Nella costellazione dei Pesci, il caldo Giove si trova a 640 anni luce dalla Terra.
Il gigante gassoso WASP-76b orbita attorno alla sua stella in un'orbita vertiginosa di soli 1,8 giorni, a temperature superiori a 2.400 gradi Celsius, abbastanza calde da far evaporare il ferro.
Ma quando il giorno si trasforma in notte, la temperatura scende abbastanza rapidamente perché il vapore di ferro si condensi nuovamente in un liquido rovente, che poi fluisce all'interno del pianeta.
“Possiamo dire che piove su questo pianeta la sera, piove di ferro”, ha detto l'astrofisico David Ehrenreich dell'Università di Ginevra in Svizzera.
Il pianeta WASP-76b, annunciato nel 2016, è un tipo di pianeta noto come Giove caldo. È leggermente inferiore alla massa di Giove, ma più gonfia e “soffice”, circa 1,8 volte la dimensione di Giove.
Si trova a 5 milioni di chilometri dalla sua stella, che è più grande e più calda del nostro Sole: 1,5 volte la massa del Sole, 1,8 volte più calda, con una temperatura di circa 6055 gradi (il Sole è 5504 Celsius).
Pertanto, il pianeta non è solo soggetto a radiazioni roventi, migliaia di volte superiori alla radiazione della Terra dal Sole, ma anche al limite delle maree. Questo è quando un lato di un corpo in orbita è sempre rivolto verso l'oggetto attorno al quale ruota: per un esempio ravvicinato, la Luna è legata in modo marziale alla Terra.
Nel caso di WASP-76b, ciò significa che un lato è nel giorno eterno e l'altro è nella notte eterna, con una differenza di temperatura significativa tra di loro. Sul lato giorno, 2400 gradi Celsius, e sul lato notte, circa 1500 gradi Celsius.
Non è l'esopianeta più caldo mai scoperto – questa corona è indossata da KELT-9b, un esopianeta così caldo che letteralmente evapora – ma è decisamente di dimensioni maggiori.
Le simulazioni suggeriscono che su pianeti come WASP-76b, differenze di temperatura estreme tra i due lati dovrebbero causare forti venti. Questo e la rotazione del pianeta dovrebbero spingere il vapore di ferro intorno al pianeta, e gli atomi sul lato giorno dovrebbero ricombinarsi in molecole sul lato notte.
Tuttavia, non sono state ottenute prove a sostegno di questa aspettativa, come un gradiente chimico. Così Ehrenreich e il suo team hanno deciso di dare un'occhiata più da vicino. In particolare, volevano studiare i terminatori – le linee tra notte e giorno – per vedere se mostravano una chimica asimmetrica. Ciò confermerebbe anche la teoria della pioggia metallica.
Hanno usato la spettroscopia altamente dispersa per analizzare la luce attorno al bordo del pianeta, alla ricerca di firme nello spettro che indicano che l'elemento sta bloccando parte della luce. E li hanno trovati. Sul terminatore serale – il confine dove il giorno diventa notte – hanno trovato una forte impronta di vapore di ferro.
Sul terminatore mattutino – il confine dove la notte si trasforma in giorno – mancava questa firma. Questa è una prova abbastanza forte a sostegno della pioggia di ferro, poiché il ferro liquido è la condensa ferrosa ad alta temperatura più stabile.
“Le osservazioni mostrano che l'atmosfera sul lato caldo della giornata di WASP-76b contiene molto vapore di ferro”, dice l'astrofisica Maria Rosa Zapatero Osorio del Centro di Astrobiologia in Spagna.
Parte di questo ferro viene iniettato nel lato notturno dalla rotazione del pianeta e dai venti atmosferici. Lì il ferro incontra un ambiente molto più fresco, si condensa e cade la pioggia ”.
Quindi, poiché il ferro è uscito dall'atmosfera superiore, non appare come vapore sul terminatore mattutino.
Ora che le osservazioni del team hanno dato risultati, potrebbe essere possibile fare osservazioni simili di altri Giove caldi, alla ricerca di segni di pioggia metallica. E, naturalmente, tutti nutrono grandi speranze nella capacità del James Webb Space Telescope ad alta tecnologia di scrutare l'atmosfera di vari esopianeti. Il telescopio dovrebbe iniziare a funzionare il prossimo anno.
Gli astronomi hanno già scoperto esopianeti con nuvole di corindone – l'elemento costitutivo di rubini e zaffiri – e altri che hanno nuvole di ferro. Non vediamo l'ora di vedere quale altro clima esiste nell'universo.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.
Fonti: Foto: ESO / M. Kornmesser
