James Webb mapperà atmosfere dei pianeti simili alla Terra: ecco cosa significa

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Una delle principali caratteristiche del telescopio spaziale James Webb, che da pochi giorni è stato lanciato e che è ancora in viaggio verso la sua collocazione definitiva, risiederà nella possibilità di mappare le atmosfere degli esopianeti. Ma cosa significa questo è esattamente?

Analizzare atmosfere dei pianeti è molto difficile

Come spiega Louis-Philippe Coulombe, dottorando in astrofisica all’Università di Montreal, su The Conversation, alcune caratteristiche delle atmosfere dei pianeti, come la sua composizione e la sua temperatura, variano non solo con l’altitudine ma anche in base ad altre caratteristiche come la longitudine e la latitudine. In questo modo si può considerare l’atmosfera dei pianeti come una componente tridimensionale, e non solo unidimensionale come di solito viene fatto oggi quando si tenta di analizzare le atmosfere dei pianeti extrasolari. Analizzare un modello tridimensionale vuol dire però anche che l’analisi fatta tramite l’osservazione da lunga distanza è molto più difficile.
Tuttavia l’analisi può essere facilitata tramite la misurazione di alcune variazioni spaziali delle atmosfere dei pianeti con due metodi: l’analisi della curva di fase e la mappatura dell’eclissi secondaria.

L’analisi della curva di fase

L’analisi della curva di fase vede lo studio del cambiamento della luce, proveniente dalla stella intorno alla quale il pianeta orbita, durante un periodo di rivoluzione. Le varie sezioni dell’atmosfera di un pianeta sono via via visibili man mano che pianeta ruota su sé stesso nel corso della sua orbita.
Studiando questi cambiamenti si possono mappare i livelli di intensità della luce “emessa” dal pianeta ottenendo poi diverse informazioni.

Mappatura dell’eclissi secondaria

Il secondo metodo, che vede la mappatura dell’eclissi secondaria, si basa sullo studio della luce i cui livelli possono cambiare man mano che il pianeta passa dietro la sua stella dal nostro punto di vista. In pratica si analizza l’atmosfera del lato diurno dell’esopianeta isolando la luce in una determinata porzione della sua stessa atmosfera. Calcolando i livelli delle quantità di luce emessi in ogni sezione si può dunque “mappare” l’atmosfera del lato diurno del pianeta rispetto alla latitudine e alla longitudine.

Metodi già applicati mai in maniera molto limitata

Queste complesse analisi saranno possibili con il James Webb anche se l’analisi della curva di fase è stata già usata e applicata a diversi esopianeti tramite alcuni telescopi spaziali tra cui l’Hubble, il Kepler e il TESS. L’analisi dell’eclissi secondaria, invece, è stata applicata solo ad un pianeta caldo gioviano, HD189733 b, tramite l’uso del telescopio spaziale Spitzer.
Si tratta, in ogni caso, di analisi effettuate su singole lunghezze d’onda, dunque analisi che permettono calcoli limitati.

Nuove possibilità con il James Webb

Il telescopio spaziale James Webb, invece, con uno specchio più grande e con la capacità di osservare se più lunghezze d’onda fornirà quelle che Coulombe definisce come “osservazioni precise senza precedenti” di una moltitudine di esopianeti. Questo significa anche che la possibilità di mappare l’atmosfera di un esopianeta simile alla Terra, e ottenere informazioni su questo pianeta che mai avremmo potuto ottenere prima, diventerà molto più grande.

Note

  1. The James Webb Space Telescope will map the atmosphere of exoplanets

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