Lo studio scientifico riguardante i pianeti extrasolari rappresenta una delle frontiere dell’astronomia moderna. Gli scienziati conoscono oggi numerosi pianeti alieni – svariate migliaia – 5.502, dice il contatore di esopianeti della Nasa – che abbracciano una vasta gamma di masse, raggi, temperature e parametri orbitali. La maggior parte di essi è stata rilevata utilizzando il metodo del transito e il metodo della velocità radiale, la restante parte utilizzando vari altri metodi, come la temporizzazione delle pulsar, la microlente gravitazionale e l’imaging diretto.
Ora, – ricorda Media Inaf – gli scienziati stanno tentando di osservarne anche l’atmosfera attraverso specifiche osservazioni spettroscopiche: all’interno dello spettro di un pianeta extrasolare sono infatti codificate informazioni sia sulla composizione chimica dell’atmosfera, sia sui molteplici processi fisici che vi avvengono. Lo idruro di cromo (CrH) una una molecola biatomica formata da cromo e idrogeno, fa parte di questi elementi chiave. Questo idruro è stato rilevato soltanto nell’atmosfera delle stelle (nel Sistema solare la sua presenza è stata rivelata nelle macchie solari) e delle nane brune – oggetti sub-stellari con una massa al confine fra stelle e pianeti giganti gassosi – ma mai in un pianeta. Mai fino a oggi: un team di ricercatori guidato dalla Cornell University ne ha infatti trovato ora le tracce nell’atmosfera di un gioviano caldo, aprendo la strada all’utilizzo di questa molecola termo-sensibile come, appunto, “termometro” per determinare la temperatura e altre caratteristiche esoplanetarie:
Illustrazione artistica del gioviano caldo Wasp-31b, nella cui atmosfera Flagg e colleghi hanno rivelato molecole di idruro di cromo, una sorta di “termometro” per determinare la temperatura e altre caratteristiche planetarie. Crediti: Nasa
L’esopianeta sul quale è stata rivelata la molecola è Wasp-31b. Scoperto con il metodo dei transiti nel 2010, Wasp-31b si trova a 1305 anni luce di distanza dalla Terra e impiega circa tre giorni per completare un’orbita attorno alla sua stella madre, Wasp-31, dalla quale dista quasi sette milioni di chilometri. Per analizzare l’atmosfera del pianeta, Flagg e il suo team hanno utilizzato gli spettri ad alta risoluzione ottenuti da osservazioni condotte nel 2022, come parte dell’indagine Exoplanets with Gemini Spectroscopy (ExoGems), utilizzando lo spettrografo Graces. I ricercatori hanno quindi integrato questi dati con dati d’archivio presi nel 2017 e infine li hanno analizzati. Analisi che non solo ha confermato la presenza della molecola sul pianeta, ma ha anche permesso di determinare una temperatura di equilibrio planetaria di circa 1200 gradi Celsius: un valore all’interno del range di temperature dell’idruro di cromo.
WASP-31b è un pianeta extrasolare ” Giove caldo ” a bassa densità (gonfio) in orbita attorno alla stella nana WASP-31, povera di metalli (63% della metallicità solare) . [1] L’esopianeta è stato scoperto nel 2010 dal progetto WASP . [2] [1] WASP-31b si trova nella costellazione del Cratere , [3] e dista circa 1305 anni luce [4] ( distanza percorsa dalla luce ) dalla Terra. [2] WASP-31b è un esopianeta ” Gioviano caldo ” a bassa densità (gonfio) con una massa circa 0,48 volte quella di Giove e un raggio circa 1,55 volte quello di Giove. [2] [1] L’atmosfera planetaria ha infatti l’ altezza di scala più grande , pari a 1150 km, tra gli esopianeti con atmosfere misurabili al 2021. [5]
Nel 2012, è stato scoperto dall’effetto Rossiter-McLaughlin che WASP-31b orbita attorno alla stella madre in direzione prograda, con l’asse di rotazione della stella WASP-31 inclinato rispetto all’orbita planetaria di 2,8 ± 3,1 gradi. [6] Lo studio spettroscopico del 2014 ha rivelato che WASP-31b ha un denso strato di nuvole ricoperto da un’atmosfera nebbiosa. [7] È stato segnalato anche che WASP-31b contiene quantità significative di potassio nell’alta atmosfera, ma il rilevamento del potassio è stato confutato nel 2015. [8] La discrepanza nel rilevamento del potassio è stata risolta nel 2020 con il modello migliorato del ponte nuvoloso, [9 ] dove la soluzione migliore è una quantità molto piccola di acqua sopra le nuvole e niente potassio.[10]
La rianalisi dei dati spettroscopici planetari nel 2020 ha rivelato la presenza di monoidruro di cromo oltre all’acqua. [11] L’esopianeta orbita attorno a WASP-31, la sua stella ospite, ogni 3,4 giorni. [2]
«Le molecole di idruro di cromo sono molto sensibili alla temperatura», sottolinea a questo proposito Laura Flagg, astronoma alla Cornell University e prima autrice dello studio, pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, che riporta i risultati della ricerca. «A temperature più alte si vede solo il cromo. A temperature più basse, invece, l’elemento si trasforma in altri composti. Ma esiste un intervallo specifico di temperatura, che va da circa 900 a 1700 gradi Celsius, in cui l’idruro di cromo è presente in grande abbondanza».
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal Letters l’articolo “ExoGemS Detection of a Metal Hydride in an Exoplanet Atmosphere at High Spectral Resolution”, di Laura Flagg, Jake D. Turner, Emily Deibert, Andrew Ridden-Harper, Ernst de Mooij, Ryan J. MacDonald, Ray Jayawardhana, Neale Gibson, Adam Langeveld e David Sing
Fonte: https://www.media.inaf.it/2023/08/29/wasp-31b-idruro-cromo/
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