[:it]Climatologia estrema su un gioviano Caldo. L’articolo: “The GAPS Programme at TNG. LXIX.The Dayside of WASP-76b revealed by GIANO-B, HARPS-N and ESPRESSO: Evidence for Three-Dimensional Atmospheric Effects” di G. Guilluy (INAF – OATo) pubblicato su A&A[:en]Extreme climatology on Hot Jupiters. The study: “The GAPS Programme at TNG. LXIX.The Dayside of WASP-76b revealed by GIANO-B, HARPS-N and ESPRESSO: Evidence for Three-Dimensional Atmospheric Effects” of G. Guilluy (INAF – OATo) appeared on A&A[:]

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Climatologia planetaria in condizioni estreme grazie alle osservazioni GIANO-B, HARPS-N ed ESPRESSO del gioviano caldo WASP-76b

Tra i 6007 esopianeti confermati finora (22/09/2025) esiste una classe di pianeti assente nel Sistema Solare, ma fondamentale per studiare la fisica delle atmosfere planetarie in condizioni estreme:: i Gioviani ultra-caldi.

Si tratta di giganti gassosi in orbite molto ravvicinate alla propria stella, con periodi orbitali inferiori a 3 giorni e temperature d’equilibrio superiori ai 2000 gradi kelvin. Lo studio di questi mondi consente di mettere alla prova le nostre conoscenze sulla fisica e sulla chimica delle atmosfere. nonché sui modelli atmosferici, in condizioni di temperatura, pressione e dinamica completamente diverse da quelle dei pianeti del Sistema Solare.

Il team guidato dall’astrofisica G. Guilluy (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino) ha analizzato osservazioni spettroscopiche del gioviano ultra-caldo WASP-76b, ottenute con gli strumenti GIANO-B e HARPS-N del Telescopio Nazionale Galileo e con ESPRESSO al Very Large Telescope dell’ESO. Le osservazioni sono state condotte quando il pianeta mostrava il suo lato diurno, ossia poco prima e poco dopo il suo passaggio dietro la stella dal nostro punto di vista.

I ricercatori hanno individuato segnali significativi dovuti a molecole di ossido di carbonio (CO) e ad atomi di ferro neutro (Fe I). I dati sono stati poi confrontati con modelli di circolazione atmosferica globale (Global Circulation Models), sviluppati in origine per lo studio dell’atmosfera terrestre e recentemente adattati agli esopianeti. Si tratta di modelli tridimensionali che risolvono le equazioni della fluidodinamica e del trasporto radiativo (ossia come la radiazione viaggia attraverso l’atmosfera depositando energia), descrivendo così la struttura 3D dell’atmosfera, la distribuzione di temperatura e pressione, venti e composizione chimica.

In particolare, gli autori hanno osservato come il segnale legato al ferro aumentasse di intensità dopo l’eclisse. Questo potrebbe indicare l’esistenza di un “hot spot” atmosferico, un punto più caldo rispetto all’atmosfera circostante. In questo caso, l’hot spot non è semplicemente il punto rivolto verso la stella (chiamato punto substellare, da cui un osservatore sul pianeta vedrebbe la stella allo zenit), ma è più vicino al lato notturno a causa della circolazione atmosferica. Questa particolare configurazione fa si che da Terra si osserva una regione dell’atmosfera con un con un profilo di temperatura in funzione dell’altitudine diverso rispetto all’ambiente circostante.

Lo studio è descritto nell’articolo “The GAPS Programme at TNG. LXIX. The Dayside of WASP-76b revealed by GIANO-B, HARPS-N and ESPRESSO: Evidence for Three-Dimensional Atmospheric Effects”, pubblicato su Astronomy & Astrophysics. Tra gli autori figurano anche le astrofisiche C. Di Maio e G. Micela dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.

La figura di copertina (cliccare qui per visualizzarla interamente) mostra uno schema dell’effetto alla base delle asimmetrie osservate nel segnale di Fe I nell’atmosfera di WASP-76b. La parte bianca rappresenta l’emisfero diurno, illuminato dalla stella (il cerchio giallo al centro). In rosso è indicata la posizione dell’hot spot. Dal nostro punto di vista, indicato dalle frecce, il profilo di temperatura in funzione dell’altitudine mostra una variazione più evidente (ossia un maggiore gradiente) durante la fase di post-eclisse rispetto alla fase di pre-eclisse.

Mario Giuseppe Guarcello

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Planetary climatology under extreme conditions thanks to GIANO-B, HARPS-N and ESPRESSO observations of the hot Jupiter WASP-76b

Among the 6007 confirmed exoplanets to date (09/22/2025), there exists a class of planets absent in the Solar System but crucial for studying atmospheric physics under extreme conditions: ultra-hot Jupiters.

These are gas giants in very close orbits around their host stars, with orbital periods shorter than 3 days and equilibrium temperatures exceeding 2000 degrees kelvin. Studying such worlds allows us to test our understanding of atmospheric physics, chemistry and models in regimes of temperature, pressure, and dynamics very different from those encountered in Solar System planets.

The team led by astrophysicist G. Guilluy (INAF – Astrophysical Observatory of Turin) analyzed spectroscopic observations of the ultra-hot Jupiter WASP-76b, obtained with the GIANO-B and HARPS-N instruments at the Telescopio Nazionale Galileo, and with ESPRESSO at ESO’s Very Large Telescope. The observations were carried out when the planet was showing its dayside, i.e., just before and just after its passage behind the star from our point of view.

The researchers identified significant signals from carbon monoxide (CO) molecules and neutral iron (Fe I) atoms. The data were then compared with Global Circulation Models (GCMs), originally developed for studying Earth’s atmosphere and more recently adapted to exoplanets. These are three-dimensional models that solve the equations of fluid dynamics and radiative transfer (i.e., how radiation propagates through the atmosphere and deposits energy), thereby providing a 3D description of the atmosphere’s structure, temperature and pressure distribution, winds, and chemical composition.

In particular, the authors observed that the signal associated with iron increased in intensity after the eclipse. This could indicate the presence of an atmospheric “hot spot”: a region of the atmosphere that is hotter than average. In this case, the hot spot is not located exactly at the point facing the star (known as the substellar point, where an observer on the planet would see the star at the zenith), but shifted closer to the nightside due to atmospheric circulation. This configuration means that, from Earth, we are observing a region of the atmosphere with a temperature–altitude profile different from that of the surrounding environment.

The study is presented in the article “The GAPS Programme at TNG. LXIX. The Dayside of WASP-76b revealed by GIANO-B, HARPS-N and ESPRESSO: Evidence for Three-Dimensional Atmospheric Effects”, published in Astronomy & Astrophysics. Among the co-authors are astrophysicists C. Di Maio and G. Micela of INAF – Palermo Astronomical Observatory.

The cover figure (click here to view in full) shows a schematic illustration of the effect underlying the asymmetries observed in the Fe I signal in WASP-76b atmosphere. The white portion represents the dayside of the planet, illuminated by the star (yellow circle at the center). The red area marks the position of the hot spot. From our line of sight (indicated by the arrows), the temperature–altitude profile shows a more pronounced variation (i.e., a steeper gradient) during the post-eclipse phase compared to the pre-eclipse phase.