James Webb conferma la scoperta dell'esopianeta più freddo mai scoperto

Nel 2020 è stato annunciato l'esistenza di un esopianeta gigante gassoso con una massa equivalente a circa 13,8 volte quella di Giove. Orbita attorno a una stella a 81 anni luce dalla Terra, una distanza relativamente vicina in termini astronomici, è il primo esopianeta conosciuto a orbitare attorno a una nana bianca.

Chiamato WD 1856+534 b, è stato individuato in transito, cioè mentre passava davanti alla sua stella dal nostro punto di vista, il che ne consente l'osservazione indiretta. La scoperta è stata sorprendente perché quando una stella muore, collassa e diventa una nana bianca, un processo che distrugge i pianeti vicini.

Ora, in un recente articolo, non ancora sottoposto a revisione paritaria, un team internazionale di astronomi ha confermato un altro record: WD 1856+534 b è l'esopianeta più freddo mai osservato . La scoperta è stata effettuata utilizzando lo strumento Mid-Infrared Instrument (MIRI) installato sul telescopio spaziale James Webb (JWST).

Le osservazioni attuali fanno parte del Programma di Osservazioni Generali del JWST - Ciclo 3, che corrisponde al terzo anno di attività scientifica pianificata del telescopio, a partire dal 2025. Questo ciclo include proposte di studio presentate da ricercatori e selezionate per merito scientifico.

Queste misurazioni rappresentano uno degli scopi principali della missione JWST, che è quello di utilizzare il metodo dell'imaging diretto per caratterizzare gli esopianeti . Invece di rilevarli durante il transito (come nella scoperta di WD 1856+534 b), con questa tecnica il telescopio cattura la luce proveniente direttamente dal pianeta.

Come catturare la luce diretta degli esopianeti?

Eseguita tramite analisi spettroscopica, la tecnica di imaging diretto degli esopianeti consente agli astronomi di identificare firme biologiche come ossigeno, metano e acqua su questi mondi lontani, rivelando dettagli sulla loro composizione e formazione. Ci si aspetta che siamo vicini alla prova dell'esistenza di vita extraterrestre.

A questo scopo, gli spettri di emissione forniscono dati sulla composizione planetaria e sulla storia delle migrazioni. Tuttavia, catturare la luce direttamente dagli esopianeti resta un compito arduo a causa della luminosità accecante delle loro stelle ospiti, che limita le osservazioni dirette.

La prova di ciò è che, fino ad oggi, non è stato osservato alcun pianeta roccioso direttamente vicino alla sua stella , né esopianeti con temperature inferiori a 1,85 °C, paragonabili a quelle della Terra. Per questo motivo, l'imaging diretto è stato limitato ai giganti gassosi con orbite ampie o atmosfere estremamente calde.

La scoperta di un esopianeta in orbita attorno a una nana bianca (WD) rappresenta ora un'opportunità unica per individuare mondi più freddi. Questo perché la bassa luminosità di queste stelle riduce le cosiddette "sfide di contrasto", che rendono difficile osservare esopianeti in stelle simili al Sole.

Poiché sono "morte" e non producono più energia tramite fusione nucleare, le nane bianche offrono anche spunti su cosa accade ai pianeti dopo la morte della loro stella. Studiandoli si possono quindi ricavare informazioni sulla stabilità o sulla migrazione orbitale e sulla possibile sopravvivenza dei pianeti.

Studiare i pianeti sopravvissuti in orbita attorno a stelle morte

Studiare i pianeti attorno alle nane bianche potrebbe aiutare a rispondere a uno dei grandi interrogativi dell'astrobiologia: questi mondi possono sopravvivere alla morte delle loro stelle? In tal caso, gli scienziati valuteranno se questi sistemi manterrebbero ancora le condizioni minime di abitabilità.

Nello studio attuale, gli astronomi guidati da Mary Anne Limbach hanno confermato l'esistenza dell'esopianeta WD 1856+534 b, con l'aiuto di James Webb. Per farlo, hanno utilizzato i dati dello strumento MIRI e analizzato la luce infrarossa in eccesso emessa dal pianeta.

Grazie a questa tecnica è stato possibile determinare la massa dell'esopianeta e misurarne la temperatura atmosferica. I dati hanno rivelato una temperatura media di 186 Kelvin, equivalenti a -87 °C, rendendo WD 1856+534 b l'esopianeta più freddo mai rilevato.

Utilizzando dati più recenti ottenuti dal JWST, gli autori hanno affinato quanto si sapeva dalla scoperta originale di WD 1856+534 b nel 2020. La massa, ad esempio, è inferiore a quanto si pensasse in precedenza e non supera di oltre sei volte la massa di Giove.

Ma il contributo più importante del nuovo studio è stato quello di presentare la prima prova diretta che i pianeti possono sopravvivere alla morte delle loro stelle e perfino migrare verso orbite vicine alle zone abitabili delle nane bianche. James Webb promette nuove osservazioni già nel 2025.

Lo studio è ospitato sulla piattaforma di preprint arXiv .

Galassia simile a un sombrero catturata da James Webb; Aspetto