WASP-121 b

WASP-121b / Tylos
Riproduzione artistica di WASP-121b e della sua stella
Stella madreWASP-121
Scoperta2015[1]
ScopritoriL. Delrez, et al.[1]
Parametri orbitali
Semiasse maggiore0,02596+0,00043
−0,00063 unità astronomica
Periodo orbitale1,27492504(15) giorni
Inclinazione orbitale88,49°±0,16°[2]
Eccentricità<0.0032
Argom. del perielio29,12478°[2]
Dati fisici
Raggio medio1,753±0,036 rJ[2]
Massa
1,157±0,070 MJ[2]
Densità media0,266+0,024
−0,022 g/cm³
Temperatura
superficiale
  • 2602±53 K[3] (media)
Nomenclature alternative
Tylos
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WASP-121 b, formalmente chiamato Tylos,[4] è un esopianeta che orbita attorno alla stella WASP-121.[5] WASP-121 b è il primo esopianeta trovato a contenere acqua nella stratosfera planetaria extrasolare (cioè, lo strato atmosferico in cui le temperature aumentano con l'aumentare dell'altitudine). WASP-121 b si trova nella costellazione della Poppa ed è situato a circa 858 anni luce dalla Terra.[6]

Nomenclatura

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Nel agosto 2022, questo pianeta e la sua stella ospite sono stati inclusi tra i 20 sistemi selezionati per essere nominati nell'ambito del terzo progetto NameExoWorlds.[7] I nomi approvati, proposti da un team del Bahrein, sono stati annunciati nel giugno 2023. WASP-121 b è stato denominato Tylos, dal nome in greco antico del Bahrein, mentre la sua stella ospite è stata chiamata Dilmun, in riferimento all'antica civiltà della regione.[4]

Caratteristiche fisiche

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WASP-121b in una simulazione digitale (agosto 2018)

WASP-121 b è un esopianeta gioviano ultra-caldo con una massa circa 1,16 volte quella di Giove e un raggio circa 1,75 volte superiore. L'esopianeta orbita attorno alla sua stella ospite, WASP-121, con un periodo di 1,27 giorni.[2]

Nel 2019, uno studio condotto da Hellard et al. ha discusso la possibilità di misurare il numero di Love dei Giovi caldi in transito utilizzando il telescopio spaziale Hubble (HST) e lo STIS. Nello stesso lavoro è stata pubblicata una misura preliminare di per WASP-121b.[8][9] L'orbita del pianeta è inclinata di 8,1° rispetto al piano equatoriale della stella.[10]

Composizione atmosferica

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Un'analisi spettrale del 2015 ha misurato una temperatura della stratosfera di 2500 ºC, e la presenza di bande di assorbimento per molecole d'acqua, ossidi di titanio (II) (TiO) e ossido di vanadio (II) (VO).[11] Successivamente, la presenza degli ossidi è stata messa in dubbio.[12][13][14][15]

Nel 2020, venne misurata anche la presenza di ferro nella stratosfera,[16][17] insieme a cromo e vanadio.[18]

Nel giugno 2020 venne pubblicata una nuova analisi dei dati spettrali. La nuova analisi ha rivelato la presenza di magnesio, calcio, vanadio, cromo, ferro e nichel neutri, insieme alla presenza di atomi di sodio ionizzati. Tuttavia, la bassa qualità dei dati disponibili ha impedito l'identificazione certa di qualsiasi specie molecolare, inclusa l'acqua. L'atmosfera sembra essere significativamente fuori dall’equilibrio chimico e potrebbe essere in fase di fuga.[19] Forti flussi atmosferici oltre il lobo di Roche, indicativi di una perdita atmosferica in corso, sono stati confermati alla fine del 2020.[10]

Nel 2021, è stata misurata un'atmosfera meno blu e meno assorbente, il che potrebbe indicare la presenza di pattern meteorologici.[20] Nella metà del 2021, è stata confermata anche la presenza di ioni di ferro, cromo, vanadio e calcio.[21]

Nel 2022, è stata rilevata anche la presenza di bario ionizzato.[22] Nel 2020, è stata confermata l'assenza di titanio nell'atmosfera planetaria e l'errore è stato attribuito alla alta concentrazione di biossido di titanio, altamente riflettente.[23]

