Il telescopio spaziale James Webb ha catturato un'immagine sorprendente del sistema planetario HR 8799

Oltre a immagini decisamente suggestive di oggetti come il sistema binario Wolf-Rayet 140 (WR 140) o il protoammasso Spiderweb, il telescopio spaziale James Webb ha permesso di raccogliere molti dati utili su sistemi protoplanetari, nebulose o esopianeti. Queste informazioni permettono ai ricercatori di comprendere la varietà di sistemi presenti nell'Universo, migliorare i modelli in uso e capire come il Sistema Solare possa essersi formato ed evoluto e anche quanti pianeti simili alla Terra possano esistere. In queste ore è stata pubblicata un'immagine del sistema planetario HR 8799 ed è decisamente interessante e sorprendente.

Il telescopio spaziale James Webb non ha scoperto il sistema planetario HR 8799 ma questo non significa che non possa dare un contributo importante alla caratterizzazione dei suoi elementi. Nello studio dal titolo JWST-TST High Contrast: Living on the Wedge, or, NIRCam Bar Coronagraphy Reveals CO₂ in the HR 8799 and 51 Eri Exoplanets' Atmospheres viene sottolineata la presenza di anidride carbonica nell'atmosfera degli esopianeti del sistema. Questo è quello che sappiamo.

Il JWST ha catturato un'immagine sorprendente per chiarezza dei giganti gassosi che orbitano intorno alla stella HR 8799 (che dà il nome al sistema). Questo sistema planetario è considerato giovane avendo un'età stimata di 30 milioni di anni e si trova a 130 anni luce dalla Terra. Come si può vedere nell'immagine rilasciata il telescopio riesce a distinguere i pianeti contrassegnati dalle lettere b, c, d ed e. In particolare HR 8799 b orbita a circa 10,1 miliardi di km dalla stella ed è il più freddo tra quelli individuati ma anche il più ricco di anidride carbonica. HR 8799 e orbita a 2,4 miliardi di km e probabilmente si è formato più vicino alla stella.

Stando alle ipotesi dei ricercatori questi pianeti avrebbero avuto un'origine simile a quella di Giove e Saturno, con dei nuclei solidi che hanno poi attirato a sé gas dalle zone più interne del disco protoplanetario durante le prime fasi di formazione del sistema. I giganti gassosi possono anche formarsi quando dei gas di un disco protoplanetario si fondono rapidamente. In questo caso però la composizione è differente e ha caratteristiche più simili a quelle della stella.

Come spiegato da William Balmer (Johns Hopkins University) "individuando l'anidride carbonica, abbiamo dimostrato che c’è una frazione considerevole di elementi più pesanti, come carbonio, ossigeno e ferro, nelle atmosfere di questi pianeti. Rispetto a ciò che sappiamo sulla stella che orbitano, questo indica che probabilmente si sono formati attraverso l'accrescimento del nucleo, che è una conclusione eccitante per i pianeti che possiamo vedere direttamente".

I ricercatori non hanno utilizzato, come in altri casi, la spettroscopia (NIRSpec) ma lo strumento NIRCam e dal suo coronografo che osserva nel vicino infrarosso per comprendere la composizione dell'atmosfera dei pianeti del sistema planetario HR 8799. Nell'immagine rilasciata il colore blu è stato assegnato alla lunghezza d'onda di 4,1 μm, il verde a quella di 4,3 μm e il rosso a quella di 4,6 μm. Grazie alla giovane età del sistema, i pianeti emettono una grande quantità di calore e quindi di emissione infrarossa rendendone più semplice l'osservazione.

Balmer ha dichiarato che in futuro saranno osservati altri sistemi planetari per capire se sono più simili al Sistema Solare o invece abbiano avuto origini ed evoluzioni differenti. Il telescopio spaziale James Webb sarà fondamentale per questo genere di ricerche grazie alle sue straordinarie capacità. Inoltre sarà possibile capire se gli oggetti che orbitano intorno ad altre stelle siano effettivamente esopianeti oppure nane brune.