Il misterioso Nettuno in miniatura James Webb è costretto a svelare alcuni segreti

Mai prima d’ora gli astronomi erano stati in grado di osservare il piccolo Nettuno – un tipo di pianeta che non conosciamo nel nostro sistema solare, ma molto comune al di fuori di esso – in modo così dettagliato.

I risultati possono essere letti sulla rivista natura e trattare con il pianeta GJ 1214b. Questo pianeta dista più di 40 anni luce ed è anche chiamato “mini-Nettuno”. Il pianeta deve questa designazione al fatto che è meno massiccio di Nettuno, ma come Nettuno ha un’atmosfera densa e nebbiosa.

nuvole
Come si è formata questa atmosfera non è stato chiaro per molto tempo. I precedenti tentativi di caratterizzare l’atmosfera, poi con l’aiuto del telescopio spaziale Hubble, non hanno avuto successo. Il telescopio Hubble ha incontrato una coltre di nuvole in alto nell’atmosfera che ha oscurato le parti inferiori dell’atmosfera e ha impedito al telescopio di determinare la composizione di quell’atmosfera. Ciò è stato in qualche modo deludente, ma gli astronomi erano ottimisti sul fatto che l’allora in costruzione James Webb potesse rivelare ciò che si nasconde sotto le nuvole nel prossimo futuro.

ragnatela
Siamo ormai tra qualche anno e James Webb è pienamente operativo. Tuttavia, i segreti di GJ 1214b non dovrebbero più essere al sicuro. E questo è davvero il caso. Perché nel nuovo studio, gli scienziati, basati su osservazioni che utilizzano Webb Strumento intermedio a infrarossi (MIRI) Uno scorcio di ciò che si nasconde sotto la densa copertura nuvolosa di GJ1214b.

mappa di calore
Utilizzando il MIRI, i ricercatori hanno misurato la quantità di radiazione infrarossa emessa da GJ 1214b quando il pianeta ha completato la sua orbita attorno alla sua stella madre in circa 40 ore. Sulla base delle osservazioni, i ricercatori sono stati in grado di farlomappa di caloreOppure crea una mappa termica di GJ 1214b. Rivela, tra l’altro, che la temperatura del lato del pianeta rivolto verso la stella madre (il lato diurno) è molto più alta della temperatura del lato permanentemente lontano dalla stella madre (il lato notturno). “Il lato notturno è più freddo del giorno”, ha detto la ricercatrice Eliza Kempton. Concretamente, le temperature variano da 279°C diurne a 165°C notturne.

particelle più pesanti
Queste misurazioni della temperatura possono dirci di più sulla composizione dell’atmosfera. Ad esempio, una differenza di temperatura così grande tra il lato giorno e quello notte è possibile solo se l’atmosfera è composta da molecole più pesanti – come l’acqua o il metano – ed è povera di molecole più leggere come l’idrogeno.

Storia del pianeta
Sono necessarie ulteriori ricerche per capire l’esatta composizione dell’atmosfera, ma sulla base delle osservazioni iniziali, i ricercatori sono abbastanza sicuri che il vapore acqueo possa essere trovato nell’atmosfera. Se la ricerca di follow-up può confermarlo, può anche darci maggiori informazioni sulla creazione e sulla storia di GJ 1214b. Come accennato, l’atmosfera di GJ 1214b sembra contenere una quantità relativamente bassa di idrogeno, il che la distingue chiaramente dalla sua stella madre ricca di idrogeno. Questo può essere spiegato in due modi. Una possibilità è che l’atmosfera di GJ 1214b contenesse originariamente molto idrogeno, ma a un certo punto questo è stato perso. Un’altra possibilità è che il pianeta non si sia formato vicino alla stella madre, ma a una distanza maggiore dalla stella madre, da materiale più ghiacciato e ricco di acqua. “Sulla base delle nostre osservazioni, GJ 1214b potrebbe essere solo un mondo acquatico”, afferma Kimpton. In quest’ultimo scenario, il pianeta avrebbe viaggiato verso la stella in una fase successiva, stabilendosi infine nella sua orbita attuale e stretta. “Se trovi un pianeta ricco di acqua, la spiegazione più semplice è che si è formato a una distanza maggiore dalla stella madre”, dice Kimpton.

una sorpresa
Anche le nuove osservazioni riservano una sorpresa. Ad esempio, GJ 1214b si è rivelato molto più interessante del previsto. Ciò può essere attribuito all’atmosfera straordinariamente luminosa che riflette piuttosto che assorbire gran parte della luce dalla stella madre. Deve avere qualcosa a che fare con la nebulosa alta nell’atmosfera GJ 1214b, che in precedenza si pensava consistesse di materia piuttosto oscura e quiescente che assorbe molta luce. “La formazione di nebulose, o nuvole, è diversa dal previsto”, ha detto Kempton. “È luminoso e riflessivo, il che è mistificante e sorprendente.”

Tuttavia, l’ultima parola non è sicuramente detta su GJ 1214b. I ricercatori sperano anche di esaminare altri Nettuno in miniatura nel prossimo futuro, anche con l’aiuto di James Webb, al fine di ottenere un quadro migliore di come potrebbero essere questi pianeti, assenti nel nostro sistema solare, ma ben rappresentati all’esterno. . Sistema solare.