Una quantità sorprendentemente bassa di metano, cieli turbolenti e un grande nucleo sono le recenti rivelazioni sull'esopianeta WASP-107 b, ottenute dal telescopio spaziale James Webb (JWST).

"Guardare all'interno di un pianeta a centinaia di anni luce, sembra quasi impossibile. Ma quando conosci la massa, il raggio, la composizione atmosferica e il calore del suo interno, hai tutti i pezzi di cui c'è bisogno per avere un'idea di ciò che è al suo interno e quanto è pesante", ha detto nel comunicato l'autore principale dello studio pubblicato su NatureDavid Sing, professore di scienze della Terra e planetarie della Bloomberg alla Johns Hopkins University. "Questo è ora qualcosa che possiamo fare per molti pianeti gassosi diversi in vari sistemi".

WASP-107 b è un pianeta gigante avvolto da un'atmosfera torrida e soffice come il cotone, che orbita attorno a una stella nella costellazione della Vergine, a circa 200 anni luce di distanza da noi. Ha le dimensioni di Giove ma solo un decimo della sua massa. Anche se vi è stato trovato metano, un gas considerato una potenziale biofirma, non è abitabile a causa della vicinanza alla sua stella e della mancanza di una superficie solida. Ma potrebbe rivelare avere importanti indizi sull'evoluzione planetaria in fase avanzata.


Focus sul metano

In uno studio separato, pubblicato sempre su Nature, altri scienziati hanno individuato metano con il JWST e hanno fornito approfondimenti simili sulla dimensione e sulla densità del pianeta.
"Vogliamo guardare pianeti più simili ai giganti gassosi nel nostro Sistema Solare, che hanno molto metano nelle loro atmosfere", ha detto Sing. "È qui che la storia di WASP-107 B è diventata davvero interessante, perché non sapevamo perché i livelli di metano fossero così bassi".

Le nuove misurazioni sulle abbondanze del gas suggeriscono che la molecola si trasforma in altri composti mentre scorre verso l'alto dall'interno del pianeta, interagendo con una miscela di altre sostanze chimiche e la luce della stella nell'atmosfera superiore.

Il team ha anche misurato il biossido di zolfo, il vapore acqueo, l'anidride carbonica e il monossido di carbonio e ha trovato WASP-107 B ha più elementi pesanti di Urano e Nettuno.

Il profilo della chimica del pianeta sta iniziando a rivelare pezzi chiave nel puzzle di come le atmosfere planetarie si comportano in condizioni estreme, ha detto Sing. Il suo team condurrà osservazioni simili nel prossimo anno su altri 25 pianeti con il telescopio Webb.
"Non siamo mai stati in grado di studiare questo processo di miscelazione in un'atmosfera di un esopianeta in dettaglio, quindi questo farà per capire meglio come funzionano queste reazioni chimiche dinamiche", ha detto Sing. "È qualcosa di cui abbiamo sicuramente bisogno mentre iniziamo a guardare pianeti rocciosi e biofirme".

Un pianeta gonfio

Gli scienziati hanno ipotizzato che il raggio eccessivo del pianeta derivasse da una fonte di calore all'interno, ha spiegato Zafar Rustamkulov, studente dottorando  alla Johns Hopkins che ha condotto la ricerca. Combinando i modelli di fisica atmosferica e interna con i dati di Webb su WASP-107 b, il team ha rappresentato il modo in cui la termodinamica influenza l'atmosfera osservabile del pianeta.

"Il pianeta ha un nucleo caldo e quella fonte di calore sta cambiando la chimica dei gas più in profondità, ma sta anche guidando questo mixing forte e convettivo che gorgoglia dall'interno", ha detto Rustamkulov. "Pensiamo che questo calore stia causando il cambiamento della chimica dei gas, distruggendo in modo specifico il metano e producendo elevate quantità di anidride carbonica e monossido di carbonio".

I nuovi risultati rappresentano anche la connessione più chiara che gli scienziati sono stati in grado di fare sull'interno di un esopianeta e la parte superiore della sua atmosfera, ha affermato Rustamkulov. L'anno scorso il telescopio Webb ha individuato biossido di zolfo a circa 700 anni luce di distanza in un diverso esopianeta chiamato WASP-39, fornendo indicazioni la prima prova di un composto atmosferico creato da reazioni basate sulla luce.

La squadra di Johns Hopkins si sta ora concentrando su ciò che sta mantenendo il nucleo caldo: le forze di marea potrebbero essere un buon candidato.