Il James Webb della NASA ha catturato la firma distintiva dell'acqua, insieme a prove di nuvole e foschia, nell'atmosfera dell'esopianeta WASP-96b.

Lo spettro fa parte del primo straordinario rilascio che ha mostrato al mondo interno le grandi potezialità del telescopio spaziale con immagini mozzafiato ("La prima immagine di Webb", "Le primizie di JWST (campo profondo e Nebulosa della Carena)", "Le primizie di JWST (Anello meridionale e Quintetto di Stephan)").

Gli spettri di WASP-96b sono stati ottenuti dal Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) . WASP-96b è uno degli oltre 5.000 esopianeti confermati nella Via Lattea. Situato a circa 1.150 anni luce di distanza nella costellazione del cielo meridionale della Fenice, rappresenta un tipo di gigante gassoso che non ha analoghi diretti nel nostro Sistema Solare.

Con una massa inferiore alla metà di quella di Giove e un diametro 1,2 volte maggiore, WASP-96b è molto più gonfio di qualsiasi pianeta in orbita attorno al nostro Sole. E con una temperatura superiore a 540 gradi Celius, è significativamente più caldo. Orbita estremamente vicino alla sua stella simile al Sole, a solo un nono della distanza tra Mercurio e il Sole, completando un'orbita ogni 3 giorni terrestri e mezzo.

La combinazione di grandi dimensioni, breve periodo orbitale, atmosfera gonfia e mancanza di luce contaminante da oggetti vicini nel cielo, rende WASP-96 b un bersaglio ideale per le osservazioni atmosferiche extrasolari.

L'immagine spettrografica mostra la composizione dell'atmosfera di WASP-9b con una quantità significativa di vapore acqueo. i dati sono stati ottenuti durante un transito, quando WASP-96b è passato davanti alla sua stella (dal punto di vista di Webb). L'osservazione rivela la presenza di specifiche molecole di gas in base a minuscole diminuzioni della luminosità a precise lunghezze d'onda ed è la più dettagliata nel suo genere ottenuta fino ad oggi "Mentre il telescopio spaziale Hubble ha analizzato numerose atmosfere di esopianeti negli ultimi due decenni, catturando il primo chiaro rilevamento dell'acqua nel 2013, l'osservazione immediata e più dettagliata di Webb segna un gigantesco balzo in avanti nella ricerca per caratterizzare pianeti potenzialmente abitabili oltre la Terra", spiega la NASA nel comunicato.

Il 21 giugno, NIRISS ha misurato la luce del sistema WASP-96 per 6,4 ore mentre il pianeta si muoveva davanti alla stella madre. Il risultato è una curva di luce che mostra l'attenuazione complessiva della luce stellare durante il transito e uno spettro di trasmissione che rivela il cambiamento di luminosità delle singole lunghezze d'onda della luce infrarossa tra 0,6 e 2,8 micron. Mentre la curva di luce conferma le proprietà del pianeta che erano già state determinate da altre osservazioni, lo spettro di trasmissione rivela dettagli precedentemente sconosciuti: la firma inequivocabile dell'acqua, indicazioni di foschia e prove di nuvole che si pensava non esistessero sulla base di studi precedenti. Lo spettro di trasmissione viene determinato confrontando la luce stellare filtrata attraverso l'atmosfera di un pianeta mentre questo si sposta davanti alla stella, con la luce stellare non filtrata rilevata quando il pianeta è fuori dalla stella (secondo il punto di osservazione). Da questo, i ricercatori sono in grado di rilevare e misurare le abbondanze di gas chiave nell'atmosfera di un pianeta in base al modello di assorbimento: le posizioni e le altezze dei picchi sul grafico.

Lo spettro di WASP-96b catturato da NIRISS non è solo lo spettro di trasmissione nel vicino infrarosso più dettagliato dell'atmosfera di un esopianeta catturato fino ad oggi, ma copre anche una gamma straordinariamente ampia di lunghezze d'onda, inclusa la luce rossa visibile e una parte dello spettro che non era precedentemente accessibile da altri telescopi (lunghezze d'onda superiori a 1,6 micron).Quest'ultima è particolarmente sensibile all'acqua e ad altre molecole chiave come ossigeno, metano e anidride carbonica.

"Siamo stati in grado di utilizzare altri telescopi per esplorare le atmosfere degli esopianeti nell'infrarosso, ma non a questo livello di dettaglio", ha affermato Knicole Colón, astrofisico del Goddard Space Flight Center della NASA nel Maryland. "Questo è solo un frammento di dati che Webb ci sta fornendo, utilizzando specificamente lo strumento NIRISS" "[Nel grafico] potete vedere cose che sembrano dossi e oscillazioni ma in realtà è pieno di informazioni". "In realtà stai vedendo dossi e oscillazioni che indicano la presenza di vapore acqueo nell'atmosfera di questo esopianeta".

Grazie a questi dati, i ricercatori saranno in grado di utilizzare lo spettro per misurare la quantità di vapore acqueo nell'atmosfera, limitare l'abbondanza di vari elementi come carbonio e ossigeno e stimare la temperatura dell'atmosfera con la profondità.

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