Credit: NASA/JPL-Caltech
Utilizzando i dati dei telescopi spaziali Hubble, Spitzer e Kepler, gli astronomi hanno individuato un pianeta extrasolare con cieli sereni e vapore acqueo nella sua atmosfera.
HAT-P-11b, questa è la sua designazione, è delle dimensioni di Nettuno, il che lo rende il pianeta più piccolo su cui è stato rilevato vapore acqueo.
La scoperta è un' importante passo in avanti nella ricerca di molecole specifiche nelle atmosfere dei pianeti rocciosi più piccoli simili alla Terra.
I risultati sono stati pubblicati il 24 settembre sulla rivista Nature.
Water vapour absorption in the clear atmosphere of a Neptune-sized exoplanet [abstract]
Transmission spectroscopy has so far detected atomic and molecular absorption in Jupiter-sized exoplanets, but intense efforts to measure molecular absorption in the atmospheres of smaller (Neptune-sized) planets during transits have revealed only featureless spectra. From this it was concluded that the majority of small, warm planets evolve to sustain atmospheres with high mean molecular weights (little hydrogen), opaque clouds or scattering hazes, reducing our ability to observe the composition of these atmospheres. Here we report observations of the transmission spectrum of the exoplanet HAT-P-11b (which has a radius about four times that of Earth) from the optical wavelength range to the infrared. We detected water vapour absorption at a wavelength of 1.4 micrometres. The amplitude of the water absorption (approximately 250 parts per million) indicates that the planetary atmosphere is predominantly clear down to an altitude corresponding to about 1 millibar, and sufficiently rich in hydrogen to have a large scale height (over which the atmospheric pressure varies by a factor of e). The spectrum is indicative of a planetary atmosphere in which the abundance of heavy elements is no greater than about 700 times the solar value. This is in good agreement with the core-accretion theory of planet formation, in which a gas giant planet acquires its atmosphere by accreting hydrogen-rich gas directly from the protoplanetary nebula onto a large rocky or icy core.
Il team di ricerca è stato guidato dal professor Drake Deming, esperto di pianeti extrasolari, dell'University of Maryland Astronomy.
Generalmente riuscire a vedere sotto gli strati di nubi che avvolgono un pianeta non è un'impresa semplice.
Per rilevare la presenza dell'acqua nelle atmosfere di mondi lontani, gli scienziati analizzano lo spettro di luce che arriva a noi quando un pianeta transita davanti alla sua stella madre. Gli elementi presenti nell'atmosfera del pianeta assorbono parte della luce della stella e come effetto risultante, il pianeta sembra più grande, così come appare il nostro Sole al tramonto quando lo osserviamo lungo la linea dell'orizzonte attraverso una banda più consistente di atmosfera. Tracciando i cambiamenti in dimensione del pianeta extrasolare e mettendoli in relazione alla lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica osservata dal telescopio, si ottiene un grafico che mostra la quantità della luce emessa dalla stella, assorbita dall'atmosfera del pianeta. La forma di tale grafico, chiamato spettro di trasmissione, può rivelare quali sostanze chimiche sono presenti nell'atmosfera.
Più il pianeta è grande e più appare grande durante il transito ma quando il pianeta ha dimensioni ridotte, riuscire a leggere questi dettagli è più complicato.
Per questa sfida, il team ha scelto HAT P-11b, scoperto dal network Hungarian Automated Telescope (HAT), un network di ricerca ungherese composto da sei telescopi completamente automatizzati. E' grande come Nettuno ma si trova molto vicino alla stella madre, tanto che lì un anno dura appena 5 giorni terrestri; ha una temperatura superficiale di circa 8.500 gradi Celsius e una massa pari a 26 volte quella della Terra. Ha probabilmente un nucleo roccioso, avvolto da uno spesso involucro di gas costituito per lo più di idrogeno. La sua atmosfera non presenta nuvole ad alta quota ma contiene la firma del vapore acqueo.
Gli astronomi cercano di affinare la ricerca dell'acqua nelle atmosfere di altri mondi per studiare le origini e la formazione del nostro Sistema Solare e perché, pur non essendo da sola la firma inequivocabile di un ambiente abitabile, è un prerequisito essenziale per la vita.
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