Il telescopio spaziale James Webb ha individuato un’atmosfera attorno a un mondo roccioso rovente, a 154 anni luce da noi. Una scoperta che sfida le previsioni teoriche e apre una finestra sulle primissime fasi geologiche del nostro pianeta.
A 154 anni luce dalla Terra, nella costellazione dei Pesci, orbita un pianeta che sembra uscito da uno scenario apocalittico: la sua superficie è probabilmente ricoperta di magma fuso, e la vicinanza estrema alla propria stella lo rende troppo caldo per qualsiasi forma di vita. Eppure HD 3167 b, questo il suo nome, ha sorpreso gli astronomi per un motivo inatteso: possiede un’atmosfera. Un team di ricercatori dell’Università di Chicago, guidato da Brandon Park Coy, ha pubblicato la scoperta su The Astrophysical Journal Letters, basandosi sui dati raccolti dal telescopio spaziale James Webb di NASA, Agenzia Spaziale Europea e Agenzia Spaziale Canadese.
Il risultato più interessante non riguarda tanto il pianeta in sé, quanto ciò che potrebbe raccontarci: le condizioni che la Terra stessa avrebbe attraversato nei suoi primi, violentissimi milioni di anni di vita.
Cos’è un “mondo di lava”?
Con l’espressione “mondo di lava” gli astronomi indicano un pianeta roccioso che orbita così vicino alla propria stella da raggiungere temperature superficiali sufficienti a fondere la roccia, trasformandola in autentici mari di magma. Non si tratta di un fenomeno raro nel senso assoluto: su oltre 6mila esopianeti catalogati finora, la maggior parte non è nemmeno rocciosa, e tra quelli solidi solo una piccolissima frazione si trova in condizioni così estreme da meritare questa definizione. Prima di questa scoperta, i telescopi avevano individuato appena cinque pianeti rocciosi ultra-caldi dotati di atmosfera: HD 3167 b si aggiunge ora a questo gruppo ristrettissimo, risultando il più freddo tra i mondi di lava confermati.
Un anno dura un giorno
Le caratteristiche orbitali di HD 3167 b bastano da sole a dare l’idea di un ambiente estremo. Il pianeta è così vicino alla sua stella che un’intera rivoluzione orbitale, cioè un “anno” su HD 3167 b, dura quanto un singolo giorno terrestre. Questa distanza ravvicinata lo ha anche portato in rotazione sincrona con il proprio astro: un emisfero rivolge sempre lo stesso volto alla stella, restando costantemente illuminato, mentre l’altro rimane immerso in un buio perenne.
Una configurazione comune tra i mondi di lava, ma nel caso di HD 3167 b si accompagna a un’altra particolarità: è il più piccolo pianeta di questo tipo mai individuato, pur essendo classificato come una “super-Terra”, categoria che comprende i pianeti rocciosi più massicci del nostro.
“Pesare” il calore di un pianeta
Per capire se un pianeta a 154 anni luce di distanza possieda un’atmosfera, gli astronomi non possono certo mandarci una sonda. Il metodo utilizzato in questo studio si basa sull’osservazione della luce nel medio infrarosso, sfruttando il fenomeno dell’eclissi secondaria: il momento in cui il pianeta passa esattamente dietro la propria stella, scomparendo temporaneamente alla vista. Misurando con precisione quanta luce viene “persa” durante questo passaggio, i ricercatori riescono a calcolare il calore effettivamente emesso dal pianeta.
Se HD 3167 b fosse completamente privo di atmosfera, il suo lato diurno dovrebbe raggiungere la temperatura massima teorica prevista dai modelli. I dati raccolti dal James Webb mostrano invece un lato diurno significativamente più freddo di quanto atteso: un segnale che indica la presenza di un involucro gassoso capace di ridistribuire il calore verso il lato notturno, oppure, in alternativa, di dense nubi di silicati capaci di riflettere parte della luce stellare prima che venga assorbita.
Un’atmosfera contraddittoria
Dal punto di vista puramente teorico, la presenza di un’atmosfera su HD 3167 b non dovrebbe nemmeno essere possibile. Più un pianeta roccioso orbita vicino alla propria stella, più dovrebbe essere difficile per lui trattenere un involucro gassoso, perché viene costantemente bombardato dal vento stellare e da radiazioni ad alta energia capaci di spazzare via qualsiasi gas.
“La cosa sorprendente”, ha spiegato Edwin Kite, professore di scienze geofisiche e coautore dello studio, “è che più un pianeta roccioso orbita vicino alla sua stella, più difficile dovrebbe essere per lui avere un’atmosfera, perché viene bombardato dal vento stellare. Ma sembra che molti di questi mondi lavici ne abbiano una”. Una contraddizione apparente che i ricercatori vogliono ora approfondire, studiando caso per caso quali condizioni permettano a questi pianeti estremi di mantenere il proprio involucro gassoso.
Una macchina del tempo per la Terra primordiale
È qui che la scoperta acquista il suo significato più ampio. Gli scienziati ritengono che, nei primi due milioni di anni della sua storia, anche la Terra fosse un pianeta molto simile a HD 3167 b: non il mondo blu e temperato che conosciamo oggi, ma una sfera rovente attraversata da quella che i geologi chiamano fase dell'”oceano di magma”, durante la quale l’intera superficie terrestre era fusa e liquida, conseguenza dei violenti e continui impatti con i planetesimi che caratterizzavano il Sistema Solare nella sua infanzia.
Studiare un pianeta come HD 3167 b, troppo ostile per qualsiasi forma di vita ma osservabile nel dettaglio dai nostri strumenti, equivale quindi a disporre di una sorta di macchina del tempo: un modo indiretto per ricostruire condizioni che il nostro pianeta ha vissuto miliardi di anni fa e che non possiamo più osservare direttamente.
Nuovi indizi
Il prossimo passo per i ricercatori sarà determinare con precisione la composizione dei gas che avvolgono HD 3167 b, che potrebbero includere roccia vaporizzata, anidride carbonica o monossido di carbonio. Conoscere questi dettagli non servirà soltanto a capire meglio questo specifico pianeta, ma contribuirà a perfezionare i modelli teorici con cui gli astronomi interpretano le atmosfere di tutti gli esopianeti rocciosi, compresi quelli che un giorno potrebbero rivelarsi davvero abitabili. Nell’attesa, HD 3167 b resta un laboratorio naturale a cielo aperto: inospitale per qualunque forma di vita, ma prezioso per chi cerca di capire da dove viene, letteralmente, il nostro stesso pianeta.