Immaginate di essere in un luogo dove i venti sono così forti da muoversi alla velocità del suono. Questo è solo un aspetto dell'atmosfera su XO-3b, uno di una classe di esopianeti (pianeti al di fuori del nostro sistema solare), noti come Giove caldo. L'orbita eccentrica del pianeta porta anche a variazioni stagionali centinaia di volte più forti di quello che sperimentiamo sulla Terra. In un recente documento, un team di ricerca guidato da McGill, fornisce nuove informazioni su come sono le stagioni su un pianeta al di fuori del nostro sistema solare. I ricercatori suggeriscono anche che l'orbita ovale, temperature superficiali estremamente elevate (2.000 gradi C - abbastanza caldo per vaporizzare la roccia) e "gonfiore" di XO-3b rivelano tracce della storia del pianeta. I risultati potenzialmente faranno progredire sia la comprensione scientifica di come gli esopianeti si formano e si evolvono e daranno un certo contesto per i pianeti nel nostro sistema solare.

Gli Hot Jupiter sono mondi massicci e gassosi come Giove, che orbitano più vicino alle loro stelle madri di quanto Mercurio sia al Sole. Sebbene non siano presenti nel nostro sistema solare, sembrano essere comuni in tutta la galassia. Nonostante siano il tipo di esopianeti più studiato, rimangono grandi domande su come si formano. Potrebbero esistere sottoclassi di Giove caldo con diverse storie di formazione? Per esempio, questi pianeti prendono forma lontano dalle loro stelle madri - ad una distanza in cui è abbastanza freddo per le molecole come l'acqua per diventare solido - o più vicino. Il primo scenario si adatta meglio con le teorie su come nascono i pianeti nel nostro sistema solare, ma cosa guiderebbe questi tipi di pianeti a migrare così vicino alle loro stelle madri rimane poco chiaro.

Per testare queste idee, gli autori di un recente studio guidato da McGill hanno utilizzato i dati del telescopio spaziale Spitzer della NASA in pensione per guardare l'atmosfera dell'esopianeta XO-3b. Hanno osservato stagioni eccentriche e misurato la velocità del vento sul pianeta ottenendo una curva di fase del pianeta mentre completava una rivoluzione completa intorno alla sua stella ospite.

Osservando le dinamiche atmosferiche e l'evoluzione interna

"Questo pianeta è un caso di studio estremamente interessante per la dinamica atmosferica e l'evoluzione interna, in quanto si trova in un regime intermedio di massa planetaria in cui i processi normalmente trascurati per i Giove caldi meno massicci possono entrare in gioco", dice Lisa Dang, il primo autore di un articolo pubblicato di recente su The Astronomical Journal, uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Fisica della McGill University. "XO-3b ha un'orbita ovale piuttosto che l'orbita circolare di quasi tutti gli altri Jupiter caldi conosciuti. Questo suggerisce che è recentemente migrato verso la sua stella madre; se è così, alla fine si stabilirà in un'orbita più circolare".

L'orbita eccentrica del pianeta porta anche a variazioni stagionali centinaia di volte più forti di quello che sperimentiamo sulla Terra. Nicolas Cowan, un professore della McGill spiega: "L'intero pianeta riceve tre volte più energia quando è vicino alla sua stella durante una breve sorta di estate, rispetto a quando è lontano dalla stella".

I ricercatori hanno anche ri-stimato la massa e il raggio del pianeta e hanno scoperto che il pianeta era sorprendentemente più gonfio del previsto. Essi suggeriscono e che la possibile fonte di questo riscaldamento potrebbe essere dovuto alla fusione nucleare residua.

Eccesso di calore e gonfiore dovuto al riscaldamento delle maree?

Le osservazioni di Gaia, una missione dell'ESA (Agenzia Spaziale Europea), hanno scoperto che il pianeta è più gonfio del previsto, il che indica che il suo interno potrebbe essere particolarmente energetico. Le osservazioni di Spitzer suggeriscono anche che il pianeta produce gran parte del proprio calore, dato che l'emissione termica in eccesso di XO-3b non è stagionale - si osserva tutto l'anno su XO-3b. È possibile che il calore in eccesso provenga dall'interno del pianeta, attraverso un processo chiamato riscaldamento mareale. La pressione gravitazionale della stella sul pianeta oscilla mentre l'orbita oblunga porta il pianeta più lontano e poi più vicino alla stella. I cambiamenti risultanti nella pressione interna producono calore.

Per Dang, questo insolito Giove caldo fornisce l'opportunità di testare le idee su quali processi di formazione possono produrre certe caratteristiche in questi esopianeti. Per esempio, il riscaldamento mareale in altri Giove caldo potrebbe anche essere un segno di una recente migrazione? XO-3b da solo non svelerà il mistero, ma serve come un test importante per le idee emergenti su questi giganti roventi.

Fonte: mcgill.ca