James Webb ha scoperto (forse) un’atmosfera su un pianeta roccioso, la super-Terra “55 Cancri e”

Il pianeta extrasolare 55 Cancri e, noto anche come Janssen, una cosiddetta super-Terra a “soli” 41 anni luce di distanza da noi nella costellazione del Cancro, potrebbe essere il primo pianeta roccioso noto al di fuori del Sistema Solare ad avere un'atmosfera. La scoperta, ottenuta grazie al telescopio spaziale James Webb della NASA, è stata recentemente pubblicata su Nature. Si tratta a oggi della più interessante prova dell'esistenza di un'atmosfera su un esopianeta roccioso. Il pianeta 55 Cancri e non è però abitabile come la nostra Terra, essendo troppo caldo, ma il suo studio può costituire una rara occasione per capire meglio atmosfere, superfici e interni di pianeti rocciosi, oltre che fornire informazioni sulle prime condizioni del nostro pianeta, di Venere o di Marte, i quali molto tempo fa potrebbero aver avuto un passato ricoperto da oceani di magma.

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Cos'ha scoperto James Webb sull'atmosfera del pianeta

55 Cancri e è stato scoperto ormai da anni, ma finora è rimasto il dubbio su un'eventuale atmosfera, soprattutto per via della difficoltà tecnica di un'osservazione di questo tipo, affrontabile solamente dagli strumenti di ultima generazione come appunto James Webb Space Telescope. Già precedenti studi suggerivano tuttavia la presenza di un'atmosfera ricca di sostanze volatili come ossigeno, azoto e anidride carbonica. Vi era però un'altra possibilità: 55 Cancri e poteva possedere un tenue velo di roccia vaporizzata, composto principalmente da elementi come silicio, ferro, alluminio e calcio.

Per trovare una risposta il telescopio Webb ha analizzato le variazioni della luce proveniente dalla stella mentre il pianeta orbitava “davanti” a essa rispetto alla nostra linea di vista. Per l'occasione sono stati usati gli strumenti NIRCam e MIRI di James Webb, sensibili rispettivamente al vicino infrarosso e al medio infrarosso.

La prima indicazione che 55 Cancri e potrebbe avere un'atmosfera è stata possibile grazie alle misurazioni della temperatura: se il pianeta fosse coperto da roccia fusa con un sottile velo di roccia vaporizzata o se non possedesse atmosfera, il lato diurno dovrebbe avere una temperatura di circa 2.200 °C.

I dati mostrano invece una temperatura leggermente più bassa, di circa 1540 °C. Questo potrebbe essere una indicazione del fatto che l'energia viene distribuita dal lato diurno a quello notturno grazie a un'atmosfera ricca di sostanze volatili. Le correnti di lava possono avere il compito di trasportare un po' del calore verso il lato notturno, ma non possono spostarlo in modo abbastanza efficiente da spiegare l'effetto di raffreddamento osservato. I dati della NIRcam suggeriscono poi la presenza di un'atmosfera contenente monossido di carbonio o anidride carbonica.

A causa dell'alta temperatura e dell'intensa radiazione della stella l'atmosfera primaria sarebbe scomparsa da tempo, quella osservata potrebbe quindi essere un'atmosfera secondaria continuamente rifornita dall'oceano di magma, composto non soltanto da cristalli e roccia liquida, ma anche da gas disciolto.

Cosa sappiamo sull'esopianeta 55 Cancri e

55 Cancri e possiede un raggio doppio rispetto a quello della Terra e una densità leggermente maggiore. Un pianeta roccioso di queste dimensioni ha tutto il diritto di entrare nella categoria delle super-Terre, quella classe di pianeti rocciosi con una massa più grande di quella della Terra, ma più piccola di quella dei giganti gassosi del nostro sistema solare. Volendo fare un paragone le dimensioni di 55 Cancri e sono in un intervallo compreso fra quella della Terra e di Nettuno.

Un'altra curiosa caratteristica riguarda l'orbita attorno alla sua stella, pari a 1/25 della distanza fra il Sole e Mercurio, il pianeta più vicino alla nostra stella. Un pianeta con un'orbita così stretta è molto probabilmente bloccato marealmente, cioè mostra alla sua stella sempre la stessa faccia, come la Luna fa con la Terra.

Non dovete tuttavia immaginarvi 55 Cancri e come una Terra un poco più grande: la sua vicinanza alla stella lo rende molto probabilmente ben diverso dal nostro pianeta, il quale ha una comoda crosta rocciosa, bensì la sua superficie è più facilmente fusa, un oceano di magma.