I misteri della pioggia extraterrestre tra diamanti, rubini e zaffiri

Si avvicina la stagione autunnale e come ben sappiamo le piogge insieme a essa. Diamo per scontato ciò che abbiamo ma bramiamo ciò che ci manca. Nel nostro pianeta piove acqua, in base alle zone è un evento eccezionale o meno, ma comunque un evento a cui siamo abituati e al quale quasi non facciamo più caso. Ma cosa succederebbe se al posto di acqua piovesse ferro o meglio ancora diamanti? Impossibile direte voi, ma come scopriremo, questi eventi non sono poi così lontani dalla realtà in altri pianeti.

Cosa piove sugli altri pianeti?

Come vedremo in base alla composizione dell’atmosfera di ogni pianeta cambia la tipologia di pioggia.

Venere (Acido solforico)

Venere è il secondo pianeta dal Sole e, per molti versi, è proprio come la Terra. È simile per dimensioni, massa, composizione e persino vicinanza al Sole, ma è qui che finiscono le somiglianze. L’atmosfera di Venere è composta per il 96,5% da anidride carbonica, mentre la maggior parte del restante 3,5% è azoto.

La sua atmosfera è estremamente densa e si stima che la massa atmosferica sia 93 volte quella dell’atmosfera terrestre, mentre la pressione sulla superficie del pianeta è circa 92 volte quella sulla superficie terrestre. Le prime prove indicavano il contenuto di acido solforico nell’atmosfera, ma ora sappiamo che si tratta di un costituente piuttosto minore (sebbene ancora significativo) dell’atmosfera.

Poiché la CO₂ è un gas serra e Venere ne ha così tanto, le temperature sul pianeta raggiungono i 462 °C, molto più alte di quelle di Mercurio, che è molto più vicino al Sole.

L’atmosfera venusiana sostiene nuvole opache di acido solforico, che si estendono da circa 50 a 70 km. Sotto le nuvole c’è uno strato di foschia fino a circa 30 km e al di sotto è chiaro. Al di sopra del denso strato di CO₂ vi sono spesse nubi costituite principalmente da anidride solforosa e goccioline di acido solforico.

Il fatto è che non piove sulla superficie di Venere, mentre la pioggia di acido solforico cade nell’atmosfera superiore, evapora a circa 25 km sopra la superficie.

HD 189733 b (Vetro)

HD 189733 b è un pianeta extrasolare a circa 63 anni luce dal Sistema Solare. Il pianeta è stato scoperto nel 2005.

Con una massa del 13% superiore a quella di Giove, HD 189733 b orbita attorno alla sua stella ospite una volta ogni 2,2 giorni, rendendolo un cosiddetto Giove caldo. I Giove caldi sono una classe di pianeti extrasolari le cui caratteristiche sono simili a Giove, ma che hanno temperature superficiali elevate perché orbitano molto vicino alla loro stella.

Il pianeta è stato scoperto utilizzando la spettroscopia Doppler, un metodo indiretto per rilevare pianeti extrasolari. Fondamentalmente, non osservi il pianeta stesso, studi le sue stelle e noti piccole oscillazioni in esso con spostamenti Doppler. Nel 2008, un team di astrofisici è riuscito a rilevare e monitorare la luce visibile del pianeta, il primo successo di questo tipo nella storia. Questo risultato è stato ulteriormente migliorato dallo stesso team nel 2011. Hanno scoperto che l’albedo planetario è significativamente più grande nella luce blu che nel rosso. Ma il blu non proviene da un oceano o da qualche superficie acquosa, proviene da un’atmosfera nebulosa e turbolenta che si crede sia intrisa di particelle di silicato, la materia di cui è fatto il vetro naturale.

Il pianeta ha venti incredibilmente veloci e una temperatura stimata di oltre 1000 °C, quindi la pioggia è probabilmente più orizzontale che verticale.

Nettuno (Diamanti)

Nettuno è l’ottavo pianeta del Sistema Solare. La composizione di Nettuno è simile a quella di Urano e diversa da quella dei giganti gassosi come Saturno e Giove.

L’atmosfera di Nettuno è composta principalmente da idrogeno ed elio, insieme a tracce di idrocarburi e forse azoto; tuttavia, contiene una percentuale maggiore di “ghiacci” come acqua, ammoniaca e metano.

