Ci siamo? Oceani d’acqua in superfice in pianeti di dimensioni terrestri

Una nana ultrafredda e sette pianeti: mondi di dimensioni simili alla Terra e temperati in un sistema planetario straordinariamente ricco

22 febbraio 2017

Alcuni astronomi hanno trovato un sistema di sette pianeti di dimensioni simili alla Terra ad appena 40 anni luce da noi, usando telescopi da terra e dallo spazio, tra cui il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO. I pianeti sono stati tutti individuati mentre passavano di fronte alla propria stella madre, la nana ultrafredda nota come TRAPPIST-1. Secondo l’articolo pubblicato oggi dalla rivista Nature, tre dei pianeti si trovano nella zona abitabile e potrebbero ospitare oceani d’acqua in superficie, aumentando la probabilità che il sistema stellare possa ospitare la vita. Questo sistema contiene il maggior numero di pianeti di dimensione terrestre trovato finora e il più grande numero di mondi che possano sostenere acqua liquida in superficie.

La nana ultrafredda TRAPPIST-1 nella costellazione dell'Acquario
La nana ultrafredda TRAPPIST-1 nella costellazione dell’Acquario

Alcuni astronomi, usando il telescopio TRAPPIST-South all’Osservatorio di La Silla dell’ESO, il VLT (Very Large Telescope) al Paranal e il telescopio spaziale Spitzer della NASA, così come altri telescopi in tutto il mondo, hanno ora confermato l’esistenza di almeno sette piccoli pianeti in orbita intorno alla nana rossa fredda TRAPPIST-1. Tutti i pianeti, chiamati TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g e h in ordine di distanza crescente dalla stella madre, hanno dimensioni simili a quelle della Terra.

A size comparison of the planets of the TRAPPIST-1 system, lined up in order of increasing distance from their host star. The planetary surfaces are portrayed with an artist’s impression of their potential surface features, including water, ice, and atmospheres.

Piccoli cali nell’emissione di luce della stella, causati da ciascuno dei sette pianeti mentre le passano di fronte – questi eventi sono noti come transiti – hanno permesso agli astronomi di dedurre informazioni sulle loro dimensioni, composizione e orbita. Si è trovato che almeno i sei pianeti più interni sono confrontabili alla Terra per dimensione e temperatura

Confronto delle dimensioni dei pianeti di TRAPPIST-1 con i corpi del Sistema Solare
Confronto delle dimensioni dei pianeti di TRAPPIST-1 con i corpi del Sistema Solare

Il primo autore Michaël Gillon dell’Istituto STAR all’Università di Liegi in Belgio è entusiasta dei risultati ottenuti: “È un sistema planetario sorprendente – non solo perchè abbiamo trovato così tanti pianeti, ma perchè sono incredibilmente simili per dimensione alla Terra!”

Con una massa pari all’8% del Sole, TRAPPIST-1, nella costellazione dell’Acquario, è molto piccola in termini stellari – solo marginalmente più grande del pianeta Giove – e anche se vicina a noi appare molto debole. Gli astronomi si aspettavano che queste stelle nane potessero ospitare molti pianeti di dimensione terrestre in orbite molto strette, rendendole obiettivi promettenti per la caccia alla vita extraterrestre, e TRAPPIST-1 è il primo di questi sistemi a essere stato scoperto.

Confronto del sistema di TRAPPIST-1 con il sistema Solare interno
Confronto del sistema di TRAPPIST-1 con il sistema Solare interno

Il co-autore Amaury Triaud spiega: “La produzione energetica delle stelle nane come TRAPPIST-1 è molto più debole di quella del Sole. Perchè ci sia acqua liquida in superficie, i pianeti dovrebbero essere in orbite più vicine di quanto vediamo nel Sistema Solare. Fortunatamente sembra che questa configurazione compatta sia proprio ciò che troviamo intorno a TRAPPIST-1!”

L’equipe ha determinato che tutti i pianeti nel sistema sono di dimensioni simili alla Terra e Venere nel Sistema Solare o appena più piccoli. Le misure di densità suggeriscono che almeno i sei pianeti più interni siano probabilmente rocciosi.

Rappresentazione artistica del sistema di TRAPPIST-1
Rappresentazione artistica del sistema di TRAPPIST-1

Le orbite planetarie non sono molto più grandi di quelle delle lune di Galileo e sono invece molto più piccole dell’orbita di Mercurio nel Sistema Solare. Ma la dimensione minuscola e la bassa temperatura di TRAPPIST-1 implicano che l’energia che arriva ai pianeti è simile a quella ricevuta dai pianeti interni nel nostro Sistema Solare; TRAPPIST-1c, d e f ricevono quantità di energia simili a Venere, Terra e Marte, rispettivamente.

Tutti e sette i pianeti scoperti nel sistema potrebbero avere acqua liquida in superficie, anche se le distanze orbitali rendono alcuni candidati più promettenti di altri. Modelli climatici suggeriscono che i pianeti più interni, TRAPPIST-1b, c e d, siano probabilmente troppo caldi per avere acqua liquida, tranne forse su una piccola frazione della superficie. La distanza orbitale del pianeta più esterno, TRAPPIST-1h, non è confermata, anche se è probabilmente troppo distante e freddo per l’acqua liquida – assumendo che non ci siano altri processi di riscaldamento. TRAPPIST-1e, f e g perciò rappresentano il “Santo Graal” degli astronomi alla ricerca di pianeti, poichè orbitano nella zona abitabile e potrebbero ospitare oceani di acqua in superficie.

Curva di luce di TRAPPIST-1 - l'offuscamento causato dal transito dei pianeti
Curva di luce di TRAPPIST-1 – l’offuscamento causato dal transito dei pianeti
Le orbite dei sette pianeti intorno a TRAPPIST-1
Le orbite dei sette pianeti intorno a TRAPPIST-1

Queste nuove scoperte rendono il sistema TRAPPIST-1 molto importante per studi futuri. Il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA viene già usato per ricercare atmosfere intorno ai pianeti e Emmanuël Jehin, membro della collaborazione, è entusiasta sulle possibilità future: “Con la nuova generazione di telescopi, come l’ELT (Extremely Large Telescope) dell’ESO e il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA saremo presto in grado di cercare l’acqua e forse anche evidenza di vita in questi mondi.”

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