Questa rappresentazione artistica raffigura una potenziale luna vulcanica tra l’esopianeta Wasp-49 b, a sinistra, e la sua stella madre. Nuove evidenze indicano che una massiccia nube di sodio osservata vicino a Wasp-49 b non è prodotta né dal pianeta né dalla stella, e hanno spinto i ricercatori a chiedersi se la sua origine potrebbe essere una esoluna. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech
Una nuova ricerca condotta dal Jet Propulsion Laboratory (Jpl) della Nasa rivela quella che sembra essere a tutti gli effetti l’evidenza di una luna rocciosa e vulcanica in orbita attorno a un esopianeta distante 635 anni luce dalla Terra. L’indizio più importante è una nube di sodio che, secondo i risultati, è vicina ma leggermente sfasata rispetto all’esopianeta, un gigante gassoso delle dimensioni di Saturno chiamato Wasp-49 b, anche se saranno necessarie ulteriori ricerche per confermare il comportamento della nube. Ma i presupposti ci sono, visto che all’interno del Sistema solare un fenomeno simile è associato alla luna vulcanica di Giove, Io.
Sebbene non sia mai stata confermata la presenza di esolune (lune di pianeti al di fuori del nostro sistema solare), sono stati identificati diversi candidati. È probabile che questi compagni planetari non siano stati individuati perché troppo piccoli e poco luminosi per essere rilevati dai telescopi attuali.
La nube di sodio intorno a Wasp-49 b è stata rilevata per la prima volta nel 2017, attirando l’attenzione di Apurva Oza, all’epoca ricercatore post-dottorato presso il Jpl e ora scienziato del Caltech. Oza ha trascorso anni a studiare come le esolune potrebbero essere rilevate attraverso la loro attività vulcanica. Per esempio, Io – il corpo vulcanicamente più attivo del Sistema solare – emette costantemente anidride solforosa, sodio, potassio e altri gas che possono formare vaste nubi intorno a Giove, fino a mille volte il raggio del pianeta gigante. È plausibile che gli astronomi che osservano un altro sistema stellare riescano a rilevare una nube di gas come quella di Io, anche se la luna stessa è troppo piccola per essere vista.
Sia Wasp-49 b che la sua stella sono composti principalmente da idrogeno ed elio, con tracce di sodio. Nessuno dei due contiene abbastanza sodio da giustificare la nube, che sembra provenire da una sorgente che produce circa 100mila chilogrammi di sodio al secondo. Anche se la stella o il pianeta potessero produrre così tanto sodio, non è chiaro quale meccanismo potrebbe espellerlo nello spazio.
La sorgente potrebbe essere una esoluna vulcanica? Oza e i suoi colleghi hanno cercato di rispondere a questa domanda. Il lavoro si è rivelato subito impegnativo perché, da una distanza così grande, la stella, il pianeta e la nube spesso si sovrappongono, lungo la linea di vista. Il team ha quindi dovuto osservare il sistema nel tempo.
Come dettagliato in un nuovo studio pubblicato su Astrophysical Journal Letters, i ricercatori hanno trovato diversi elementi che suggeriscono che la nube è creata da un corpo separato in orbita attorno al pianeta, anche se sono necessarie ulteriori ricerche per confermare il comportamento della nube. Per esempio, due volte le loro osservazioni hanno indicato che la nube aumentava improvvisamente di dimensioni, come se fosse rifornita di carburante, quando non si trovava vicino al pianeta.
Una nuova ricerca condotta dalla Nasa suggerisce che la nube di sodio osservata intorno all’esopianeta Wasp-49 b potrebbe essere creata da una luna vulcanica, raffigurata qui. A sostegno di questa ipotesi, la luna vulcanica di Giove, Io, produce una nube simile. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech
Hanno anche osservato la nube muoversi più velocemente del pianeta, in un modo che sembrerebbe impossibile se non fosse generata da un altro corpo che si muove indipendentemente e più velocemente del pianeta stesso. «Pensiamo che questa sia una prova davvero fondamentale», riferisce Oza. «La nube si muove nella direzione opposta a quella che la fisica ci dice dovrebbe prendere se facesse parte dell’atmosfera del pianeta».
Sebbene queste osservazioni abbiano incuriosito il team, i ricercatori affermano che avrebbero bisogno di osservare il sistema più a lungo per essere sicuri dell’orbita e della struttura della nube.
Per una parte del lavoro, i ricercatori hanno utilizzato il Very Large Telescope dell’Eso, lo European Southern Observatory, in Cile. Con questi dati Julia Seidel, coautrice dello studio che lavora all’Eso, ha stabilito che la nube si trova sopra l’atmosfera del pianeta, proprio come la nube di gas che Io produce intorno a Giove.
Hanno inoltre utilizzato un modello al computer per illustrare lo scenario dell’esoluna e confrontarlo con i dati. L’esopianeta Wasp-49 b orbita intorno alla stella ogni 2,8 giorni con una regolarità paragonabile a quella di un orologio, ma la nube è apparsa e scomparsa dietro la stella o dietro il pianeta a intervalli apparentemente irregolari. Utilizzando il loro modello, hanno dimostrato che una luna con un’orbita di otto ore intorno al pianeta potrebbe spiegare il movimento e l’attività della nube, compreso il modo in cui a volte sembrava muoversi davanti al pianeta e non sembrava essere associata a una particolare regione del pianeta.
«L’evidenza è molto convincente: qualcosa di diverso dal pianeta e dalla stella sta producendo questa nube», dichiara Rosaly Lopes, geologa planetaria del Jpl, coautrice dello studio insieme a Oza. «Individuare un’esoluna sarebbe davvero straordinario e, grazie a Io, sappiamo che un’esoluna vulcanica può esistere».
Sulla Terra, i vulcani sono spinti dal calore del nucleo lasciato dalla formazione del pianeta. I vulcani di Io, invece, sono guidati dalla gravità di Giove, che “stringe” la luna quando si avvicina al pianeta e riduce la sua “presa” quando la luna si allontana. Questa flessione riscalda l’interno della piccola luna, portando a un processo chiamato vulcanismo mareale.
Se Wasp-49 b ha una luna di dimensioni simili a quelle della Terra, Oza e il team stimano che la rapida perdita di massa, combinata con la compressione esercitata dalla gravità del pianeta, ne provocherà alla fine la disintegrazione. «Se c’è davvero una luna, avrà una fine molto distruttiva», conclude Oza.
Per saperne di più:
- Leggi su Astrophysical Journal Letters l’articolo “Redshifted Sodium Transient near Exoplanet Transit” di Apurva V. Oza, Julia V. Seidel, H. Jens Hoeijmakers, Athira Unni, Aurora Y. Kesseli, Carl A. Schmidt, Thirupathi Sivarani, Aaron Bello-Arufe, Andrea Gebek, Moritz Meyer zu Westram