Articolo di Gian Carlo Ruggieri, Autore ospite de La Lampadina
Il telescopio spaziale James Webb (James Webb Space Telescope – JWST) è un grande telescopio ad infrarossi, avente uno specchio primario di 6,5 metri ed è costruito e messo in esercizio per studiare ogni fase della storia del nostro universo. Con il fine di indagare sui misteri del nostro sistema solare, JWST osserva mondi lontani attorno ad altre stelle, esplora le misteriose strutture e le origini del nostro universo e la nostra posizione all’interno di esso. In questa attività, recentemente il telescopio ha rivelato un pianeta dove granelli di sabbia cadono sotto forma di pioggia. Il pianeta, Wasp-107b, che si trova a 200 anni luce (un anno luce corrisponde a circa 9,461×1015 metri) di distanza, nella costellazione della Vergine, aveva già attirato l’attenzione degli astronomi perché è molto grande ma molto leggero, guadagnandosi il soprannome di pianeta “zucchero filato”.
Le ultime osservazioni offrono uno sguardo senza precedenti su un mondo oltre il nostro sistema solare, caratterizzato da nuvole di sabbia di silicato e pioggia, temperature torride e venti impetuosi. I silicati sono minerali caratterizzati da una struttura avente per unità fondamentale il gruppo (SiO4)4, (costituito da un tetraedro al centro del quale si trova uno ione silicio). In essi sono presenti il silicio e l’ossigeno, associati all’ alluminio, al ferro, al manganese, al magnesio ed al calcio. È opportuno riflettere sul fatto che la nostra conoscenza degli altri pianeti si basa su ciò che sappiamo dalla Terra e
tale conoscenza è molto limitata.
Il pianeta è stato scoperto nel 2017, dopo che gli astronomi hanno notato uno sfarfallio periodico rivelatore di luce proveniente dalla sua stella ospite ogni volta che il pianeta gli passava davanti, come se una mosca passasse davanti ad un lampione: si rileva un leggero attenuarsi della luce.
JWST porta queste osservazioni a un livello superiore, misurando la luce stellare filtrata attraverso l’atmosfera del pianeta. Poiché diversi elementi assorbono diverse lunghezze d’onda della luce, lo spettro della luce stellare indica quali gas siano presenti. Wasp-107b ha una massa simile a Nettuno, ma ha quasi le dimensioni di Giove, e la sua natura vasta e diffusa consente al telescopio Webb di scrutare in profondità la sua atmosfera. La peculiarità per cui Wasp-107b risulti molto leggero, rende il pianeta un ottimo obiettivo, in quanto dall’osservazione della sua atmosfera si possono ricavare importanti considerazioni.
Le ultime osservazioni, pubblicate su Nature, rivelano tracce di vapore acqueo e anidride solforosa, che conferirebbero all’atmosfera un odore di fiammiferi bruciati. È anche la prima volta che viene identificata la composizione chimica delle nubi su un altro pianeta: in questo caso, sabbia silicata.
L’atmosfera di quest’ultimo presenterebbe qualcosa di simile al ciclo dell’acqua terrestre, ma con la sabbia che varia tra lo stato solido e quello gassoso. Dai livelli più caldi e più bassi dell’atmosfera, con temperature vicine ai 1.000°C, il vapore di silicato si solleverebbe, si raffredderebbe e formerebbe microscopici granelli di sabbia, troppo piccoli per essere visti. Alla fine, queste nubi di polvere di sabbia diventerebbero abbastanza dense da iniziare a piovere verso gli strati inferiori dell’atmosfera. Al di sotto di un certo livello, la sabbia tornerebbe a sublimarsi in vapore, completando il ciclo, pertanto le nubi si presenterebbero come una polvere nebbiosa. Le particelle di sabbia si muovono a velocità elevata: pochi chilometri al secondo.
Uno degli obiettivi principali del telescopio spaziale James Webb è quello di analizzare le atmosfere di pianeti
lontani e cercare gas che potrebbero indicare la presenza di vita. Wasp-107b non è considerato un probabile candidato: a causa del suo clima a 1.000°C e la mancanza di una superficie solida, il pianeta si presenta assolutamente ostile per la nostra specie; purtuttavia, considerando che le osservazioni delle atmosfere dei pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra saranno più impegnative perché, se essi avessero un’atmosfera, questa tenderebbe ad essere più sottile e densa, il livello di dettaglio ottenuto da obiettivi come Wasp-107b è visto come un segnale incoraggiante. Le sorprese che questo Universo può offrire sono talmente vaste che potremmo immaginare l’esistenza di vari modi alternativi in cui la vita si potrebbe formare su un altro pianeta: modi molto diversi da ciò che conosciamo qui, sulla Terra. In quest’ottica, è necessario ampliare la nostra immaginazione.