Utilizzando il Very Large Telescope (VLT dell'ESO) dell'European Southern Observatory, gli astronomi hanno scoperto l'elemento più pesante mai trovato nell'atmosfera di un esopianeta: il bario. Sono stati sorpresi di scoprire il bario ad alta quota nelle atmosfere dei giganti gassosi ultra caldi WASP-76 b e WASP-121 b - due esopianeti, pianeti che orbitano attorno a stelle al di fuori del nostro Sistema Solare. Questa scoperta inaspettata solleva interrogativi su come potrebbero essere queste atmosfere esotiche.

"La parte sconcertante e controintuitiva è: perché c'è un elemento così pesante negli strati superiori dell'atmosfera di questi pianeti?" afferma Tomás Azevedo Silva, dottorando presso l'Università di Porto e l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) in Portogallo, che ha guidato lo studio pubblicato oggi su Astronomy & Astrophysics.

WASP-76 b e WASP-121 b non sono esopianeti ordinari. Entrambi sono conosciuti come Giove ultra-caldi in quanto sono di dimensioni paragonabili a Giove pur avendo temperature di superficie estremamente elevate che superano i 1000°C. Ciò è dovuto alla loro vicinanza alle stelle ospiti, il che significa anche che un'orbita attorno a ciascuna stella richiede solo uno o due giorni. Questo conferisce a questi pianeti caratteristiche piuttosto esotiche; in WASP-76 b, ad esempio, gli astronomi sospettano che piova ferro.

Ma anche così, gli scienziati sono stati sorpresi di trovare bario, che è 2,5 volte più pesante del ferro, nelle atmosfere superiori di WASP-76 b e WASP-121 b. "Data l'elevata gravità dei pianeti, ci aspetteremmo che elementi pesanti come il bario cadano rapidamente negli strati inferiori dell'atmosfera", spiega il coautore Olivier Demangeon, ricercatore anche dell'Università di Porto e dell'IA.

"Questa è stata in un certo senso una scoperta 'accidentale'", afferma Azevedo Silva. "Non ci aspettavamo o cercavamo il bario in particolare e abbiamo dovuto verificare che provenisse effettivamente dal pianeta poiché non era mai stato visto prima in nessun esopianeta".

Il fatto che il bario sia stato rilevato nelle atmosfere di entrambi questi gioviani ultra caldi suggerisce che questa categoria di pianeti potrebbe essere ancora più strana di quanto si pensasse in precedenza. Anche se occasionalmente vediamo il bario nei nostri cieli, come il colore verde brillante dei fuochi d'artificio, la domanda per gli scienziati è quale processo naturale potrebbe causare la presenza di questo elemento pesante ad altitudini così elevate in questi esopianeti. "Al momento non siamo sicuri di quali siano i meccanismi", spiega Demangeon.

Nello studio delle atmosfere degli esopianeti, i giovi ultra caldi sono estremamente utili. Come spiega Demangeon: “Essendo gassose e calde, le loro atmosfere sono molto estese e quindi sono più facili da osservare e studiare rispetto a quelle di pianeti più piccoli o più freddi”.

Determinare la composizione dell'atmosfera di un esopianeta richiede attrezzature molto specializzate. Il team ha utilizzato lo strumento ESPRESSO sul VLT dell'ESO in Cile per analizzare la luce stellare che era stata filtrata attraverso le atmosfere di WASP-76 b e WASP-121 b. Ciò ha permesso di rilevare chiaramente diversi elementi in essi contenuti, incluso il bario.

Questi nuovi risultati mostrano che abbiamo solo scalfito la superficie dei misteri degli esopianeti. Con strumenti futuri come l'ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph (ANDES), che opererà sul prossimo Extremely Large Telescope (ELT) dell'ESO, gli astronomi saranno in grado di studiare le atmosfere di esopianeti grandi e piccoli, compresi quelli dei pianeti rocciosi simile alla Terra, in modo molto più approfondito e per raccogliere più indizi sulla natura di questi strani mondi.

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