare, durante un transito di HD 209458b davanti al disco della sua stella. Grazie a questo dato, gli astronomi hanno potuto poi calcolare con precisione la massa del pianeta, servendosi semplicemente della legge di gravitazione di Newton.

«HD 209458b non è un posto per deboli di cuore. Dallo studio accurato dell’atmosfera velenosa del pianeta, fatta di monossido di carbonio, abbiamo trovato prove della presenza di un super vento, che soffia a una velocità compresa tra 5.000 e 10.000 chilometri orari», spiega Ignas Snellen, primo autore della ricerca.

HD 209458b ha una massa pari al 64 per cento di quella di Giove e orbita intorno a una stella che si trova a 150 anni luce dalla Terra, nella costellazione di Pegaso. Situato a una distanza dalla stella che è solo un ventesimo di quella che separa il Sole dalla Terra, il pianeta è bloccato in orbita sincrona, sicché l'emisfero illuminato è un inferno bollente con una temperatura di circa 1000 gradi Celsius, mentre l’altro emisfero, perennemente al buio, è molto più freddo.

«Sulla Terra, le grandi differenze di temperatura producono forti venti e, come le nostre nuove rilevazioni mostrano, la situazione non è differente su HD 209458b», afferma Simon Albrecht, uno dei membri del team.

HD 209458b è stato il primo esopianeta a essere scoperto con il metodo del transito: ogni 3,5 giorni il pianeta passa davanti al disco della stella, bloccando una piccola porzione della sua luce per circa tre ore. Nel corso del transito, un'esigua quantità di luce stellare viene filtrata dall’atmosfera del pianeta, il che lascia negli spettri della stella una sorta di “impronta digitale”, che consente di ricostruire la composizione chimica dell'atmosfera planetaria. Il gruppo guidato da Snellen ha usato il potente spettrografo CRIRES del VLT per registrare e analizzare questa debole impronta.

«CRIRES è il solo strumento al mondo che può analizzare lo spettro con una precisione tale da determinare la posizione delle linee di monossido di carbonio con una risoluzione di uno su centomila», spiega un altro componente del team, Remco J. de Kok. «Questa alta precisione ci ha permesso di misurare per la prima volta la velocità del gas di monossido di carbonio usando l’effetto Doppler».

Misurando l'effetto Doppler sulle righe spettrali di assorbimento del monossido nella luce stellare filtrata dall'atmosfera di HD 209458b, i ricercatori hanno ottenuto la differenza di velocità del pianeta tra l'inizio e la fine del transito. Da ciò è stato possibile risalire alla sua velocità orbitale e, da questa, alla massa del pianeta, risultata pari a circa due terzi di quella di Giove.

Il gruppo di ricerca è riuscito, inoltre, a misurare per la prima volta la quantità di carbonio presente nell’atmosfera di questo pianeta. «In effetti sembra che HD 209458b sia ricco di carbonio come Giove e Saturno. Ciò potrebbe indicare che si è formato nello stesso modo», ipotizza Snellen.

Gli astronomi sperano di poter utilizzare in futuro questo genere di osservazioni per lo studio dell’atmosfera di pianeti simili alla Terra, nel tentativo di individuare segni di vita extraterrestre.

I risultati dello studio sono stati pubblicati il 24 giugno 2010 su Nature.

Riferimenti