Il tempo di Nettuno è caratterizzato da sistemi di tempeste estremamente dinamici, con venti che raggiungono velocità di quasi 600 m/s (2160 km/h). L’abbondanza di metano, etano ed etino all’equatore di Nettuno è 10-100 volte maggiore che ai poli. È stato teorizzato che Urano e Nettuno frantumino effettivamente il metano in diamanti e gli esperimenti di laboratorio sembrano confermare che ciò è possibile. Tuttavia, hai bisogno di pressioni significative per farlo, e devi percorrere circa 7000 km all’interno del pianeta, ma il pianeta è fatto di gas (grosso modo l’80% di idrogeno, il 19% di elio e l’1% di metano).

Si stima che ad una profondità di 7000 km le condizioni possano essere tali che il metano si decomponga in cristalli di diamante che piovono verso il basso come chicchi di grandine.

I diamanti possono essere molto rari sulla Terra, ma gli astronomi ritengono che siano molto comuni nell’universo. Diamanti di dimensioni molecolari sono stati trovati nei meteoriti e recenti esperimenti suggeriscono che grandi quantità di diamanti si formano dal metano sui pianeti giganti del ghiaccio come Urano e Nettuno. Alcuni pianeti in altri sistemi solari possono essere costituiti da un diamante quasi puro.

Nettuno e Urano non sono unici in questo senso. C’è una buona possibilità che molti altri giganti gassosi nella nostra galassia abbiano atmosfere simili. In effetti, uno studio recente ha scoperto che un particolare pianeta chiamato 55 Cancri E ha un mantello che potrebbe essere principalmente diamante. Questo perché la composizione del pianeta contiene alti livelli di atomi di carbonio che, a temperature e pressioni previste, verrebbero compressi in diamanti.

OGLE-TR-56b (Ferro)

Gli astronomi dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) di Cambridge lo rilevarono nel 2003. All’epoca era il pianeta più lontano mai scoperto e, sebbene quel record sia stato battuto da tempo, non abbiamo davvero imparato molto a proposito.

OGLE-TR-56b è anche un Giove caldo, con una temperatura superficiale stimata di 2000 °C, che è abbastanza calda da formare nuvole fatte di atomi di ferro. Non abbiamo informazioni dirette per confermarlo, sebbene gli astronomi abbiano riportato prove della pioggia di ferro sulle nane brune, le cosiddette “stelle fallite“, oggetti troppo grandi per essere un pianeta ma troppo piccoli per essere una stella.

Titano (Metano)

Titano è la più grande luna di Saturno. È l’unico satellite naturale noto per avere un’atmosfera densa e l’unico oggetto diverso dalla Terra in cui è stata trovata una chiara evidenza di corpi stabili di liquido superficiale. Titano ha mari liquidi fatti di idrocarburi, laghi, montagne, nebbia, oceani sotterranei e sì, piove metano su Titano. In effetti, la Terra e Titano sono gli unici mondi del Sistema Solare in cui piove liquido su una superficie solida. Anche in questo caso, la pioggia è metano e non acqua.

HAT-P-7b (Rubini e Zaffiri)

I diamanti non sono abbastanza? Segnali di potenti venti mutevoli sono stati rilevati su un pianeta 16 volte più grande della Terra chiamato HAT-P-7b, ma non è certo la cosa più impressionante di questo pianeta. Sebbene sia difficile confermarlo, gli astronomi ritengono che le nuvole su questo pianeta sarebbero fatte di corindone, una forma cristallina di ossido di alluminio che forma rubini e zaffiri.

Anche se uno spettacolo del genere sarebbe senza dubbio visivamente sbalorditivo, è anche un posto infernale. A parte queste nuvole insolite, HAT-P-7b rimane molto importante come primo rilevamento del tempo su un pianeta gigante gassoso al di fuori del sistema solare.

Questi casi sono solo l’inizio della conversazione sulla pioggia su altri pianeti. Non siamo nemmeno entrati nella neve di ghiaccio secco su Marte, pioggia di elio liquido su Giove o della pioggia di plasma sul Sole.

L’universo è un luogo grande e selvaggio e stiamo appena iniziando a graffiarne la superficie. Sebbene possa piovere acqua sulla Terra, questa non è assolutamente la regola: su molti pianeti diversi, può piovere molte cose diverse. Chissà cosa scopriremo in futuro?

Gabriele Galletta