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Jun 12, 2023

Gli astronomi trovano una "molecola termometro" che appare solo quando un pianeta ha una temperatura compresa tra 1.200 e 2.000 Kelvin

Un recente studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters esamina una rara molecola di lega nota come idruro di cromo (CrH) e la sua prima conferma su un esopianeta, in questo caso WASP-31 b.

Un recente studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters esamina una rara molecola di lega nota come idruro di cromo (CrH) e la sua prima conferma su un esopianeta, in questo caso WASP-31 b. Tradizionalmente, il CrH si trova solo in grandi quantità tra 1.200 e 2.000 gradi Kelvin (da 926,85 a 1.726,85 gradi Celsius/da 1.700 a 3.140 gradi Fahrenheit) e viene utilizzato per accertare la temperatura delle stelle fredde e delle nane brune. Pertanto, astronomi come la Dott.ssa Laura Flagg del Dipartimento di Astronomia e del Carl Sagan Institute della Cornell University si riferiscono al CrH come a un “termometro per le stelle”.

Per lo studio, i ricercatori hanno analizzato lo spettro di trasmissione di WASP-31 b utilizzando una combinazione di dati del marzo 2022 e dati di archivio del 2017 per accertare che WASP-31 b possedesse CrH nella sua atmosfera. Il motivo per cui i dati del 2017 sono stati inclusi in questo studio è perché inizialmente non erano stati utilizzati per identificare gli idruri metallici.

“Parte dei nostri dati per questo documento erano dati vecchi che si trovavano ai margini del set di dati. Non l'avresti cercato", ha detto il dottor Flagg, autore principale dello studio.

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Per quanto riguarda il contesto del nostro sistema solare, il CrH è stato identificato solo all'interno delle macchie solari sul nostro Sole, con il dottor Flagg che ha notato che il Sole è troppo caldo (temperature superficiali di circa 6.000 gradi Kelvin (5.726,85 gradi Celsius)) e tutti gli oggetti rimanenti all'interno nel sistema solare la temperatura è inferiore a 1.200 gradi Kelvin.

Scoperto nel 2010 utilizzando la fotometria di transito dal progetto WASP, WASP-31 b si trova a circa 1.252 anni luce dalla Terra con un raggio poco più di 1,5 volte più grande di Giove e una massa poco meno della metà di esso. Il suo periodo orbitale attorno alla stella F5V della sequenza principale è di 3,4 giorni, rendendo WASP-31 ba un “Giove caldo”. Per contesto, il nostro Sole è designato come una stella della sequenza principale di tipo G, con le stelle della sequenza principale di tipo F leggermente più grandi e che mostrano temperature superficiali leggermente più elevate (~ 6.300 gradi Kelvin). Il fatto che WASP-31 b sia eccezionale nonostante la sua stella madre sia più calda del nostro Sole rende questa scoperta ancora più intrigante.

Il dottor Flagg è specializzato nell'uso della spettroscopia ad alta risoluzione per identificare e studiare le atmosfere degli esopianeti, studiando anche la formazione e l'evoluzione degli esopianeti in orbita attorno a giovani stelle. La spettroscopia prevede l'uso della luce per determinare quali elementi potrebbero essere presenti in base al loro colore all'interno dello spettro elettromagnetico. Per l'astronomia, ciò significa utilizzare la spettroscopia per studiare le atmosfere degli esopianeti misurando la luce della stella madre che lo attraversa. Nel caso di WASP-31 b, la spettroscopia è stata utilizzata per misurare la luce proveniente dalla sua stella madre per identificare il CrH all'interno dell'atmosfera di WASP-31 b.

"L'elevata risoluzione spettrale significa che disponiamo di informazioni sulla lunghezza d'onda molto precise", ha affermato il dott. Flagg. “Possiamo ottenere migliaia di linee diverse. Li combiniamo utilizzando vari metodi statistici, utilizzando un modello – un'idea approssimativa di come appare lo spettro – e lo confrontiamo con i dati e lo abbiniamo. Se combacia bene, c'è un segnale. Proviamo tutti i diversi modelli e in questo caso il modello di idruro di cromo ha prodotto un segnale. Il dottor Flagg osserva che sono necessari strumenti sensibili e telescopi per identificare il CrH a causa della sua rarità, anche alla temperatura attuale.

Sebbene il gruppo di ricerca affermi che questa è la prima rilevazione confermata di CrH su un esopianeta, questa ricerca si basa su uno studio del 2021 che ha riportato la prima prova di CrH nell'atmosfera di WASP-31 b, ma quei ricercatori si sono fermati prima di definirlo confermato. trovare in base ai loro dati in quel momento.

Con questa nuova conferma di CrH, il team osserva che ciò potrebbe aprire le porte all'utilizzo di osservazioni ad alta risoluzione per studiare le atmosfere degli esopianeti, arrivando addirittura a dire che WASP-31 b non sarà l'ultimo esopianeta in cui sarà confermata la presenza di CrH.