I ricercatori che osservano con il telescopio spaziale James Webb della Nasa hanno individuato le caratteristiche delle nuvole di silicato nell'atmosfera di un pianeta lontano. L'atmosfera è costantemente in aumento, si mescola e si muove durante la sua giornata di 22 ore, portando il materiale più caldo verso l'alto e spingendo verso il basso il materiale più freddo.
I cambiamenti di luminosità risultanti sono così incredibili che è l'oggetto di massa planetaria più variabile conosciuto fino ad oggi. Il team, guidato da Brittany Miles dell'Università dell'Arizona, ha anche scoperto evidenze straordinariamente chiare di acqua, metano e monossido di carbonio con i dati di Webb e ha trovato prove di anidride carbonica. Questo è il maggior numero di molecole mai identificate tutte in una volta su un pianeta al di fuori del nostro sistema solare.
Catalogato come VHS 1256 b, il pianeta è a circa 40 anni luce di distanza e orbita non da una, ma da due stelle in un periodo di 10.000 anni. «VHS 1256 b è circa quattro volte più lontano dalle sue stelle di quanto lo sia Plutone dal nostro Sole, il che lo rende un grande bersaglio per Webb», ha detto Miles. «Ciò significa che la luce del pianeta non è mescolata con la luce delle sue stelle».
All'interno di quelle nuvole, Webb ha rilevato granelli di polvere di silicato sia più grandi che più piccoli. «I grani di silicato più fini nella sua atmosfera potrebbero essere più simili a minuscole particelle nel fumo» ha osservato la coautrice Beth Biller dell'Università di Edimburgo in Scozia. «I grani più grandi potrebbero essere più simili a particelle di sabbia molto calde e molto piccole».
VHS 1256 b ha una bassa gravità rispetto alle nane brune più massicce, il che significa che le sue nuvole di silicato possono apparire e rimanere più in alto nella sua atmosfera dove Webb può rilevarle. Un'altra ragione per cui i suoi cieli sono così turbolenti è l'età del pianeta. In termini astronomici è piuttosto giovane. Sono passati solo 150 milioni di anni da quando si è formato e continuerà a cambiare e raffreddarsi nel corso di miliardi di anni.
In molti modi, il team considera questi risultati come le prime monete estratte da uno spettro che i ricercatori vedono come uno scrigno di dati. Hanno appena iniziato a identificarne il contenuto. «Abbiamo identificato i silicati, ma capire meglio quali granulometrie e forme corrispondono a specifici tipi di nuvole richiederà molto lavoro aggiuntivo», ha detto Miles. «Questa non è l'ultima parola su questo pianeta: è l'inizio di uno sforzo di modellazione su larga scala per adattarsi ai dati complessi di Webb».
Anche se tutte le caratteristiche che il team ha osservato sono state avvistate su vari pianeti nella Via Lattea da altri telescopi, altri team di ricerca in genere ne hanno identificato solo uno alla volta. «Nessun altro telescopio ha identificato così tante caratteristiche contemporaneamente per un singolo obiettivo», ha detto il coautore Andrew Skemer dell'Università della California, Santa Cruz. «Stiamo vedendo molte molecole in un unico spettro di Webb che dettagliano le nuvole dinamiche e i sistemi meteorologici del pianeta».
Il team è arrivato a queste conclusioni analizzando i dati noti come spettri raccolti da due strumenti a bordo di Webb, il Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) e il Mid-Infrared Instrument (MIRI). Poiché il pianeta orbita a una distanza così grande dalle sue stelle, i ricercatori sono stati in grado di osservarlo direttamente, piuttosto che usare la tecnica del transito o un coronagrafo per prendere questi dati.
Ci sarà molto altro da imparare su VHS 1256 b nei mesi e negli anni a venire mentre questo team - e altri - continueranno a setacciare i dati infrarossi ad alta risoluzione di Webb. «C'è un enorme ritorno su una quantità molto modesta di tempo del telescopio» ha aggiunto Biller. «Con solo poche ore di osservazioni, abbiamo quello che sembra un potenziale infinito per ulteriori scoperte».
Cosa potrebbe diventare di questo pianeta tra miliardi di anni? Dal momento che è così lontano dalle sue stelle, diventerà più freddo nel tempo e i suoi cieli potrebbero passare da nuvoloso a limpido.
I ricercatori hanno osservato VHS 1256 b come parte del programma Early Release Science di Webb, progettato per aiutare a trasformare la capacità della comunità astronomica di caratterizzare i pianeti e i dischi in cui si formano.
ll lavoro del team, intitolato "The JWST Early Release Science Program for Direct Observations of Exoplanetary Systems II: A 1 to 20 Micron Spectrum of the Planetary-Mass Companion VHS 1256-1257 b", è stato appena pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.