Uno studio che coinvolge misurazioni del James Webb Space Telescope (JWST) suggerisce che l’esopianeta 55 Cancri e ha un’atmosfera secondaria degassata dall’oceano di magma. Invece di roccia vaporizzata, l’atmosfera potrebbe essere ricca di CO2 e CO. Questo è il primo caso di rilevamento di un’atmosfera secondaria attorno a un esopianeta roccioso ed è significativo nella scienza degli esopianeti perché l’acquisizione e il sostentamento di un’atmosfera ricca di gas da parte di un pianeta roccioso è fondamentale. all'abitabilità.
Gli esopianeti (cioè i pianeti al di fuori del sistema solare) sono al centro della ricerca di tracce di vita extraterrestre. Rilevazione e caratterizzazione di esopianeti nei sistemi stellari sono importanti per lo studio di pianeti abitabili simili alla terra con ambiente e condizioni favorevoli alla vita.
I primi esopianeti furono rilevati negli anni ’1990. Da allora, negli ultimi decenni sono stati scoperti oltre 5000 pianeti extrasolari. Quasi tutti sono stati trovati nella nostra galassia, la Via Lattea. UN esopianeta in una galassia esterna è stata scoperta per la prima volta nel 2021.
Gli esopianeti con terreno roccioso e atmosfera secondaria sono di particolare interesse per gli astronomi perché tali esopianeti probabilmente avranno condizioni simili a quelle terrestri. L'atmosfera secondaria si forma dal degassamento dei materiali intrappolati nel mantello caldo sulla superficie del pianeta. Per i pianeti terrestri, l'atmosfera primaria formata da gas leggeri come l'idrogeno e l'elio accumulati durante la formazione iniziale del pianeta viene persa a causa della minore temperatura superficiale e della velocità di fuga del pianeta.
L'esopianeta 55 Cancri e
L'esopianeta 55 Cancri e è un esopianeta roccioso situato a 41 anni luce dalla Terra nella costellazione del Cancro. Prevalentemente rocciosa con una temperatura di equilibrio intorno ai 2,000 K, orbita attorno alla stella simile al Sole 55 Cancri ed è classificata come una super-Terra (perché ha un diametro doppio di quello della Terra e una densità leggermente maggiore). È probabile che la sua composizione sia simile a quella dei pianeti rocciosi del sistema solare.
Precedenti studi su questo esopianeta suggerivano la presenza di un’atmosfera ricca di sostanze volatili. I risultati hanno sfavorevole la presenza di H2/Atmosfera primaria dominata dall'He, ma non si può escludere la possibilità che l'involucro di gas sia costituito da roccia vaporizzata poiché il pianeta è abbastanza caldo da consentire l'evaporazione delle rocce fuse. Non è possibile sapere se l’atmosfera di questo esopianeta sia formata secondariamente dal degassamento di materiali intrappolati nel mantello caldo sulla superficie del pianeta.
L'atmosfera secondaria si sviluppa dopo i gas primordiali più leggeri (principalmente H2 e Lui) vanno perduti man mano che il pianeta si raffredda. Si forma dal degassamento dall'interno alla superficie del pianeta a causa di vulcani o attività tettoniche. Ad esempio, le atmosfere di Venere, Terra e Marte sono atmosfere secondarie. La presenza di un’atmosfera secondaria in un pianeta extrasolare suggerisce un’ulteriore evoluzione di un pianeta in fase iniziale verso una possibile abitabilità.
Indagine JWST sull'esopianeta 55 Cancri e
Le misurazioni dello spettro di emissione termica dell'esopianeta 55 Cancri e effettuate dagli strumenti a bordo del James Webb Space Telescope (JWST) hanno escluso la possibilità che l'atmosfera sia costituita da roccia vaporizzata. Le nuove scoperte indicano che l’atmosfera è degassata da un oceano di magma ed è probabilmente ricca di CO2 e CO.
Questo è uno sviluppo significativo nella scienza degli esopianeti. Questa è la prima volta che si scopre che un pianeta extrasolare ha un'atmosfera circostante formata da materiali degasati dall'interno (un'atmosfera secondaria).
La Terra, Venere e Marte nel nostro sistema solare in passato erano ricoperti da un oceano di magma con un'interazione di atmosfera, superficie e interno. Quindi il nuovo sviluppo potrebbe aiutarci a comprendere meglio le prime condizioni della Terra, Venere e Marte e come un pianeta roccioso acquisisce e sostiene un’atmosfera ricca di gas, un requisito fondamentale affinché un pianeta sia abitabile.
***
Riferimenti:
- JPL. Esopianeti – Webb della NASA suggerisce una possibile atmosfera che circonda un esopianeta roccioso. Pubblicato l'8 maggio 2024. Disponibile su https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-hints-at-possible-atmosphere-surrounding-rocky-exoplanet
- Hu, R., et al 2024. Un'atmosfera secondaria sull'esopianeta roccioso 55 Cancri e. Natura 630, 609–612. Pubblicato: 08 maggio 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x
- Università dell'Oregon. Pagine – Atmosfera primaria e secondaria. Disponibile a https://pages.uoregon.edu/jschombe/ast121/lectures/lec14.html
***
 suggests that the exoplanet 55 Cancri e has a secondary atmosphere outgassed by magma ocean. Instead of vapourised rock, the atmosphere may be rich in CO2 and CO. This is the first instance of detection of secondary atmosphere around a rocky exoplanet and is significant in exoplanet science because acquisition and sustenance of a gas rich atmosphere by a rocky planet is key to habitability. ){kind=link}