Hubble individua il vapore acqueo nell'atmosfera di un piccolo pianeta extrasolare

Il mondo del vapore potrebbe essere un modello per i pianeti acquosi di tutta la nostra galassia

La ricerca della vita nello spazio va di pari passo con la ricerca dell’acqua sui pianeti attorno ad altre stelle. L'acqua è una delle molecole più comuni nell'universo ed è necessaria per tutta la vita sulla Terra. L'acqua agisce come solvente sciogliendo le sostanze e consentendo importanti reazioni chimiche nelle cellule animali, vegetali e microbiche. È molto meglio di altri liquidi.

Gli astronomi sono incuriositi quando gli esopianeti trovano prove di vapore acqueo. L'ultimo obiettivo è il pianeta GJ 9827d, che potrebbe avere un'atmosfera acquosa attorno a sé. Non più grande del doppio del diametro della Terra, questo pianeta è un esempio di mondi acquatici in altre parti della nostra galassia. Ma non pianificare l'acquisto di immobili a GJ 9827d. C'è calore come un pianeta VenereA 800 gradi Fahrenheit. È un mondo pieno di vapore.

Questa è una rappresentazione artistica di GJ 9827d, il più piccolo esopianeta con vapore atmosferico rilevato. Questo pianeta è un esempio di possibili pianeti con atmosfere acquose in altre parti della nostra galassia. Il pianeta, che ha solo il doppio del diametro della Terra, orbita attorno alla stella nana rossa GJ 9827. I due pianeti interni del sistema sono sulla sinistra. Si prevede che le stelle sullo sfondo siano visibili ad occhio nudo guardando il nostro Sole. Il sole è troppo fioco per vederlo. Regulus è la stella blu in alto a destra; La stella gialla sotto al centro è Tenebola; La stella blu in basso a destra è Spica. A sinistra c'è il Leone e a destra la Vergine. Entrambe le galassie distano 97 anni luce dalla prospettiva della nostra Terra. Crediti: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI), Ralf Crawford (STScI)

Il telescopio spaziale Hubble rileva il vapore acqueo nell'atmosfera di un piccolo pianeta extrasolare

Utilizzando il telescopio spaziale Hubble della NASA, gli astronomi hanno osservato il più piccolo esopianeta mai rilevato con vapore nella sua atmosfera. Con un diametro pari solo a circa il doppio della Terra, il pianeta GJ 9827d è un esempio di possibili pianeti con atmosfere acquose in altre parti della nostra galassia.

“Questa è la prima volta che dimostriamo direttamente con il rilevamento atmosferico che questi pianeti con atmosfere ricche di acqua possono effettivamente esistere attorno ad altre stelle”, ha affermato Bjorn Benneke, membro del team dell'Istituto Trottier per la ricerca sugli esopianeti dell'Università di Montréal. . “Questo è un passo importante nel determinare la distribuzione e la diversità delle atmosfere sui pianeti rocciosi.”

“L'acqua su un pianeta è una piccola scoperta”, ha affermato la co-investigatrice Laura Kreidberg dell'Istituto Max Planck per l'astronomia di Heidelberg, in Germania. “Questo ci spinge davvero più vicini che mai alla classificazione dei mondi simili alla Terra.”

Studiare l'atmosfera del pianeta

Tuttavia, è troppo presto per dire se la spettroscopia di Hubble abbia misurato una piccola quantità di vapore acqueo in un’atmosfera ricca di idrogeno, o se l’atmosfera del pianeta sia composta principalmente da acqua, lasciando dietro di sé un’atmosfera di idrogeno/elio evaporata sotto la radiazione stellare. .

“Il nostro programma di osservazione, guidato dal ricercatore principale Ian Crossfield dell'Università del Kansas a Lawrence, Kansas, è progettato non solo per rilevare le molecole nell'atmosfera del pianeta, ma per rilevare effettivamente il vapore acqueo. Sia che il vapore acqueo domini o sia minore, i risultati sono emozionanti. specie in un'atmosfera dominata dall'idrogeno”, ha affermato l'autore principale dell'articolo su Science, Pierre-Alexis Roy dell'Istituto Trottier per la ricerca sugli esopianeti dell'Università di Montréal.

