Il James Webb Space Telescope (JWST) ha segnato un altro traguardo importante, la cattura della prima immagine diretta dell’esopianeta 14 Her c. Un corpo celeste distante, freddo e in orbita attorno a una stella simile al Sole, ma situato in un sistema planetario assai diverso dal nostro. La scoperta, annunciata il 10 giugno, apre nuove strade per lo studio degli esopianeti freddi, espandendo i confini della ricerca astronomica.
L’esopianeta 14 Herculis c o 14 Her c, si trova a circa 60 anni luce dalla Terra, nella costellazione di Ercole. Nella nuova immagine prodotta dal JWST, il pianeta appare come un debole punto arancione sfocato. Questa colorazione è dovuta al calore che emana dalla sua atmosfera, convertito in tonalità visibili dal telescopio.
Un sistema planetario instabile e affascinante
Secondo gli astronomi, 14 Her c si è formato circa 4 miliardi di anni fa e possiede una temperatura atmosferica estremamente bassa, pari a -3 °C. Ma a rendere davvero insolito questo sistema planetario è la disposizione delle sue orbite. A differenza delle orbite piatte e regolari del nostro Sistema Solare, i due pianeti noti nel sistema di 14 Herculis orbitano con un’inclinazione di circa 40 gradi l’uno rispetto all’altro, descrivendo un motivo a X attorno alla loro stella.
Secondo il ricercatore Balmer, questa configurazione potrebbe essere il risultato di un evento drammatico avvenuto nelle prime fasi di vita del sistema. “Questi sbandamenti sembrano essere stabili su scale temporali molto lunghe” ha spiegato. “Stiamo cercando di capire quali tipi di interazioni tra pianeti possano produrre una configurazione orbitale così esotica”. L’ipotesi è che un terzo pianeta massiccio sia stato espulso dal sistema, generando un vero e proprio tiro alla fune planetario che ha lasciato le orbite degli altri due corpi in condizioni caotiche ma stabili.
Una sfida tecnica vinta dal James Webb
Riuscire a catturare un’immagine diretta di un esopianeta come 14 Her c rappresenta una sfida tecnica eccezionale. “Fare questo è tecnicamente molto difficile”, ha spiegato Balmer. I pianeti brillano molto meno delle loro stelle, in alcuni casi addirittura migliaia, milioni o miliardi di volte meno. Per questo motivo, ha aggiunto, “sono come lucciole accanto a fari”.
Finora, la maggior parte degli esopianeti fotografati direttamente è costituita da giganti gassosi giovani e caldi, che emettono una quantità di luce infrarossa sufficiente a distinguersi dal bagliore delle loro stelle madri. Al contrario, pianeti più freddi e più vecchi, come 14 Her c, sono generalmente troppo deboli per essere rilevati. Tuttavia, in questo caso, l’orbita inclinata e fuori asse del pianeta si è rivelata un vantaggio per l’imaging diretto.
“È una buona notizia per l’osservazione diretta” ha sottolineato Balmer. “Potevamo prevedere con certezza che JWST sarebbe riuscito a risolvere il pianeta più esterno del sistema”. Grazie a un dispositivo speciale a bordo del telescopio, chiamato coronografo, in grado di bloccare la luce della stella madre, il team è riuscito a isolare il debole bagliore infrarosso del pianeta.
Nuove prospettive per lo studio degli esopianeti freddi
Con questa osservazione, la ricerca astronomica ha raggiunto un nuovo livello. “Ora siamo in grado di aggiungere al catalogo esopianeti più vecchi e molto più freddi di quelli che abbiamo visto direttamente prima di Webb” ha dichiarato Balmer. Basandosi sull’età stimata del pianeta (circa 4 miliardi di anni), sulla sua massa (pari a circa sette volte quella di Giove) e su modelli teorici dell’evoluzione planetaria, i ricercatori si aspettavano che il pianeta apparisse più luminoso, ovvero che emettesse più calore, di quanto sia risultato nell’immagine del JWST.
“Il pianeta è in realtà significativamente più debole di quanto ci aspettassimo” ha affermato Balmer. “Non pensiamo però che sia un problema dei modelli evolutivi”. Analizzando l’atmosfera di 14 Her c, il JWST ha rilevato biossido di carbonio e monossido di carbonio in condizioni in cui ci si aspetterebbe metano. Questo suggerisce la presenza di forti correnti ascensionali, che trasportano gas caldi dagli strati profondi verso le regioni più fredde superiori dell’atmosfera. Questi gas, probabilmente accompagnati da sottili nubi ghiacciate, riducono la quantità di calore che riesce a disperdersi nello spazio, rendendo il pianeta più freddo e meno luminoso del previsto.
Un passo avanti nella comprensione dei sistemi planetari
La scoperta di 14 Her c e la sua immagine diretta rappresentano un salto di qualità nell’astrofisica. Analizzando pianeti con masse, temperature e storie orbitali molto diverse, gli scienziati sperano di approfondire la comprensione dei processi che portano alla formazione e all’evoluzione dei sistemi planetari. “Vogliamo capire come cambiano questi pianeti, perché vogliamo capire come siamo arrivati fin qui”, ha concluso Balmer.
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