Il pianeta WASP-43 b, situato a circa 280 anni luce dalla Terra nella costellazione del Sestante, rappresenta uno dei più interessanti casi di studio per l’analisi delle atmosfere degli esopianeti. Si tratta di un gigante gassoso con dimensioni simili a Giove, ma con caratteristiche meteorologiche estreme e un’orbita molto stretta intorno alla sua stella, che ne determina la natura di “Giove caldo”.
Una delle peculiarità di WASP-43 b è la netta differenziazione tra il lato diurno, esposto costantemente alla luce stellare, e il lato notturno, perennemente in ombra. Le osservazioni del Telescopio Spaziale James Webb hanno rivelato cieli sereni sul lato diurno, mentre il lato notturno è coperto da fitte nubi. La differenza di temperatura è notevole: il lato diurno raggiunge i 1.250 °C, sufficiente a fondere il ferro, mentre il lato notturno si attesta sui 600 °C.
Questa grande differenza di temperatura genera venti equatoriali supersonici che raggiungono velocità superiori a 8.000 km/h, mescolando i gas atmosferici tra i due lati. La potente circolazione atmosferica ostacola le reazioni chimiche che dovrebbero produrre metano sul lato notturno, portando alla sua assenza. Il lato diurno è troppo caldo per mantenere questa molecola stabile, mentre sul lato notturno dovrebbe essere presente. Questo fenomeno evidenzia come la forte mescolanza atmosferica renda uniforme la composizione chimica tra i due lati.
Il Telescopio Webb, grazie alle sue avanzate capacità di rilevazione nell’infrarosso, ha permesso di creare una mappa dettagliata della temperatura su WASP-43 b, utilizzando lo strumento MIRI (Mid-Infrared Instrument). Per più di 24 ore, il telescopio ha monitorato le variazioni di luminosità del pianeta durante un’intera orbita, della durata di sole 19,5 ore. Questo approccio ha consentito al team di ottenere una visione tridimensionale dell’atmosfera di WASP-43 b, che include dettagli sulla copertura nuvolosa, la velocità dei venti e la temperatura. Le osservazioni hanno rivelato anche il “punto caldo”, leggermente spostato rispetto alla zona direttamente esposta alla radiazione stellare, a causa del movimento dei venti che spostano il calore verso est.
Essendo un “Giove caldo”, WASP-43 b è un pianeta gassoso costituito principalmente di idrogeno ed elio, che orbita molto vicino alla sua stella, a circa 2,1 milioni di chilometri di distanza. Questa vicinanza genera un blocco mareale, che fa sì che un lato sia sempre rivolto verso la stella mentre l’altro resta in ombra, caratteristica che aggrava le differenze climatiche tra i due emisferi. Nonostante la stella sia più fredda e piccola del nostro Sole, la distanza ridotta fa sì che il lato diurno del pianeta sia soggetto a intense radiazioni.
L’osservazione nell’infrarosso di Webb ha permesso anche di analizzare la composizione atmosferica del pianeta, evidenziando la presenza di vapore acqueo in entrambi i lati, ma un’assenza di metano, una scoperta sorprendente che rivela le particolari condizioni chimiche e dinamiche dell’atmosfera di WASP-43 b. Poiché i venti trasportano rapidamente il gas tra i lati, il tempo necessario per formare metano sul lato notturno diventa insufficiente.
La tecnologia avanzata di Webb ha confermato l’efficacia della spettroscopia a curva di fase per studiare gli esopianeti, rilevando anche dettagli sulla densità delle nubi. Le nubi sul lato notturno, costituite da particelle ad alta quota, intrappolano parte della radiazione infrarossa, facendo apparire il lato in ombra più fresco di quanto effettivamente sia.