Kepler-186 f è stato il primo a essere identificato: il primo pianeta extrasolare, un esopianeta, con dimensioni simili a quelle della Terra, nella zona abitabile della sua stella, dove le condizioni potrebbero consentire acqua liquida sulla sua superficie.
Ora uno studio pubblicato su The Astronomical Journal, condotto da Yutong Shan (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Usa) e Gongjie Li (Georgia Institute of Technology, Usa), ha utilizzato simulazioni matematiche per analizzare e identificare le dinamiche degli "assi di spin" dell'esopianeta: gli assi di spin sono i movimenti che determinano quanto l'asse di un pianeta si inclina sull'eclittica e come l'angolo cambia nel tempo.
L'inclinazione dell'asse contribuisce al variare delle stagioni e al clima, perché influisce sul modo con cui la luce del Sole colpisce il pianeta. Stando allo studio, l'inclinazione di Kepler-186 f (a circa 500 anni luce dal Sole) è molto stabile, proprio come quella della Terra, e ciò rende probabile che vi siano stagioni regolari e un clima stabile. Il gruppo di ricerca ipotizza che lo stesso sia vero per Kepler-62 f, un pianeta di dimensioni super-terrestri a circa 1.200 anni luce di distanza da noi.
«L'importanza della stabilità dell'inclinazione dell'asse di rotazione la si comprende se si pensa a Marte», spiega Li: «il Pianeta Rosso ruota attorno al Sole nella zona abitabile del Sistema Solare, ma la sua inclinazione sul piano dell'eclittica è stata molto instabile nel tempo, variando da zero a 60 gradi. Questa instabilità ha probabilmente contribuito al decadimento dell'atmosfera marziana e all'evaporazione delle acque superficiali.» L'inclinazione dell'asse terrestre invece oscilla più lievemente, tra 22,1 e 24,5 gradi, passando da un estremo all'altro in circa 10.000 anni.
L'importanza della Luna. L'interazione gravitazionale tra i pianeti influisce molto sulla stabilità dell'inclinazione dell'asse, lo sappiamo per "esperienza": ad esempio, senza l'azione gravitazionale della Luna, anche la Terra potrebbe avere ampie oscillazioni dell'asse, simili se non superiori a quelle di Marte.
Oscillazioni che somiglierebbero a quelle di una trottola quando perde energia. «Kepler-186f e Kepler-62f sembrano molto diversi da Marte e dalla Terra», spiega Li: «non sappiamo se posseggono lune, ma i nostri calcoli suggeriscono che i loro assi di rotazione dovrebbero rimanere stabili per decine di milioni di anni. Noi non sappiamo se la vita, per esistere, deve attecchire su un pianeta con precise condizioni, ma certo è che un pianeta climaticamente stabile potrebbe rappresentare un luogo più confortevole dove la vita può prendere il via.»
Quante volte abbiamo letto di "nuove Terre" scoperte al di là del Sistema Solare? La scoperta degli esopianeti di TRAPPIST-1 è certamente importante ma è soltanto l'ultima di una lunga serie. Tra gli oltre 2000 pianeti extrasolari individuati finora ce ne sono senz'altro di potenzialmente abitabili, simili al nostro per massa, dimensioni e distanza dalla loro stella. Ma come scegliere i migliori candidati al titolo di "gemello" terrestre? L'Indice di Similarità Terrestre (Earth Similarity Index, ESI) serve a valutare l'abitabilità di un pianeta in base a parametri come raggio, densità, temperatura e velocità di fuga (ossia la velocità minima necessaria ad allontanarsi dalla superficie) del pianeta in questione. È una scala che va da 0 a 1, dove 1 è il valore della Terra: un pianeta che ottenga dallo 0,8 in su può dirsi "terrestre" (Marte si attesta sullo 0,64 e Venere è a 0,78, tanto per intenderci). Ecco alcuni pianeti con ESI più alto.
Foto: © ESO/L. Calçada - ESO
I 7 pianeti di TRAPPIST-1 (ESI da 0.45 a 0.90). Il sistema solare di TRAPPIST-1 è stato scoperto nel 2015, ma soltanto nel 2017 è stato dato l'eclatante annuncio della presenza di ben 7 pianeti (non è una novità), tutti rocciosi e di cui ben 3 si trovano nella cosiddetta fascia di abitabilità.