Osservazioni effettuate da HST fra il 2016 e il 2019 e pubblicate nel 2024 hanno confermato la variabilità dell'atmosfera di WASP-121 b.[24][25]

La sua composizione atmosferica è stata poi indagata ulteriormente tramite una mappatura tridimensionale ad opera di ESO.[26]

Possibili satelliti extrasolari

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Il sodio rilevato tramite spettroscopia di assorbimento attorno WASP-121 b[19] è compatibile con una formazione toroidale di gas, probabilmente alimentata da una esoluna comparabile a Io.[27]

Note

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  1. ^ a b L. Delrez, A. Santerne, J.-M. Almenara, D. R. Anderson, A. Collier-Cameron, R. F. Díaz, M. Gillon, C. Hellier, E. Jehin, M. Lendl, P. F. L. Maxted, M. Neveu-Vanmalle, F. Pepe, D. Pollacco, D. Queloz, D. Ségransan, B. Smalley, A. M. S. Smith, A. H. M. J. Triaud, S. Udry, V. Van Grootel e R. G. West, WASP-121 b: A hot Jupiter close to tidal disruption transiting an active F star, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 458, n. 4, 2015, pp. 4025-4043, Bibcode:2016MNRAS.458.4025D, DOI:10.1093/mnras/stw522, arXiv:1506.02471.
  2. ^ a b c d e (EN) V. Bourrier e D. Ehrenreich, Hot Exoplanet Atmospheres Resolved with Transit Spectroscopy (HEARTS). III. Atmospheric structure of the misaligned ultra-hot Jupiter WASP-121b, in Astronomy & Astrophysics, vol. 635, marzo 2020, p. A205, Bibcode:2020A&A...635A.205B, DOI:10.1051/0004-6361/201936640, arXiv:2001.06836.
  3. ^ (EN) Q. Changeat e B. Edwards, Five Key Exoplanet Questions Answered via the Analysis of 25 Hot-Jupiter Atmospheres in Eclipse, in The Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 260, n. 1, maggio 2022, p. 3, Bibcode:2022ApJS..260....3C, DOI:10.3847/1538-4365/ac5cc2, arXiv:2204.11729.
  4. ^ a b (EN) 2022 Approved Names, su nameexoworlds.iau.org, IAU. URL consultato il 7 giugno 2023.
  5. ^ Landau Elizabeth e Villard Ray, Hubble Detects Exoplanet with Glowing Water Atmosphere, in NASA, 2 agosto 2017. URL consultato il 2 agosto 2017.
  6. ^ (EN) Tony Greicius, Water Is Destroyed, Then Reborn in Ultrahot Jupiters, in NASA, 7 agosto 2018. URL consultato il 15 novembre 2018.
  7. ^ (EN) List of ExoWorlds 2022, su nameexoworlds.iau.org, IAU, 8 agosto 2022. URL consultato il 27 agosto 2022.
  8. ^ Hellard Hugo, Csizmadia Szilárd, Sebastiano Padovan, Frank Sohl e Heike Rauer, HST/STIS capability for Love number measurement of WASP-121b, in The Astrophysical Journal, vol. 889, n. 1, 2020, p. 66, Bibcode:2020ApJ...889...66H, DOI:10.3847/1538-4357/ab616e, arXiv:1912.05889.
  9. ^ (EN) waspplanets, The tidal shape of the exoplanet WASP-121b, su WASP Planets, 19 dicembre 2019. URL consultato il 20 gennaio 2020.
  10. ^ a b (EN) F. Borsa, R. Allart, N. Casasayas-Barris, H. Tabernero, M. R. Zapatero Osorio, S. Cristiani, F. Pepe, R. Rebolo, N. C. Santos, V. Adibekyan, V. Bourrier, O. D. S. Demangeon, D. Ehrenreich, E. Pallé, S. Sousa, J. Lillo-Box, C. Lovis, G. Micela, M. Oshagh, E. Poretti, A. Sozzetti, C. Allende Prieto, Y. Alibert, M. Amate, W. Benz, F. Bouchy, A. Cabral, H. Dekker, V. d'Odorico e P. Di Marcantonio, Atmospheric Rossiter–Mc Laughlin effect and transmission spectroscopy of WASP-121b with ESPRESSO, in Astronomy & Astrophysics, vol. 645, 2021, p. A24, Bibcode:2021A&A...645A..24B, DOI:10.1051/0004-6361/202039344, arXiv:2011.01245.
