Se metti una grande roccia nera fuori al sole per alcune ore, poi vai a toccarla, ti aspetteresti che la parte più calda della roccia sia quella che era rivolta verso il sole, giusto? Bene, quando si tratta di esopianeti, le tue aspettative saranno deluse. Una nuova analisi di un sistema esoplanetario ben studiato rivela che uno dei pianeti – che non è una grande roccia nera, ma una palla di gas simile a Giove – ha la sua parte più calda opposta a quella della sua stella.
Il sistema di Upsilon Andromedae, che si trova a 44 anni luce di distanza dalla Terra nella costellazione di Andromeda, è un sistema di pianeti molto studiato che orbitano attorno a una stella un po' più massiccia e leggermente più calda del nostro Sole.
Il pianeta più vicino alla stella, upsilon Andromeda b, è stato il primo pianeta extrasolare a cui è stata rilevata la temperatura dallo Spitzer Space Telescope. Come abbiamo riportato nel 2006 , si pensava che upsilon Andromeda b fosse agganciato alla stella in base alla marea e mostrasse i corrispondenti cambiamenti di temperatura mentre girava intorno alla sua stella ospite. Cioè, mentre andava dietro la stella dal nostro punto di vista, il viso era più caldo di quando era di fronte alla stella dal nostro punto di vista. Abbastanza semplice, vero? Questi risultati originali sono stati pubblicati in un articolo inScienzail 27 ottobre 2006, disponibile qui.
A quanto pare, questo scenario di cambiamento di temperatura non è il caso. Brad Hansen, professore di fisica e astronomia dell'UCLA, che è coautore sia del documento del 2006 che dei risultati aggiornati, spiega: 'Il rapporto originale si basava solo su poche ore di dati, presi all'inizio della missione, per vedere se tale una misurazione era addirittura possibile (si avvicina al limite delle prestazioni attese dello strumento). Poiché le osservazioni suggerivano che fosse possibile rilevarlo, ci è stato concesso un tempo maggiore per farlo in modo più dettagliato'.
Le osservazioni di upsilon Andromedae b sono state scattate di nuovo con lo Spitzer nel febbraio del 2009. Una volta che gli astronomi sono stati in grado di studiare meglio il pianeta, hanno scoperto qualcosa di strano: quanto era caldo il pianeta quando è passato davanti alla stella dalla nostra prospettiva era molto più caldo di quando è passato dietro, esattamente l'opposto di quello che ci si aspetterebbe, e l'opposto dei risultati che avevano originariamente pubblicato. Ecco un link a un'animazione che aiuta a spiegare questa strana caratteristica del pianeta.
Quello che gli astronomi hanno scoperto - e devono ancora spiegare completamente - è che c'è un 'punto caldo' a circa 80 gradi di fronte alla faccia del pianeta che è puntato verso la stella. In altre parole, il punto più caldo del pianeta non si trova sul lato del pianeta che riceve la maggior parte delle radiazioni dalla stella.
Questa di per sé non è una novità. Hansen ha detto: 'Ci sono diversi esopianeti osservati con punti caldi, inclusi alcuni i cui punti sono spostati rispetto alla posizione di fronte alla stella (un esempio è il sistema molto ben studiato HD189733b). La differenza principale in questo caso è che il cambiamento che osserviamo è il più grande conosciuto'.
Upsilon Andromedae b non transita davanti alla sua stella dal nostro punto di osservazione sulla Terra. La sua orbita è inclinata di circa 30 gradi, quindi sembra passare 'sotto' la stella mentre gira di fronte. Ciò significa che gli astronomi non possono utilizzare il metodo dei transiti dello studio esoplanetario per ottenere un controllo sulla sua orbita, ma piuttosto misurare lo strattone che il pianeta esercita sulla stella. È stato determinato che upsilon Andromedae b orbita circa ogni 4,6 giorni, ha una massa di 0,69 quella di Giove ed ha un diametro di circa 1,3 raggi di Giove. Per avere un'idea migliore dell'intero sistema di upsilon Andromedae, vedere questa storia abbiamo corso all'inizio di quest'anno.
Quindi cosa, esattamente, potrebbe causare questo punto caldo posizionato in modo bizzarro sul pianeta? Gli autori dell'articolo suggeriscono che i venti equatoriali, molto simili a quelli su Giove, potrebbero trasferire calore intorno al pianeta.
Un grafico e una rappresentazione visiva del punto caldo mentre il pianeta orbita attorno alla stella upsilon Andromedae. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech/UCLA
Hansen ha spiegato: “Nel punto substellare (quello più vicino alla stella) la quantità di radiazione assorbita dalla stella è maggiore, quindi il gas si riscalda di più. Avrà quindi la tendenza a defluire dalla regione calda verso le regioni fredde. Questo, combinato con la rotazione, darà una struttura simile ad un 'aliseo' al flusso di gas sul pianeta... La grande incertezza è come quell'energia viene infine dissipata. Il fatto che osserviamo un punto caldo a circa 90 gradi suggerisce che ciò si verifica da qualche parte vicino al 'terminatore' (il bordo giorno/notte). In qualche modo i venti fluiscono intorno dal punto substellare e poi si dissipano mentre si avvicinano al lato notturno. Ipotizziamo che ciò possa derivare dalla formazione di una sorta di fronte d'urto'.
Hansen ha detto che non sono sicuri di quanto sia grande questo punto caldo. “Abbiamo solo una misura molto approssimativa di questo, quindi abbiamo modellato fondamentalmente due emisferi, uno più caldo dell'altro. Si potrebbe rendere il punto più piccolo e renderlo di conseguenza più caldo e si otterrebbe lo stesso effetto. Quindi, si può scambiare la dimensione del punto con il contrasto della temperatura pur mantenendo le osservazioni”.
Il documento più recente, di cui sono co-autori membri degli Stati Uniti e del Regno Unito, sarà pubblicato suGiornale Astrofisico.Se vuoi uscire e vedere la stella upsilon Andromedae, ecco una mappa stellare.
Fonte: Comunicato stampa JPL , Archivio qui e qui , intervista via e-mail con il professor Brad Hansen.