HD 3167 b: il pianeta di lava che non dovrebbe esistere

Devo ammetterlo: quando ho letto questa notizia per la prima volta, l'ho riletta tre volte per essere sicuro di aver capito bene.

Un pianeta così caldo che la sua superficie è letteralmente roccia fusa. Temperature che farebbero sembrare Venere una piacevole giornata di primavera. Eppure... ha un'atmosfera.

Sì, lo so. Anche il mio cervello ha avuto la stessa reazione.

Un mondo di lava nella costellazione dei Pesci

A circa 154 anni luce da noi, nella costellazione dei Pesci, c'è un pianeta chiamato HD 3167 b che sta facendo qualcosa di inaspettato. Questa super-Terra rocciosa — probabilmente simile nella composizione al nostro pianeta — orbita così vicino alla sua stella che compie un anno intero in un solo giorno terrestre. Pensate di festeggiare tutti i compleanni e le vacanze in una singola rotazione della Terra!

Vista la distanza ridotta dalla stella, il lato esposto al sole viene letteralmente bombardato di calore. Stiamo parlando di temperature che mantengono la roccia in stato liquido. Questi pianeti sono chiamati appropriatamente "mondi di lava", e non sono esattamente destinazioni dove vorreste prenotare una vacanza.

Ma ecco il punto: secondo tutto ciò che pensavamo di sapere sulla scienza planetaria, HD 3167 b non dovrebbe avere alcuna atmosfera.

Allora perché gli scienziati sono sorpresi?

Vediamo perché questa scoperta è così importante.

Quando un pianeta orbita così vicino alla sua stella, accadono due cose terribili. Prima di tutto, la gravità e le radiazioni stellari strappano via l'atmosfera del pianeta — un processo che potremmo chiamare "fuga atmosferica". In secondo luogo, la luce stellare intensa bombarda il pianeta con fotoni ad alta energia che possono letteralmente sparare le molecole atmosferiche nello spazio.

Più sei vicino, peggio è. È come cercare di tenere ancorato un palloncino mentre qualcuno lo spruzza con una pompa antincendio.

"Quello che sorprende è che più un pianeta roccioso orbita vicino alla sua stella, più difficile dovrebbe essere mantenere un'atmosfera," ha spiegato Edwin Kite, professore associato all'Università di Chicago e coautore dello studio. "Ma sembra che molti di questi mondi di lava ce la facciano."

Questa scoperta, pubblicata su The Astrophysical Journal Letters, rappresenta il mondo di lava più freddo trovato finora con prove di un'atmosfera. È importante perché gli scienziati stanno cercando di capire esattamente dove si trova la soglia di temperatura tra pianeti che possono mantenere la loro atmosfera e quelli che non possono.

Come si rileva un'atmosfera a 154 anni luce di distanza?

Qui le cose si fanno interessanti.

Il team di ricerca ha utilizzato il James Webb Space Telescope per studiare HD 3167 b attraverso una tecnica chiamata eclissi secondaria. Pensatela così: quando il pianeta passa dietro la sua stella, gli scienziati possono misurare quanta luce totale viene bloccata. Poi confrontano questo dato con quando il pianeta è visibile davanti alla stella.

La differenza indica quanta luce infrarossa proviene dal pianeta stesso — e questo rivela la sua temperatura.

Ecco il punto chiave: se un pianeta non ha un'atmosfera, il suo lato diurno (quello rivolto verso la stella) dovrebbe riscaldarsi fino alla temperatura teorica massima possibile, basata sulla sua distanza dalla stella e sulla sua riflettività. Senza atmosfera, nulla distribuisce quel calore.

Ma se un pianeta ha un'atmosfera, le cose cambiano. L'atmosfera funziona come un'enorme coperta e/o sistema di aria condizionata, ridistribuendo il calore al lato notturno e potenzialmente riflettendo parte della luce stellare. Questo mantiene il lato diurno più fresco di quanto sarebbe altrimenti.

Ed è esattamente quello che gli scienziati hanno trovato con HD 3167 b. Il pianeta è notevolmente più freddo del previsto, fornendo solide prove che qualcosa sta agendo come un buffer termico — il che significa un'atmosfera.

Di cosa potrebbe essere fatta questa atmosfera?

Qui le cose si fanno davvero affascinanti, perché entriamo in un territorio che sfida i limiti di ciò che gli scienziati si aspettavano di trovare.

Prima di questo studio, i ricercatori assumevano che qualsiasi atmosfera su questi mondi di lava ultra-caldi fosse composta da roccia vaporizzata — minerali silicati che bollono dalla superficie e formano un sottile involucro attorno al pianeta.

Ma più guardano, più prove emergono che alcune di queste atmosfere potrebbero contenere gas più pesanti come anidride carbonica, monossido di carbonio, o addirittura vapore acqueo.

"È un ottimo risultato perché mostra che i pianeti rocciosi possono mantenere atmosfere in condizioni estreme," ha osservato Kite. "Questi pianeti sono troppo caldi per la vita, ma studiandoli, possiamo capire qualcosa sui processi che contano per altri mondi rocciosi."

Perché dovremmo interessarci a un pianeta dove nulla può sopravvivere?

So cosa potreste star pensando: "Bella scienza, ma perché dovrebbe importarci?"

Ecco perché trovo queste scoperte genuinamente emozionanti: viviamo su un pianeta roccioso con un'atmosfera, e non abbiamo assolutamente idea del perché la Terra sia riuscita a mantenere la sua atmosfera mentre altri mondi no. Capire questi casi estremi aiuta gli scienziati a costruire modelli migliori dell'evoluzione planetaria.

Stiamo essenzialmente usando questi mondi di lava come laboratori naturali per comprendere il comportamento atmosferico. Gli autori dello studio sottolineano che la Terra primordiale potrebbe aver somigliato a uno di questi mondi di lava miliardi di anni fa. Quindi, in un certo senso, studiare questi pianeti infernali potrebbe aiutarci a capire la storia del nostro stesso mondo.

Inoltre, facciamo honestà — lo spazio è semplicemente cool. Continuiamo a trovare pianeti che non dovrebbero esistere secondo i nostri modelli, e questo significa che la nostra comprensione dell'universo è in costante evoluzione. Cosa c'è da non amare?

Il team di ricerca sta pianificando osservazioni di follow-up, e questo è solo il primo risultato di un programma che esaminerà in totale 10 mondi di lava ultra-caldi. L'obiettivo è capire se esiste una soglia di temperatura critica dove i pianeti passano dal non avere atmosfera all'averne una.

Rimanete sintonizzati. L'universo continua a trovare modi per surpreenderci.