Su WASP-121b l’alba e il tramonto non sono la stessa cosa. Non nel senso romantico — nel senso chimico, misurabile, pubblicato su Nature Astronomy il 10 giugno scorso. Il James Webb ha trovato che i due lati di questo pianeta — quello che si illumina al mattino e quello che si oscura alla sera — hanno atmosfere con composizioni diverse. Era previsto in teoria. Nessuno l’aveva mai visto davvero.
Un pianeta bloccato: un lato brucia, l’altro no
WASP-121b è un gigante gassoso grande quanto Giove. Orbita talmente vicino alla sua stella da completare un giro in 1,3 giorni terrestri — meno di quanto ci voglia a fare un fine settimana. A quella distanza, la gravità della stella ha fermato la rotazione: un lato è sempre rivolto verso la fonte di calore, l’altro è sempre nel buio. Lo stesso meccanismo della Luna con la Terra, ma su scala completamente diversa.
Il lato giorno raggiunge quasi 2.500°C. Le molecole d’acqua a quelle temperature non reggono: il calore spezza il legame tra ossigeno e idrogeno, come confermato dallo spettrografo NIRSpec del James Webb. Il lato notte è “solo” attorno ai 700°C — e in questa scala distorta, è abbastanza fresco da far formare le nuvole. Non nuvole d’acqua. Nuvole di corindone, silicati, ferro condensato che precipita verso il basso come fosse pioggia metallica.
La stessa linea, due atmosfere che non si parlano
Il “terminatore” è la linea che divide lato giorno e lato notte. Sulla Terra ce ne sono due — alba e tramonto — ma sono praticamente identici: stessa luce, stessa composizione dell’aria. Su WASP-121b lo studio appena pubblicato su Nature Astronomy ha trovato qualcosa di diverso: il terminatore serale assorbe più luce infrarossa di quello mattutino. Abbastanza da essere misurato a 855 anni luce di distanza.
La causa, secondo Cyril Gapp del Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg, sono i venti planetari. Venti enormi che spingono il calore dal lato giorno verso est, trascinando molecole con sé. Il lato sera ha già attraversato la zona calda: porta con sé tracce chimiche di quel viaggio. Il lato mattino viene dal freddo — è diverso, più compatto, con più nuvole minerali in formazione. Stessa linea che divide giorno e notte. Due chimiche atmosferiche che non si somigliano.
L’acqua si spezza, migra, e si rimette insieme — senza sosta
La parte più difficile da tenere a mente riguarda l’acqua. Sul lato caldo le molecole H₂O si rompono: ossigeno e idrogeno separati, trasportati dalle correnti verso il lato freddo, dove le temperature più basse li fanno riassociare. L’acqua torna a essere acqua. Poi il ciclo riparte — ritorna verso il caldo, si spezza ancora. Un loop continuo di distruzione e ricostruzione molecolare, che non si chiude in modo simmetrico sulle due metà del pianeta perché il flusso di calore non è uguale.
Sul terminatore mattutino l’atmosfera è più densa, con nuvole minerali in formazione. Su quello serale è più gonfia, espansa. Due stati dello stesso pianeta che si toccano senza mai mischiarsi davvero.
La stella è fissa all’orizzonte da quando il pianeta è nato
Se esistesse una superficie solida su WASP-121b — impossibile per un gigante gassoso — la stella occuperebbe circa il 40% del cielo. Non un disco. Una parete luminosa, ferma, sempre nello stesso punto da miliardi di anni. Dal lato notte non si vedrebbe mai. Dai terminatori sarebbe sempre lì, all’orizzonte, enorme.
I modelli atmosferici che usiamo per la Terra, Giove, Saturno non funzionano qui. WASP-121b è fisicamente un regime a parte — e studiarlo serve proprio per capire dove le leggi che conosciamo tengono e dove cominciano a cedere.
Quel che il Webb ha trovato e che non sapevamo cercare
WASP-121b è tra i pianeti esterni più osservati: abbastanza vicino e luminoso da poter essere analizzato con strumenti reali. La conferma dell’asimmetria tra alba e tramonto era prevista dai modelli, ma nessuno l’aveva mai misurata. Adesso che c’è, la domanda ovvia è: quanti altri pianeti funzionano così? Anche quelli meno estremi, magari più simili alla Terra? E cosa succede alla composizione di questi mondi nel corso di miliardi di anni di cicli molecolari continui?
Il James Webb continuerà a osservarlo. La missione ESA ARIEL, progettata per creare il primo atlante sistematico delle atmosfere esoplanetarie, aggiungerà altri dati. Per ora resta il fatto che alba e tramonto — due parole che usiamo ogni giorno come se fossero la stessa cosa — su un pianeta a 855 anni luce significano cose chimicamente diverse. Lo stesso strumento ha appena mostrato che vale anche altrove: su un pianeta ai confini con le nane brune, coperto da nuvole di sale mai osservate prima.
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