I 7 pianeti di TRAPPIST-1 (ESI da 0.45 a 0.90). Tutti i pianeti di questo sistema solare, chiamati rispettivamente Trappist-1 b, c, d, e, f, g, h (dal più vicino al più lontano), hanno dimensioni simili a quelle del nostro pianeta: le dimensioni, la possibile composizione e le orbite sono state desunte dalle variazioni di luminosità della stella causate dal passaggio dei suoi pianeti tra noi e la stella stessa: eventi che in astronomia sono noti come transiti. Trappist-1 c, d, f ricevono quantità di energia vicine a quelle che arrivano, rispettivamente, su Venere, Terra e Marte. Tutti e sette potrebbero potenzialmente avere acqua allo stato liquido in superficie, anche se per alcuni la probabilità sembra più elevata: "e", "f" e "g", per esempio, sembrano avere tutte le carte in regola per mantenere questa condizione - l'acqua liquida - che dal nostro punto di vista è anche condizione indispensabile per un eventuale sviluppo di forme di vita.
Kepler 438b (ESI=0.88). Scoperto nel 2015 attorno a una nana rossa a 470 anni luce da noi, Kepler 438b (qui in una raffigurazione artistica) è l'esopianeta con l'ESI più alto. Ha un diametro del 12% più esteso di quello terrestre e si trova nella zona abitabile della sua stella, dove completa un'orbita ogni 35 giorni. Probabilmente roccioso, ha una temperatura compresa tra gli 0 e i 60 °C. Praticamente perfetto, se si esclude che la stella - è scoperta recente - gli riserva periodici flussi di radiazioni, che potrebbero renderlo completamente inabitabile (un parametro che l'ESI non prende in considerazione).
Foto: © David A. Aguilar (CfA)
Proxima Centauri b (ESI=0.87). Scoperto nell'agosto del 2016 è uno dei due pianeti che orbitano la nana rossa Proxima centauri, la stella più vicina al nostro sistema solare. Questo fa di Proxima Centauri b l'esopianeta più vicino alla Terra. Si trova nella fascia abitabile della sua stella ed è il terzo esopianeta con ESI più alto (dopo TRAPPIST-1d e Kepler 438b). A tutti gli effetti, il gemello più vicino.
Gliese 667Cc (ESI=0.85). Scoperto nel 2011 attorno a una nana rossa situata a 24 anni luce dalla Terra, si trova compreso in un sistema di stelle triplo (reso bene in questa illustrazione) e ha una massa stimata di 3,8 masse terrestri. Con un periodo orbitale di 28 giorni, si trova nella zona abitabile della sua stella e ha forse una temperatura di 0 °C. Non se ne conosce il raggio, perché non transita davanti alla sua stella. La sua presenza è stata trovata con il metodo delle velocità radiali, cioè misurando i piccoli movimenti che la stella compie in risposta all'attrazione gravitazionale del pianeta.
Foto: © . ESO/L.Calçada/wikimedia, CC BY-ND
Kepler 442b (ESI=0.84). Questo pianeta roccioso grande 1,3 volte la Terra (e con 2,3 volte la sua massa) è stato individuato nel 2015 attorno a una stella più fredda del Sole, a 1100 anni luce da noi. Ha un periodo orbitale di 112 giorni e si trova nella zona abitabile della stella, ma ha una temperatura stimata di -40 °C. Un po' freddino, ma nei limiti della sopportazione: su Marte, durante l'inverno, la temperatura nei pressi dei poli arriva a -125 °C. Qui una raffigurazione di Kepler 442b paragonato alla Terra.
Foto: © Ph03nix1986/Wikimedia Commons
Kepler 62e e 62f (ESI=0.83 e 0.67). Trovati da Kepler nel 2013, questi due pianeti orbitano una stella più fredda del Sole a circa 1200 anni luce dalla Terra. Hanno un raggio pari a circa 1,6 e 1,4 volte quello terrestre e un periodo orbitale di 122 e 267 giorni. Cadono entrambi nella zona abitabile della loro stella e hanno probabilmente, in entrambi i casi, una massa pari a 30 volte quella terrestre. Le temperature stimate permettono la presenza di acqua liquida sulla loro superficie (ma dipende dalle condizioni atmosferiche). Qui una rappresentazione artistica di Kepler 62e.
Foto: © Nasa
Kepler 452b (ESI=0.83). La sua scoperta è stata annunciata, con un clamore forse eccessivo, qualche mese fa: si tratta dell'esopianeta più simile alla Terra che orbiti nella zona abitabile di una stella simile al nostro Sole. Cinque volte più massiccio della Terra, orbita intorno al suo astro ogni 385 giorni (un numero che ricorda in modo suggestivo la durata dell'anno terrestre). La sua stella è più vecchia del Sole di 1,5 miliardi di anni: lo studio di questo pianeta potrebbe dare preziose informazioni sul futuro della Terra (che qui vediamo raffigurata a confronto).
Foto: © NASA/JPL-CALTECH/T. PYLE
