Nuvole di quarzo nell’atmosfera di un lontano pianeta, esperti sconcertati: “Non ce l’aspettavamo”
L’atmosfera di WASP-17b, un esopianeta gassoso distante 1.300 anni luce dalla Terra, nascondeva un segreto che solo il telescopio spaziale James Webb della NASA poteva carpire: le sue nuvole sono composte da minuscoli cristalli di quarzo, una caratteristica finora mai osservata nelle atmosfere di altri esopianeti conosciuti, formate principalmente da silicati ricchi di magnesio e non solo di quarzo puro.
Con un volume che è sette volte quello di Giove e ma una massa inferiore alla metà di quella del nostro gigante gassoso, WASP-17 b è un mondo incredibile. Ogni 3,7 giorni completa un’orbita attorno alla sua stella, WASP-17, da cui dista appena 7,8 milioni di chilometri (meno di un settimo della distanza tra Mercurio e il Sole). Ciò lo rende estremamente caldo, con temperatura diurna che supera i 1.500 °C e un’atmosfera decisamente gonfia, che si è espansa di circa 285.000 chilometri di diametro.
Osservando WASP-17b per quasi 10 ore e raccogliendo più di 1.275 misurazioni mentre il pianeta orbitava attorno alla sua stella, il telescopio spaziale James Webb ha permesso di calcolare la quantità di luce filtrata dalla sua atmosfera e di rilevare uno scostamento rispetto a quanto atteso. “Sapevamo dalle osservazioni del telescopio spaziale Hubble che dovevano esserci degli aerosol – minuscole particelle che formano nuvole o foschia – nell’atmosfera di WASP-17b, ma non ci aspettavamo che fossero di quarzo” ha affermato Daniel Grant dell'Università di Bristol (Regno Unito) e autore principale di un nuovo studio sulla scoperta appena pubblicato sull’Astrophysical Journal Letters.
I dati di Webb hanno infatti mostrato un segnale inaspettato a 8,6 micron, che può trovare una spiegazione solo nella presenza di quarzo nelle nuvole di WASP-17b. Questi cristalli hanno probabilmente una forma simile ai prismi esagonali appuntiti, della larghezza di appena 10 nanometri (un milionesimo di centimetro) e, a differenza delle particelle minerali trovate nelle nuvole terrestre, non vengono spazzati via da una superficie rocciosa. Hanno invece origine nell’atmosfera stessa. “WASP-17 b è estremamente caldo e la pressione alla quale si formano i cristalli di quarzo nell’atmosfera è pari ad appena un millesimo di quella che sperimentiamo sulla superficie terrestre – ha aggiunto Grant – . In queste condizioni, i cristalli solidi possono formarsi direttamente dal gas, senza passare attraverso una fase liquida”.
Capire di cosa sono fatte le nuvole è fondamentale per comprendere un pianeta nel suo insieme: i pianeti gioviani caldi come WASP-17b sono costituiti principalmente da idrogeno ed elio, con piccole quantità di altri gas come vapore acqueo (H2O) e anidride carbonica (CO2 ). “Se considerassimo solo l’ossigeno presente in questi gas e trascurassimo di includere tutto l’ossigeno racchiuso in minerali come il quarzo (SiO2 ), ne sottovaluteremo notevolmente l’abbondanza totale – ha precisato la coautrice Hannah Wakeford, anche lei dell’Università di Bristol – . Questi bellissimi cristalli ci danno un’idea delle diverse componenti e come queste si uniscano per modellare l’ambiente di questo pianeta”.
Determinare esattamente quanto quarzo ci sia e quanto siano diffuse le nuvole è però complesso. “Le nuvole sono probabilmente presenti lungo la transizione giorno/notte (il terminatore, ndr), che è la regione sondata dalle nostre osservazioni” ha evidenziato Grant. Ma dato che WASP-17b è un pianeta bloccato dalle maree (rivolge sempre la stessa faccia alla sua stella), presentando un lato diurno molto caldo e un lato notturno più fresco, è probabile che le nuvole circolino attorno al pianeta, ma si vaporizzino quando raggiungono il lato diurno più caldo. “I venti potrebbero spostare queste minuscole particelle vetrose a migliaia di chilometri all’ora” ha concluso Grant.
