Connessioni atmosferiche tra stelle ed esopianeti
Gli astronomi hanno potuto confermare l’esistenza di oltre 6 000 esopianeti nella nostra galassia, in orbita attorno a stelle diverse dal nostro Sole. La maggior parte di questi pianeti viene identificata quando passa davanti alla propria stella, causando un temporaneo calo di luminosità. «Con la nostra attuale strumentazione, gli esopianeti che passano vicino alla loro stella sono più facili da trovare», spiega Aline Vidotto, coordinatrice del progetto ASTROFLOW(si apre in una nuova finestra) della Università di Leida(si apre in una nuova finestra), nei Paesi Bassi. «Queste scoperte sono entusiasmanti perché questi pianeti sono come dei laboratori, che ci aiutano a capire cosa succede vicino alle stelle».
Studio della fuga atmosferica planetaria
Il progetto ASTROFLOW, sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra), ha cercato di utilizzare questi esopianeti come «laboratori», per studiare come interagiscono le stelle e i pianeti che orbitano vicino ad esse. In particolare, la ricercatrice voleva sapere come questa interazione influisce sulla fuga atmosferica. Ciò potrebbe gettare nuova luce sull’evoluzione iniziale dei pianeti, compreso il nostro. Gli scienziati sanno che i pianeti, compresa la giovane Terra, perdono massa, spesso attraverso le loro atmosfere che fuoriescono nello spazio a causa della radiazione stellare (un processo noto come fotoevaporazione). Gli esopianeti esaminati da ASTROFLOW dovevano essere sufficientemente grandi per poter rilevare la fuga atmosferica (le distanze in questione sono sbalorditive, dato che l’esopianeta più vicino a noi si trova a oltre quattro anni luce di distanza). Allo stesso tempo, molti erano più vicini alla loro stella di quanto Mercurio lo sia al nostro Sole.
Modellazione dei venti stellari
In primo luogo, il team del progetto ha modellato il materiale espulso - chiamato venti stellari - emanato dalle stelle bersaglio. «Si può pensare ai venti stellari come a un fluido che scorre verso l’esterno», spiega l’esperta. «Abbiamo modellato questi venti tridimensionalmente, tenendo conto della densità, della velocità e di varie forze come i campi magnetici». Successivamente, il team ha sviluppato dei modelli per spiegare la fuga atmosferica proveniente dagli esopianeti vicini. Questi modelli sono stati poi combinati per creare un quadro di come le atmosfere di questi pianeti e stelle vicine interagiscono. Questa modellazione ha permesso al team di fare una serie di nuove scoperte. «Abbiamo scoperto che se un pianeta orbita in una regione in cui il vento stellare è dominato dall’energia magnetica, la fuga atmosferica avviene principalmente attraverso un’unica regione polare», osserva. «Sembrava che uno dei poli fosse scomparso». Alla fine il team si è reso conto che, a causa del vento stellare dominato dal magnetismo, uno dei poli era in effetti direttamente collegato alla sua stella. In altre parole, ha formato una sorta di «tubo» di evaporazione atmosferica - è la prima volta che viene identificato.
Comprendere la nostra evoluzione planetaria
Queste scoperte potrebbero aiutarci a comprendere meglio la nostra evoluzione planetaria. Pensiamo che un tempo l’atmosfera terrestre contenesse molto più idrogeno ed elio, che poi è stato portato via, probabilmente attraverso il meccanismo studiato da ASTROFLOW: la fotoevaporazione. La ricercatrice vorrebbe proseguire questo lavoro innovativo, creando modelli che tengano conto di altri gas atmosferici di fuga, come l’elio. «Vorremmo anche scoprire se i nostri modelli possono essere applicati a esopianeti che orbitano a una distanza maggiore dalla loro stella», spiega l’autrice. Il lavoro di ASTROFLOW coincide anche con due missioni spaziali in corso che hanno inviato sonde in orbita vicino al nostro Sole: Solar Orbiter(si apre in una nuova finestra) dell’Agenzia spaziale Europea e la Sonda solare Parker della NASA. Entrambe le missioni mirano a conoscere meglio i venti stellari. «Gli esopianeti che abbiamo studiato erano un po’ come le sonde della natura», aggiunge.
