Nuvole in movimento su una nana bruna fredda

Un team di ricercatori guidati dall’Università dell’Arizona ha rilevato per la prima volta variazioni nello spessore delle nubi d’acqua su una nana bruna, un corpo celeste al confine tra una stella e un pianeta. La scoperta, effettuata con il telescopio spaziale James Webb, riguarda la nana bruna più fredda conosciuta, Wise 0855, situata a 7,5 anni luce dalla Terra. Questi risultati, in uscita su The Astronomical Journal, aprono nuove prospettive per comprendere le atmosfere planetarie e i processi meteorologici al di fuori del Sistema solare.

Atmosfera dinamica e chimica complessa

La nana bruna Wise 0855, con una temperatura superficiale di circa -8 gradi Celsius, ha mostrato una struttura tridimensionale e una chimica simili a quelle della Terra. Grazie alla sensibilità dello spettrografo Nirspec del James Webb, i ricercatori hanno analizzato singole impronte molecolari, permettendo di tracciare variazioni nello spessore delle nubi d’acqua. Questo risultato, mai ottenuto prima per un oggetto così freddo, ha rivelato un processo di rimescolamento convettivo che trasporta gas caldi verso l’atmosfera superiore, simile a quanto osservato su Giove.

La tecnica di spettroscopia a serie temporale ha permesso di seguire le variazioni dello spettro di luce nel tempo, rivelando dinamiche atmosferiche dettagliate.

Un’osservazione che cambia la prospettiva

Prima del James Webb, gli scienziati avevano a disposizione soltanto dati fotometrici, nei quali gli effetti delle nubi, della chimica e della temperatura risultavano mescolati. Ora, grazie a questa nuova tecnica, è possibile distinguere e studiare singolarmente queste caratteristiche. Le regioni viola dell’atmosfera di Wise 0855 sono più nuvolose e presentano variazioni di temperatura dell’ordine di 1 kelvin, mentre le regioni blu mostrano una copertura nuvolosa inferiore e permettono di sondare strati più profondi. Il team di ricerca, guidato da Brittany Miles, ha osservato Wise 0855 per 11 ore, registrando uno spettro della luce ogni 15 minuti. Questo ha permesso di ottenere la ricostruzione più dettagliata mai effettuata della dinamica atmosferica di un corpo celeste al di fuori del Sistema solare. I dati rivelano che l’atmosfera è modellata da due processi distinti: ad alte quote, le nubi si addensano e si diradano con la rotazione dell’oggetto; più in profondità, i moti convettivi rimescolano i gas, trasportando molecole provenienti dalle regioni sottostanti.

Implicazioni per la caratterizzazione planetaria

Questi risultati non solo ampliano la conoscenza delle nane brune, ma hanno anche implicazioni significative per la caratterizzazione delle atmosfere planetarie. I principi fisici di convezione, formazione nuvolosa e chimica atmosferica che governano Wise 0855 si applicano anche ai giganti gassosi del Sistema solare, come Giove. Se questi principi sono universali, valgono anche per gli esopianeti giganti gassosi, che gli astronomi stanno iniziando a studiare sistematicamente grazie al James Webb.

«Tra le nane brune e i pianeti esistono comportamenti simili, non una linea di demarcazione netta», sottolinea Miles. «Giove e Wise 0855 sono chiaramente diversi, ma presentano schemi meteorologici simili. Esistono dunque principi fondamentali di fisica e chimica che possono essere applicati a tutti questi mondi». I ricercatori guardano ora alle prossime osservazioni con il James Webb, con l’obiettivo di definire con maggiore precisione i dettagli sulla rotazione di Wise 0855 e approfondire la dinamica tridimensionale dei movimenti nella sua atmosfera. Per il momento, il messaggio è chiaro: il tempo meteorologico esiste ovunque e alcuni dei nostri vicini più prossimi hanno cieli che vale la pena osservare.