Lo sforzo congiunto di Hubble e Spitzer ha permesso di studiare per la prima volta nel dettaglio l'atmosfera di 10 esopianeti gioviani caldi, giganti gassosi molto vicini alla propria stella e pertanto difficili da osservare con attenzione.
C'è, ma non si vede. Lo studio pubblicato su Nature ha dato risposta a una domanda che da tempo tormentava gli astronomi: e cioè per quale motivo su molti di questi mondi extrasolari non si trovasse traccia d'acqua, indispensabile per la loro formazione. Per i ricercatori dell'Università di Exeter (Gran Bretagna) che hanno coordinato il lavoro, la presenza d'acqua sugli alter ego, apparentemente asciutti, di Giove è semplicemente celata da nuvole e foschia atmosferica.
Gioco di squadra. I gioviani caldi sono pianeti gassosi che orbitano in prossimità del proprio astro: è proprio il bagliore delle stelle madri a confondere le osservazioni. Finora, Hubble ne aveva studiati nel dettaglio soltanto tre, trovando molta meno acqua di quanto stimato. Ed è qui che entra in gioco Kepler. «Per la prima volta abbiamo avuto una copertura di lunghezze d'onda sufficiente a comparare le diverse caratteristiche tra un pianeta e l'altro» dice David Sing, primo autore.
Una coperta di nebbia. Quando un esopianeta transita davanti alla sua stella, la sua atmosfera lascia sulla luce dell'astro un'"impronta" unica, che rivela le caratteristiche chimiche e le componenti della sua atmosfera. Studiandola, gli scienziati hanno dedotto le molecole essenziali (incluse quelle d'acqua) delle varie atmosfere, distinguendo tra mondi nuvolosi o privi di nuvole. Si è visto così che le atmosfere dei gioviani caldi apparentemente privi d'acqua presentavano nuvole e foschia, che possono nascondere l'acqua alla vista.
«L'alternativa sarebbe stata che questi pianeti si fossero formati in un ambiente privo d'acqua» continua Sing. «Uno scenario "asciutto" che ci avrebbe costretto a ripensare completamente le attuali teorie sulla nascita dei pianeti».
Purtroppo è ancora fantascienza, ma questi poster dal tocco un po' retro sono bellissimi, a metà tra le locandine di un film e la pubblicità di un'agenzia viaggi. Sono stati pubblicati dalla Nasa su Planet Quest.
Kepler-186f dove l'erba del vicino è sempre più rossa Si tratta del primo pianeta di dimensioni simili alla Terra scoperto in una zona potenzialmente abitabile fuori dal sistema solare. Qui vi sono forse le condizioni per l'esistenza di acqua e di vegetazione, anche se la sua stella è più fredda e la sua luce più rossa di quella del nostro Sole. Nel caso vi fosse vegetazione, la sua fotosintesi, e quindi anche il suo colore, potrebbero essere influenzati dalla diversa lunghezza d'onda dei fotoni della stella.
Foto: © Planet Quest/Nasa
Prova la gravità di HD 40307g, la super-Terra. Con un volume due volte quello terrestre, HD 40307g è a metà tra una super-Terra e un mini-Nettuno. Gli scienziati ipotizzano che la sua superficie sia rocciosa, ma potrebbe essere ricoperta da uno spesso strato di ghiaccio e gas. Una cosa è certa: con una massa otto volte superiore a quella terrestre, la sua gravità è molto più potente.
Foto: © Planet Quest/Nasa
Rilassati su Kepler-16b, dove la tua ombra è sempre in compagnia Avete presente i due soli di Tatooine in Star Wars? Anche Kepler-16b orbita intorno a due stelle. Si stima che possa essere grande quanto Saturno, ma a dire la verità laggiù c'è poco da rilassarsi. Pare che la sua superficie abbia una temperatura simile a quella del ghiaccio secco (quasi -80°C). Per questo in realtà non si tratta di un esopianeta abitabile.
