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Scienza degli esopianeti: James Webb inaugura una nuova era  

SCIENZEASTRONOMIA E SCIENZE SPAZIALIScienza degli esopianeti: James Webb inaugura una nuova era  

Il primo rilevamento di anidride carbonica nell'atmosfera di un pianeta al di fuori del sistema solare, la prima immagine di un esopianeta da JWST, la prima immagine di un esopianeta mai presa alla lunghezza d'onda dell'infrarosso profondo, il primo rilevamento di nubi di silicato nell'atmosfera del pianeta -compagno di massa…., il James Webb Space Telescope (JWST) sta inaugurando una nuova era nello studio degli esopianeti. 

Studio di esopianeti (cioè i pianeti al di fuori del sistema solare) nei sistemi stellari delle stelle nelle galassie (inclusa la nostra galassia natale, la Via Lattea) sono la chiave per la ricerca di pianeti abitabili simili alla Terra con ambiente e condizioni favorevoli a sostenere la vita. esopianeti sono i fuochi nella ricerca delle firme della vita extraterrestre. Dopo diversi decenni di riflessione seguendo il paradosso di Fermi (1950) e l'equazione di Drake (1961), la scienza degli esopianeti sembra guadagnare terreno ora. Sono già stati rilevati oltre 5000 esopianeti, comprese le galassie al di fuori della nostra galassia natale, e l'elenco sta crescendo.  

JWST, che è recentemente diventato operativo come un Osservatorio a infrarossi con base spaziale commissionato a una distanza di 1 milione di miglia dalla Terra, sta superando in grande stile i limiti di misurazione fotometrica dei telescopi ottici e sembra inaugurare una nuova era nello studio degli esopianeti e successivamente verso la ricerca di pianeti abitabili nella galassia natale e oltre.  

Uno di questi sviluppi recenti è stato riportato in prestampa il 24th Agosto 2022 è il primo rilevamento definitivo di anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera di un esopianeta. WASP-39b è un gigante del gas caldo. Precedenti studi che utilizzavano telescopi ottici avevano indicato la presenza di CO2 ma le osservazioni della spettroscopia di trasmissione ottenute con JWST hanno confermato la presenza di CO2 nell'atmosfera di questo esopianeta1. Poiché questo esopianeta è un gigante di gas caldo, la presenza di CO2 suggerisce la formazione di atmosfera primaria per arricchimento di metalli, cioè la proporzione di elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio è in aumento. Oltre al CO2, l'atmosfera di questo esopianeta dovrebbe contenere anche acqua, CO e H2S. Presenza di CO2 nell'atmosfera secondaria di un esopianeta terrestre è significativo anche se questo non è il caso di WASP-39b.  

Il primo rilevamento definitivo di CO2 è stata prontamente seguita dalla relazione (il 31st Agosto 2022) delle prime immagini di un esopianeta scattate da JWST e della prima immagine di un esopianeta mai scattata a una lunghezza d'onda dell'infrarosso profondo oltre i 5 μm. Ciò è stato fatto attraverso osservazioni coronagrafiche dell'esopianeta, HIP 65426 b, utilizzando JWST's Near-Infrared Camera (NIRCam) e Mid-Infrared Instrument (MIRI). Le immagini dell'esopianeta HIP 65426 b sono piuttosto nitide, il che conferma che JWST può visualizzare direttamente gli esopianeti in modo più dettagliato per una migliore comprensione dei sistemi planetari lontani2.  

Ancora un altro sviluppo riportato su 1st Settembre 2022 è lo spettro di fedeltà più alto fino ad oggi di un oggetto di massa planetaria, VHS 1256 b, che è stato osservato con le modalità NIRSpec IFU e MIRI MRS di JWST. Nello spettro sono stati osservati acqua, metano, monossido di carbonio, anidride carbonica, sodio e potassio. Inoltre, il team di ricerca ha rilevato direttamente nubi di silicato nell'atmosfera di VHS 1256 b, che è il primo rilevamento di questo tipo per un compagno di massa planetaria3

Gli strumenti utilizzati in questi studi, per gentile concessione di JWST, aprono le porte a nuove scoperte sugli esopianeti nella galassia natale e oltre.

*** 

Riferimenti:  

  1. Il team scientifico di rilascio anticipato della comunità di esopianeti in transito JWST et al 2022. Identificazione dell'anidride carbonica nell'atmosfera di un esopianeta. Inviato il 24 agosto 2022. Prestampa su arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.11692  
  1. Carter, AL et al. 2022. Il programma scientifico a rilascio anticipato JWST per osservazioni dirette di sistemi esoplanetari I: imaging ad alto contrasto dell'esopianeta HIP 65426 b da 2-16 μm. Prestampa su arXiv. Inviato il 31 agosto 2022. DOI: https://arxiv.org/abs/2208.14990  
  1. Miglia, BE et al. 2022. Il JWST Early Release Science Program for Direct Observations of Exoplanetary Systems II: A 1 to 20 Micron Spectrum of the Planetary-Mass Companion VHS 1256-1257 b. Prestampa su axRiv. Inviato il 1 settembre 2022. DOI: https://arxiv.org/abs/2209.00620  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Caporedattore, Scientific European

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