Nonostante il fatto che nel nostro sistema solare non ci siano pianeti gassosi con una sottile atmosfera di elio, le osservazioni del telescopio spaziale Spitzer mostrano che su una scala galattica tali fenomeni non sono affatto rari.
Secondo uno scienziato del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena e l'autore dell'articolo corrispondente del Journal astronomico Renu Hu: "Non ci sono pianeti di questo tipo attorno al nostro Sole, ma ci sembra che tali corpi spaziali siano comuni tra gli altri sistemi solari.
Durante la ricerca di pianeti extrasolari di una classe speciale, nota anche come "Warm Neptunes", la squadra di Renu Hu è giunta alla conclusione che l'atmosfera di questi mondi sotto l'influenza delle radiazioni stellari potrebbe perdere completamente idrogeno, lasciando l'elio più pesante sopra la superficie.
La dimensione di questi Nettuno caldi non supera le dimensioni dell'omonimo "gigante di ghiaccio". Ma a differenza di questi esopianeti, l'atmosfera della stella blu consiste principalmente di idrogeno. Nettuno e Urano sono spesso chiamati pianeti di ghiaccio a causa della grande quantità di sostanze ghiacciate, come acqua, metano e ammoniaca, che ne fanno parte. A causa della sua vicinanza a stelle roventi, la composizione del Nettuno caldo è radicalmente diversa dalla composizione dei pianeti più vicini a noi. Prima di tutto, questo è espresso dall'assenza di idrogeno nell'atmosfera.
"L'idrogeno è quattro volte più leggero dell'elio e, sotto l'influenza di un forte vento solare, può lentamente scomparire dall'atmosfera del pianeta", afferma Hu. "Come risultato di questo processo, che richiede più di 10 miliardi di anni, la concentrazione nell'atmosfera di elio aumenta in modo significativo."
Questa scoperta è il risultato dell'osservazione dell'oggetto GJ 436b - caldo Nettuno 33 anni luce dalla Terra - con l'aiuto del telescopio Spitzer. Durante lo studio della radiazione del pianeta, è stato scoperto che non c'è praticamente metano nella sua atmosfera.
Il nostro Neptune contiene molto metano, che assorbe la luce dello spettro rosso. Ciò conferisce al pianeta una tonalità blu brillante riconoscibile. Sul GJ 436b, a sua volta, non c'è metano, anche se il carbonio è in eccesso. Poiché il metano (CH4) è costituito da carbonio e idrogeno, la sua assenza può essere spiegata dalla mancanza di uno degli elementi, in questo caso idrogeno.
Invece di contattare l'idrogeno, il carbonio reagisce con l'ossigeno. Di conseguenza, l'atmosfera dell'esopianeta è arricchita con ossidi di carbonio - CO e CO2. Questo fatto indica la presenza nella composizione del guscio di gas di tali pianeti di una grande quantità di elio - il secondo elemento più comune nell'universo. A sostegno di questa teoria, il telescopio Spitzer ha rilevato tracce dei corrispondenti composti chimici nello spettro di emissione di GJ 436b. Warm Neptunes dovrebbe apparire diverso dal gigante di ghiaccio del nostro sistema. Sono più pallidi e grigi, non hanno una goccia di quella bellezza azzurra che è caratteristica di Nettuno.
Fino ad ora, i ricercatori non sono stati in grado di rilevare prove dirette della presenza di elio nell'atmosfera degli esopianeti. Gli scienziati hanno grandi speranze per il nuovo telescopio NASA "James Webb". Sperano di usarlo per cercare altri Neptune caldi per esplorare questi corpi strani in modo più dettagliato.
"Qualsiasi pianeta che possiate immaginare può esistere da qualche parte nelle vaste distese dell'Universo", afferma Sara Seager, coautrice dell'articolo. "I pianeti sono così diversi per dimensioni e massa che è possibile rilevare praticamente qualsiasi configurazione che soddisfi le leggi della fisica e della chimica."