  11. ^ Staff, Planet WASP-121 b, in Extrasolar Planets Encyclopaedia, 2015. URL consultato il 3 agosto 2017.
  12. ^ (EN) Evans Thomas M., David K. Sing, Tiffany Kataria, Jayesh Goyal, Nikolay Nikolov, Hannah R. Wakeford, Drake Deming, Mark S. Marley, David S. Amundsen, Gilda E. Ballester e Joanna K. Barstow, An ultrahot gas-giant exoplanet with a stratosphere, in Nature, vol. 548, n. 7665, 2 agosto 2017, pp. 58-61, Bibcode:2017Natur.548...58E, DOI:10.1038/nature23266, ISSN 1476-4687 (WC · ACNP), PMID 28770846, arXiv:1708.01076.
  13. ^ (EN) Thomas Mikal-Evans, An emission spectrum for WASP-121b measured across the 0.8–1.1 μm wavelength range using the Hubble Space Telescope, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 488, n. 2, 27 giugno 2019, pp. 2222-2234, Bibcode:2019MNRAS.488.2222M, DOI:10.1093/mnras/stz1753, arXiv:1906.06326.
  14. ^ (EN) S. R. Merritt, N. P. Gibson, S. K. Nugroho, E. J. W. de Mooij, M. J. Hooton, S. M. Matthews, L. K. McKemmish, T. Mikal-Evans, N. Nikolov, D. K. Sing e J. J. Spake, Non-detection of TiO and VO in the atmosphere of WASP-121b using high-resolution spectroscopy, in Astronomy & Astrophysics, vol. 636, 1º aprile 2020, p. A117, Bibcode:2020A&A...636A.117M, DOI:10.1051/0004-6361/201937409, ISSN 0004-6361 (WC · ACNP), arXiv:2002.02795.
  15. ^ (EN) Thomas Mikal-Evans, David K. Sing, Tiffany Kataria, Hannah R. Wakeford, Nathan J. Mayne, Nikole K. Lewis, Joanna K. Barstow e Jessica J. Spake, Confirmation of water emission in the dayside spectrum of the ultrahot Jupiter WASP-121b, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 496, n. 2, 2020, pp. 1638-1644, Bibcode:2020MNRAS.496.1638M, DOI:10.1093/mnras/staa1628, arXiv:2005.09631.
  16. ^ (EN) Neale P. Gibson, Stephanie Merritt, Stevanus K. Nugroho, Patricio E. Cubillos, Ernst J. W. de Mooij, Thomas Mikal-Evans, Luca Fossati, Joshua Lothringer, Nikolay Nikolov, David K. Sing, Jessica J. Spake, Chris A. Watson e Jamie Wilson, Detection of Fe I in the atmosphere of the ultra-hot Jupiter WASP-121b, and a new likelihood-based approach for Doppler-resolved spectroscopy, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 493, n. 2, 2020, p. 2215, Bibcode:2020MNRAS.493.2215G, DOI:10.1093/mnras/staa228, arXiv:2001.06430.
  17. ^ (EN) Samuel H. C. Cabot, Nikku Madhusudhan, Luis Welbanks, Anjali Piette e Siddharth Gandhi, Detection of neutral atomic species in the ultra-hot jupiter WASP-121b, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 494, n. 1, 2020, pp. 363-377, Bibcode:2020MNRAS.494..363C, DOI:10.1093/mnras/staa748, arXiv:2001.07196.
  18. ^ (EN) Maya Ben-Yami, Nikku Madhusudhan, Samuel H. C. Cabot, Savvas Constantinou, Anjali Piette, Siddharth Gandhi e Luis Welbanks, Neutral Cr and V in the Atmosphere of Ultra-hot Jupiter WASP-121 B, in The Astrophysical Journal, vol. 897, n. 1, 2020, p. L5, Bibcode:2020ApJ...897L...5B, DOI:10.3847/2041-8213/ab94aa, arXiv:2006.05995.
