GJ 504 b, il pianeta rosa scoperto dal telescopio Subaru nel 2013, ha un'atmosfera avvolta da nubi di sale. Lo ha certificato il telescopio spaziale James Webb, che ne ha ricostruito lo spettro nell'infrarosso. A rendere unico il risultato è la temperatura del corpo osservato: 290 gradi Celsius, la più bassa mai misurata su un oggetto direttamente fotografato attorno a una stella simile al Sole.
Un enigma vecchio di 13 anni
L'oggetto si trova a 57 anni luce dalla Terra, nella costellazione della Vergine, in orbita attorno a una stella molto simile al Sole. Ha una massa pari a circa 25 volte quella di Giove, un valore che lo colloca sul confine tra pianeta gigante e nana bruna. La tinta magenta, dovuta al bagliore residuo del calore di formazione, gli ha valso il soprannome di pianeta rosa. Dal 2013, quando fu individuato dal team di Motohide Kuzuhara con il progetto SEEDS al telescopio Subaru, nessun osservatorio terrestre era riuscito a catturarne uno spettro sufficientemente pulito da chiarirne la composizione: il segnale del pianeta veniva schiacciato dal bagliore della stella ospite.
290°C, la chimica che i modelli aspettavano da 15 anni
Il gruppo guidato da Aneesh Baburaj, del Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics della Northwestern University, ha usato i coronografi del Webb per isolare la luce dell'esopianeta e ricostruirne lo spettro. La maggior parte degli esopianeti fotografati direttamente fino a oggi si trova a temperature comprese tra 540 e 1.100 gradi Celsius, valori molto più caldi di qualsiasi pianeta del Sistema Solare. GJ 504 b si ferma a 290 gradi, meno della metà, e ricade in una fascia in cui il vapore acqueo non è più il principale responsabile della copertura nuvolosa.
A questa temperatura entrano in gioco sali metallici come il cloruro di potassio e il solfuro di zinco. Sono i composti previsti dai modelli atmosferici teorici da oltre 15 anni per gli oggetti giovani e freddi, ma non erano mai stati osservati in modo diretto. I ricercatori hanno testato tre diversi tipi di nubi contro i dati spettrali del Webb: soltanto quello basato sui sali ha restituito un fit compatibile con tutte le firme registrate. Nell'atmosfera del pianeta sono stati identificati anche vapore acqueo, metano, anidride carbonica, ammoniaca, idrogeno solforato e monossido di carbonio, un insieme che descrive un'atmosfera chimicamente ricca.
L'osservazione è pubblicata su The Astronomical Journal ed è descritta dal comunicato ufficiale della Northwestern come la prima prova diretta di nubi saline in un oggetto planetario freddo.
Una porta aperta sugli oggetti freddi
Prima del Webb, la spettroscopia diretta era limitata a esopianeti giovani e caldi, con temperature che rendevano semplice separarne la luce dalla stella ospite. La firma spettrale di GJ 504 b apre invece un percorso concreto per lo studio di oggetti freddi, quelli più simili ai pianeti giganti del nostro Sistema Solare. La collaborazione tra Northwestern e Space Telescope Science Institute, dove Marshall Perrin ha ideato il programma osservativo, ha ottenuto uno spettro ad alta qualità in circa due ore di puntamento. È un'indicazione precisa del tempo necessario per aggredire target simili nei prossimi cicli scientifici del telescopio, e un banco di prova per i modelli di condensazione dei sali metallici, finora validati solo in laboratorio o applicati alle nane brune.
Il gruppo intende ora applicare lo stesso approccio agli altri esopianeti freddi già catalogati, per verificare se le nubi saline rappresentano una firma comune di questa fascia di temperature. La stagione è intensa anche in altri campi della ricerca: dalla neuroscienza dei casi di memoria straordinaria isolati in età adolescenziale, alla descrizione di una nuova malattia genetica rara da parte di un team italo-francese, fino all'identificazione della proteina MTCH2 al Weizmann Institute.
Domande frequenti
Che cos'è il pianeta rosa GJ 504 b e perché è importante?
GJ 504 b è un esopianeta scoperto nel 2013 dal telescopio Subaru, chiamato 'pianeta rosa' per la sua particolare tinta magenta dovuta al calore residuo della formazione. È importante perché rappresenta un oggetto di confine tra pianeta gigante e nana bruna e offre nuove opportunità per studiare atmosfere planetarie fredde.
Quali sono le principali caratteristiche atmosferiche di GJ 504 b?
L'atmosfera di GJ 504 b è avvolta da nubi di sale, composte principalmente da cloruro di potassio e solfuro di zinco. Sono stati identificati anche vapore acqueo, metano, anidride carbonica, ammoniaca, idrogeno solforato e monossido di carbonio, segnalando una composizione chimica molto ricca.
Perché la temperatura di GJ 504 b è significativa rispetto ad altri esopianeti osservati?
GJ 504 b ha una temperatura di 290°C, la più bassa mai misurata su un oggetto direttamente fotografato attorno a una stella simile al Sole. Questa temperatura permette di osservare fenomeni chimici diversi da quelli dei pianeti più caldi, come la formazione diretta di nubi saline.
Come è stato possibile studiare la composizione dell'atmosfera di GJ 504 b?
Grazie ai coronografi del telescopio spaziale James Webb, i ricercatori sono riusciti a isolare la luce dell'esopianeta dalla sua stella ospite e a ricostruirne lo spettro nell'infrarosso, ottenendo dati di alta qualità in circa due ore di osservazione.
Quali implicazioni ha questa scoperta per la ricerca sugli esopianeti?
L'osservazione diretta di nubi saline su un pianeta freddo apre nuove prospettive nello studio degli esopianeti simili ai giganti del Sistema Solare. Rappresenta anche un banco di prova per i modelli teorici e consentirà di verificare se le nubi saline sono una caratteristica comune in questa fascia di temperatura.
