James Webb osserva Hats-6 b e mette in crisi la teoria planetaria

James Webb rileva un’atmosfera inattesa e temperature anomale su HATS-6 b: la scoperta sfida le previsioni e impone di ripensare i modelli di formazione planetaria.

James Webb osserva Hats-6 b e mette in c
Lorenzo Pascucci 
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Le osservazioni del James Webb su HATS-6 b rivelano un’atmosfera inattesa e una temperatura lontana dalle previsioni. Un’anomalia che mette alla prova i modelli di formazione dei pianeti e impone di ripensare le teorie.

Un team dell’Università del Maryland ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb per osservare due transiti di Hats-6 b nei giorni 15 e 21 gennaio 2024, scoprendo che la sua atmosfera contiene:

  • acqua,
  • metano,
  • ammoniaca e anidride carbonica,
mentre la temperatura misurata di circa 120 gradi Celsius è molto inferiore al valore teorico di 425 gradi atteso per un pianeta con queste caratteristiche.

Scoperta atmosferica inaspettata con il James Webb

Utilizzando la modalità Prism dello spettrografo NirSpec di Webb, i ricercatori hanno analizzato la luce stellare filtrata attraverso l’atmosfera di Hats-6 b durante i suoi passaggi davanti alla stella ospite. Questa tecnica di spettroscopia di trasmissione ha permesso di identificare quattro molecole chiave:

  • acqua,
  • metano,
  • anidride carbonica e ammoniaca.
La rivelazione dell’ammoniaca è particolarmente significativa, poiché rappresenta una delle poche volte che questa molecola viene rilevata nell’atmosfera di un esopianeta tramite questa tecnica. La composizione atmosferica suggerisce che i pianeti giganti attorno alle nane M potrebbero formare una popolazione chimicamente distinta rispetto a quelli che orbitano stelle simili al Sole, mettendo in discussione le attuali teorie sulla formazione planetaria.

Temperatura anomala ribalta le previsioni teoriche

La temperatura di equilibrio misurata di circa 120 gradi Celsius contrasta fortemente con il valore teorico di 425 gradi Celsius calcolato assumendo che il pianeta assorba tutta la radiazione stellare e la ridistribuisca uniformemente. Questa discrepanza indica che Hats-6 b riflette una quantità significativa di luce, probabilmente a causa di estese nubi e foschie simili a quelle di Venere. Se il pianeta fosse davvero così freddo nonostante la sua vicinanza alla stella (tre giorni orbitali), i modelli attuali di bilancio energetico planetario dovrebbero essere rivisti. La scoperta implica che l’atmosfera potrebbe non essere completamente rimescolata, con gli strati osservabili che non riflettono direttamente la composizione interna del pianeta.

Quali modelli di formazione vanno ripensati

Hats-6 b rappresenta una sfida per la teoria dell’accrescimento del nucleo, il modello più accettato per la formazione dei pianeti giganti. Secondo questa teoria, le stelle nane M non dovrebbero poter formare pianeti come Giove o Saturno a causa della massa limitata dei loro dischi protoplanetari e del tempo insufficiente per accumulare nuclei massicci. Tuttavia, Hats-6 b esiste ed è stato scoperto nel 2015 dalla survey HatSouth, confermando una tendenza osservata in circa 40 pianeti giganti attorno a nane M. La sua esistenza obbliga gli astrofisici a considerare meccanismi alternativi di formazione, come la migrazione planetaria o l’accumulo di gas diretto, che potrebbero permettere la formazione di giganti gassosi anche in ambienti poveri di materiale. Lo studio, pubblicato su The Astronomical Journal, suggerisce che le condizioni chimiche nelle atmosfere di questi pianeti potrebbero evolversi in modo diverso rispetto ai giganti del nostro sistema solare.

Dal dato osservativo alla revisione teorica

I dati indicano una differenza di tre ordini di grandezza tra la metallicità atmosferica misurata e quella globale del pianeta. Il risultato non smentisce da solo i modelli di formazione, ma segnala che la composizione degli strati osservabili potrebbe non rappresentare quella dell’intero pianeta.

Ulteriori osservazioni di altri pianeti del programma GEMS potranno chiarire se le caratteristiche di Hats-6 b siano peculiari o ricorrenti tra i giganti gassosi che orbitano attorno alle nane M.