“Finora l'atmosfera di un pianeta così piccolo non è stata rilevata direttamente. Ora stiamo lentamente entrando in questo regime”, ha aggiunto Benneke. “A volte, quando studiamo i piccoli pianeti, deve esserci una transizione in questi piccoli mondi dove non c'è idrogeno e hanno atmosfere simili a Venere (che è dominata dal biossido di carbonio)”.

Poiché questo pianeta è caldo quanto Venere, a 800 gradi Fahrenheit, sarebbe certamente un mondo inospitale e pieno di vapore se l'atmosfera fosse composta principalmente da vapore acqueo.

Implicazioni e ricerche future

La squadra ora ha due opzioni. Uno scenario è che il pianeta sia ancora aggrappato all’acqua in un’atmosfera ricca di idrogeno, rendendolo di piccole dimensioni.Nettuno. In alternativa, potrebbe essere una versione più calda GiovedìLa luna Europa ha il doppio dell'acqua sotto la crosta rispetto alla Terra. “Il pianeta GJ 9827T potrebbe essere metà acqua e metà roccia. E ci sarà molto vapore su qualche piccolo corpo roccioso”, ha detto Benneke.

Se il pianeta ha un’atmosfera acquosa residua, deve essersi formata lontano dalla sua stella ospite, dove le temperature sarebbero state più fredde e l’acqua sarebbe stata disponibile sotto forma di ghiaccio. In questo scenario, il pianeta si sarebbe avvicinato alla stella e avrebbe ricevuto più radiazioni. L'idrogeno si è riscaldato ed è fuggito, o è ancora in procinto di sfuggire alla debole gravità del pianeta. Una teoria alternativa è che il pianeta si sia formato vicino a una stella calda con tracce di acqua nella sua atmosfera.

Il progetto Hubble ha osservato il pianeta durante 11 passaggi ravvicinati (eventi in cui il pianeta passa davanti alla sua stella) a più di tre anni di distanza. Durante il transito, la luce stellare filtra attraverso l'atmosfera del pianeta e trasporta l'impronta spettrale delle molecole d'acqua. Se il pianeta ha nuvole, queste sono abbastanza basse nell'atmosfera da non oscurare completamente la visione dell'atmosfera di Hubble, e Hubble può sondare il vapore acqueo sopra le nuvole.

“Osservare l'acqua è una porta per scoprire altre cose”, ha detto l'astrofisico Thomas Green. NASACentro di ricerca Ames nella Silicon Valley, California. “Questa scoperta di Hubble apre la porta a futuri studi su questi tipi di pianeti da parte del telescopio spaziale James Webb. JWST può vedere di più con ulteriori osservazioni a infrarossi, comprese le molecole contenenti carbonio come monossido di carbonio, anidride carbonica e metano. Una volta che un pianeta ha un catalogo completo di elementi, può essere paragonato alla stella attorno alla quale orbita, per capire come è nato.

GJ 9827d è stato scoperto nel 2017 dal telescopio spaziale Kepler della NASA. Orbita attorno a una stella nana rossa ogni 6,2 giorni. La stella GJ 9827 si trova a 97 anni luce dalla Terra nella costellazione dei Pesci.

Riferimento: “L'assorbimento dell'acqua nello spettro di trasmissione del candidato Waterworld GJ 9827D” di Pierre-Alexis Roy, Bjorn Benneke, Caroline Pialet, Michael A. Galli-Santiago, Ian JM Crossfield, Carolyn V. Morley, Laura Kreitberg, Laura Kreitberg, Thomas Mikal-Evans, Jonathan Brande, Simon Delisle, Thomas B. Verde, Kevin K. Hardiger-Ullman, Travis Barman, Jesse L. Christiansen, Diana Dragomir, Jonathan J. Fortney, Andrew W. Howard, Molly R. Kosiarek e Joshua D. Lothringer, 12 settembre 2023, IL Lettere del diario astrofisico.
DOI: 10.3847/2041-8213/acebf0

IL Telescopio spaziale Hubble È un progetto di collaborazione internazionale tra NASA ed ESA. Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, gestisce il telescopio. Lo Space Telescope Science Institute (STScI) a Baltimora, nel Maryland, ospita le operazioni scientifiche di Hubble e Webb. STScI è gestito per la NASA dall'Associazione delle Università per la Ricerca Astronomica di Washington, DC.