Astronomi provenienti da Stati Uniti, Francia e Scozia, grazie alle osservazioni con l'Hubble, hanno confermato la presenza di acqua nell'atmosfera dell'esopianeta HAT-P-26b. Inoltre, i ricercatori hanno stimato la proporzione di elementi più pesanti dell'idrogeno nell'involucro del gas del pianeta: si è scoperto che è piccolo, il che è al di fuori del modello scoperto in precedenza. Secondo gli autori, molto probabilmente l'atmosfera di HAT-P-26b è rimasta praticamente invariata dall'origine del pianeta. La ricerca è pubblicata sulla rivista Science.
La stragrande maggioranza degli esopianeti conosciuti è stata scoperta in due modi: con il metodo del transito (quando il pianeta oscura leggermente la stella passando tra essa e l'osservatore terrestre) o mediante analisi Doppler (quando la gravità del pianeta fa oscillare leggermente la stella avanti e indietro). Con il loro aiuto, puoi determinare alcuni parametri dell'orbita del pianeta, limitare le sue dimensioni o massa. Tuttavia, è impossibile scoprire in cosa consiste questo o quell'esopianeta usando i metodi Doppler.
I transiti del pianeta ti consentono di esplorare il suo guscio di gas, se è abbastanza grande. Nel momento in cui il pianeta inizia a muoversi davanti al disco della stella, parte della luce di quest'ultimo passa attraverso il suo involucro gassoso. A seconda dei gas di cui è composta l'atmosfera, alcune parti dello spettro della stella iniziano ad essere assorbite. Ad esempio, l'acqua e l'anidride carbonica hanno bande di assorbimento caratteristiche: si trovano nella regione dell'infrarosso dello spettro. Confrontando lo spettro di una stella durante e prima del transito, gli astronomi possono determinare esattamente in quali intervalli spettrali l'atmosfera dell'esopianeta sta assorbendo e fare previsioni sulla sua composizione.
Per la prima volta, nel 2015 sono state registrate tracce d'acqua in HAT-P-26b, utilizzando i dati combinati del telescopio Spitzer e le osservazioni a terra. Questo esopianeta si trova a circa 430 anni luce dalla Terra ed è un "Nettuno caldo", la cui temperatura di equilibrio sulla superficie è di circa 1000 Kelvin (730 gradi Celsius). A causa della piccola accelerazione di gravità, un corpo celeste può avere un'atmosfera densa e alta. Il pianeta orbita attorno alla stella del sistema, una nana arancione, in circa 4,2 giorni.
Hannah R. Wakeford et al. / Scienza, 2017
Nel nuovo lavoro, gli autori hanno ampliato lo spettro di osservazioni dell'esopianeta e hanno utilizzato il telescopio spaziale Hubble per osservare i transiti nelle gamme del visibile e del vicino infrarosso. Ciò ha permesso di vedere bande di assorbimento aggiuntive che indicavano in modo affidabile la presenza di acqua nell'atmosfera del pianeta. Va notato che HAT-P-26b non può essere definito un mondo acquatico a causa della temperatura troppo alta del pianeta.
Oltre ad osservare l'acqua nell'atmosfera, gli astronomi sono stati in grado di stimare la metallicità del guscio del gigante gassoso. Questa è la proporzione relativa di elementi più pesanti dell'elio nella composizione dell'oggetto. Sulla base delle osservazioni nel sistema solare e in un certo numero di esopianeti (WASP-43b e HAT-P-11b), gli astronomi hanno notato uno schema: con l'aumentare delle dimensioni del pianeta, la metallicità diminuisce. In altre parole, la proporzione di elementi pesanti in Giove è molto inferiore rispetto a Urano o Nettuno. Questa osservazione è diventata la base per alcune ipotesi sull'evoluzione dei pianeti. HAT-P-26b esce da questo schema: con dimensioni paragonabili a Nettuno, la sua metallicità è all'incirca uguale a quella di Giove.
Secondo gli astronomi, le differenze tra HAT-P-26b e altri pianeti con metallicità e massa note possono significare che il processo della sua evoluzione, per qualche motivo, differiva da quello generalmente accettato. Gli autori sottolineano che, molto probabilmente, l'involucro di gas di HAT-P-26b è lo stesso dei primi periodi dell'esistenza dell'esopianeta. Inoltre, l'esopianeta probabilmente non si è scontrato con altri planetesimi e la maggior parte dei suoi elementi pesanti sono concentrati nel nucleo.
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Gli autori notano che questa è una situazione unica quando un esopianeta è stato studiato in modo così dettagliato. Di per sé, un tale risultato è già un risultato importante.
Vladimir Korolev
