Rilevato per la prima volta il campo magnetico di un pianeta extrasolare

Gli astronomi hanno per la prima volta identificato la firma di un campo magnetico che circonda un pianeta al di fuori del nostro sistema solare. Esso sulla Terra funge da scudo contro le particelle energetiche del sole, il vento solare. Senza, la vita potrebbe non prosperare.

La presenza di un campo magnetico è ciò che spiega meglio le osservazioni di una regione estesa di particelle di carbonio cariche che circondano l’esopianeta HAT-P-11b (ubicato a 123 anni luce dalla Terra) e si allontanano da esso creando un’ampia e lunga coda.

Le particelle sono state osservate mentre attraversavano la faccia della sua stella ospite in quello che è noto come transito (sistema ampiamente in uso anche per l’individuazione degli esopianeti stessi). Le osservazioni sono state effettuate nello spettro della luce ultravioletta appena oltre il limite che l’occhio umano può percepire.

La nube di elio che circonda HAT-P-11b era stata individuata nel 2018

Hubble ha rilevato ioni di carbonio, particelle cariche che interagiscono con i campi magnetici, all’interno della magnetosfera, la regione attorno a un corpo celeste formata dall’interazione dell’oggetto con il vento solare emesso dalla sua stella ospite.

“È la prima volta che la firma del campo magnetico viene rilevata direttamente su un pianeta al di fuori del nostro sistema solare”, spiega la professoressa Gilda Ballester del Lunar and Planetary Laboratory presso l’Università dell’Arizona. “Un forte campo magnetico su un pianeta come la Terra protegge l’atmosfera e la superficie dal bombardamento diretto delle particelle energetiche che formano il vento solare. Tali processi influenzano pesantemente l’evoluzione della vita su un pianeta come la Terra perché il campo magnetico protegge gli organismi da queste particelle energetiche”.

La scoperta della magnetosfera di HAT-P-11b costituisce un passo fondamentale verso una migliore comprensione della possibile abitabilità di un esopianeta. Non tutti i pianeti e le lune nel nostro sistema solare sono dotati di campo magnetico e la connessione tra questa caratteristica e l’eventuale abitabilità di un pianeta necessita di ulteriori studi.

“HAT-P-11 b ha dimostrato di essere un obiettivo di grande interesse perché le osservazioni del transito nell’ultravioletto da parte di Hubble hanno rivelato una magnetosfera vista sia come un componente ionico esteso attorno al pianeta che come una lunga coda di ioni in fuga”, prosegue Ballester, sottolineando che tale metodo potrebbe divenire lo standard per rilevare magnetosfere su una varietà di esopianeti e valutarne il ruolo nella potenziale abitabilità.

Il campo magnetico è uno scudo a protezione della vita

Fondamentale si rivela l’osservazione degli ioni di carbonio non limitatamente a una regione intorno il pianeta ma anche nella forma di una lunga coda che si allontana a velocità media di 160.000 chilometri orari fino a distendersi nello spazio per almeno una unità astronomica (la distanza che separa la Terra dal Sole). I ricercatori hanno poi utilizzato simulazioni al computer in 3D per ottenere un modello delle interazioni fra gli strati più elevati dell’atmosfera e il campo magnetico planetario con il vento solare in arrivo.

“Proprio come il campo magnetico terrestre esteso nella regione di spazio circostante interagisce con il vento solare da cui viene colpito, consistente in particelle cariche che viaggiano a quasi un milione e mezzo di chilometri orari, ci sono interazioni tra il campo magnetico di HAT-P-11b e l’ambiente spaziale nelle immediate vicinanze con il vento solare proveniente dalla sua stella ospite, e si tratta di fenomeni molto complessi”, spiega Ballester.

La fisica che regola le magnetosfere della Terra e HAT-P-11b è naturalmente la stessa; tuttavia l’esopianeta si trova a solo un ventesimo della distanza della Terra dal Sole; di conseguenza la sua atmosfera superiore si riscalda fino a, in poche parole, ribollire nello spazio dando luogo alla formazione della coda magnetica.

Il team ha inoltre scoperto che la metallicità dell’atmosfera di HAT-P-11b (la quantità di elementi chimici più pesanti dell’idrogeno e dell’elio) è inferiore al previsto. Nel nostro sistema solare i pianeti gassosi ghiacciati, Nettuno e Urano, sono ricchi di metalli ma il loro campi magnetici sono deboli, mentre i giganti gassosi Giove e Saturno mostrano una metallicità bassa e nel contempo forti campi magnetici. La bassa metallicità atmosferica di HAT-P-11b appare quindi in contrasto con gli attuali modelli di formazione planetaria.

“Nonostante la massa di HAT-P-11b sia appena l’8% di quella di Giove, pensiamo che l’esopianeta somigli più a un Giove in miniatura che a Nettuno” secondo Ballester. “La composizione atmosferica rilevata su HAT-P-11b suggerisce sia necessario ulteriore lavoro di perfezionamento delle attuali teorie su come si formino gli esopianeti in generale”.

La ricerca Signatures of strong magnetization and a metal-poor atmosphere for a Neptune-sized exoplanet è stata pubblicata sulla rivista Nature Astronomy.

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