Foto: © Planet Quest/Nasa
PSO J318.5-22, dove la vita notturna non finisce mai. Semplicemente, perché non c'è alcuna stella a rischiare il giorno: il corpo celeste in questione, scoperto, nel 2013, fa parte della classe dei misteriosi "esopianeti erranti", corpi dall'orbita solitaria, che sembrano fluttuare liberi nello spazio. Con sei volte la massa di Giove, e formatosi appena 12 milioni di anni fa, si trova a "soli" 80 anni luce dalla Terra. Nel caso sentiste il bisogno di notti più "giovani" e lunghe di quelle terrestri
Foto: © Planet Quest/Nasa
Questo poster e i seguenti sono invece il risultato del lavoro di Steve Thomas, illustratore che ha realizzato questi lavori per l'Intergalactic Travel Bureau (un progetto di divulgazione scientifica che vuole insegnare concetti legati allo spazio attraverso finti depliant di viaggio). Per l'occasione, ci spostiamo all'interno del Sistema Solare.
Vola attraverso la Cintura degli asteroidi. La fascia principale degli asteroidi, situata tra le orbite di Marte e di Giove, ne contiene 1,1 milioni di almeno 9,5 km di diametro. Scherzi a parte, gli asteroidi sono tra i target reali delle prossimi missioni della Nasa. Tra i progetti dell'agenzia spaziale c'è quello di catturare un asteroide e trascinarlo in orbita lunare, per poi raggiungerlo con missioni umane.
Foto: © Steve Thomas
Veleggia sotto i ghiacci di Nettuno. Per chi fosse stufo di mondi rocciosi esiste sempre l'opzione crociera: naturalmente a bordo di Tritone, una nave che porta lo stesso nome della principale luna di Nettuno. Sul pianeta non esiste una superficie vera e propria: l'atmosfera di idrogeno, elio e ghiacci di acqua, ammoniaca e metano si fonde con l'acqua, e attraverso le nuvole è possibile scorgere i 13 satelliti e gli anelli del pianeta. Non adatto a chi soffre il mal di mare: i venti, sull'ottavo pianeta del Sistema Solare, possono essere anche nove volte più impetuosi di quelli terrestri.
Foto: © Steve Thomas
Vai ad arrampicare su Titano. Perché no? Le montagne di ghiaccio della più grande luna di Saturno si stagliano per 1500 m di altezza per 150 km di estensione: una catena montuosa con "vista" sui laghi di idrocarburi attraversati da onde imponenti e cambi di marea. Unico "neo": per raggiungere questo mondo che anche la Nasa vorrebbe esplorare, occorrerebbero almeno 6 anni e diversi miliardi di dollari.
Foto: © Steve Thomas
Un piccolo pianeta, per un grande divertimento: tutti a sciare su Plutone! Ghiacciai di azoto, metano e monossido di carbonio e catene montuose di acqua ghiacciata che raggiungono i 3.500 metri di quota: New Horizons ci ha regalato nuove, invitanti cartoline dal pianeta nano che, per di più offre condizioni gravitarie pari a un quindicesimo di quelle terrestri: una manna per gli appassionati di evoluzioni sulla neve. Dopo la sciata si potrebbe godere di un triplo chiaro di luna: quello di Caronte, Notte e Idra.
Foto: © Steve Thomas
Esplora i canyon di Marte. Guarda Marte con gli occhi di un rover. Addentrati nei suoi canyon, scattati selfie marziani e - una possibilità aggiunta solo di recente - guarda le tracce d'acqua e le valanghe di ghiaccio prima che si dissolvano completamente.
Foto: © Steve Thomas
Avventure lunari: guarda la Terra con altri occhi Per chi ha poco tempo per una vacanza e vuole mantenersi "nei paraggi" è questa l'opzione più indicata: una puntatina sulla Luna per vedere la Terra come non l'abbiamo mai vista. La gravità lunare, pari a circa un sesto quella terrestre, permetterebbe tranquille escursioni, con lenti rimbalzi, tra un cratere lunare e l'altro.
Foto: © Steve Thomas
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