  19. ^ a b (EN) H.J. Hoeijmakers, J.V. Seidel, L. Pino, D. Kitzmann, J.P. Sindel, D. Ehrenreich, A.V. Oza, V. Bourrier, R. Allart, A. Gebek, C. Lovis, S.N. Yurchenko, N. Astudillo-Defru, D. Bayliss, H. Cegla, B. Lavie, M. Lendl, C. Melo, F. Murgas, V. Nascimbeni, F. Pepe, D. Segransan, S. Udry, A. Wyttenbach e K. Heng, Hot Exoplanet Atmospheres Resolved with Transit Spectroscopy (HEARTS) - IV. A spectral inventory of atoms and molecules in the high-resolution transmission spectrum of WASP-121 b, in Astronomy & Astrophysics, vol. 641, 18 settembre 2020, p. A123, Bibcode:2020A&A...641A.123H, DOI:10.1051/0004-6361/202038365, arXiv:2006.11308.
  20. ^ (EN) Jamie Wilson, Neale P. Gibson, Joshua D. Lothringer, David K. Sing, Thomas Mikal-Evans, Ernst J W. De Mooij, Nikolay Nikolov e Chris A. Watson, Gemini/GMOS optical transmission spectroscopy of WASP-121b: Signs of variability in an ultra-hot Jupiter?, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 503, n. 4, 2021, pp. 4787-4801, DOI:10.1093/mnras/stab797, arXiv:2103.05698.
  21. ^ (EN) Stephanie R. Merritt, Neale P. Gibson, Stevanus K. Nugroho, Ernst J W. De Mooij, Matthew J. Hooton, Joshua D. Lothringer, Shannon M. Matthews, Thomas Mikal-Evans, Nikolay Nikolov, David K. Sing e Chris A. Watson, An inventory of atomic species in the atmosphere of WASP-121b using UVES high-resolution spectroscopy, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 506, n. 3, 2021, pp. 3853-3871, DOI:10.1093/mnras/stab1878, arXiv:2106.15394.
  22. ^ (EN) T. Azevedo Silva, O. D. S. Demangeon, N. C. Santos, R. Allart, F. Borsa, E. Cristo, E. Esparza-Borges, J. V. Seidel, E. Palle, S. G. Sousa, H. M. Tabernero, M. R. Zapatero Osorio, S. Cristiani, F. Pepe, R. Rebolo, V. Adibekyan, Y. Alibert, S. C. C. Barros, F. Bouchy, V. Bourrier, G. Lo Curto, P. Di Marcantonio, V. d'Odorico, D. Ehrenreich, P. Figueira, J. I. González Hernández, C. Lovis, C. J. A. P. Martins, A. Mehner e G. Micela, Detection of barium in the atmospheres of the ultra-hot gas giants WASP-76b and WASP-121b, in Astronomy & Astrophysics, vol. 666, 2022, p. L10, DOI:10.1051/0004-6361/202244489, arXiv:2210.06892.
  23. ^ (EN) H. J. Hoeijmakers, D. Kitzmann, B. M. Morris, B. Prinoth, N. Borsato, L. Pino, E. K. H. Lee, C. Akın e K. Heng, The Mantis Network III: A titanium cold-trap on the ultra-hot Jupiter WASP-121 b., in Astronomy and Astrophysics, vol. 685, 2022, Bibcode:2024A&A...685A.139H, DOI:10.1051/0004-6361/202244968, arXiv:2210.12847.
  24. ^ Hubble observes a changing exoplanet atmosphere, su esahubble.org, ESA, 4 gennaio 2024. URL consultato il 4 gennaio 2024.
  25. ^ (EN) Quentin Changeat e Jack W. Skinner, Is the atmosphere of the ultra-hot Jupiter WASP-121b variable?, in The Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 270, n. 2, gennaio 2024, p. 34, Bibcode:2024ApJS..270...34C, DOI:10.3847/1538-4365/ad1191, arXiv:2401.01465.
  26. ^ (EN) information@eso.org, The 3D structure of the atmosphere of the exoplanet Tylos, su www.eso.org. URL consultato il 4 marzo 2025.
  27. ^ (EN) Andrea Gebek e Apurva Oza, Alkaline exospheres of exoplanet systems: evaporative transmission spectra, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 497, n. 4, 29 luglio 2020, pp. 5271-5291, Bibcode:2020MNRAS.497.5271G, DOI:10.1093/mnras/staa2193, arXiv:2005.02536. URL consultato l'8 dicembre 2020.


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