Il James Webb Space Telescope non ha trovato un'atmosfera attorno a TRAPPIST-1b

Il James Webb Space Telescope ha appena ottenuto la visione più precisa di uno dei sistemi di esopianeti più interessanti e studiati in assoluto: TRAPPIST-1, una famiglia di 7 mondi rocciosi nell'orbita di una nana rossa ultrafredda a circa 40 anni luce dalla Terra. Studiando all'infrarosso TRAPPIST-1b, il più interno dei pianeti del gruppo, il telescopio spaziale ha confermato l'assenza di un'atmosfera a protezione del corpo celeste. I risultati sono stati pubblicati su Nature.

Ipotesi pregresse. Precedenti osservazioni compiute con i telescopi Hubble e Spitzer, che sfruttano diverse tecniche di analisi, avevano ipotizzato che TRAPPIST-1b fosse privo di un'atmosfera gonfia e vaporosa a base di idrogeno. Non si poteva tuttavia escludere che l'esopianeta avesse un involucro gassoso più denso, come quello che circondava la Terra miliardi di anni fa.

Questione di luce. Tra novembre e dicembre 2022, Thomas Greene e i colleghi dell'Ames Research Center della Nasa in California hanno usato il JWST per osservare TRAPPIST-1b transitare dietro alla sua stella.

Il telescopio spaziale ha sfruttato la sua visione nel medio infrarosso – che riesce a cogliere lunghezze d'onda 20 volte più rosse di quelle che vede l'occhio umano – per osservare come cambiava la radiazione restituita dal pianeta – da solo o insieme al suo astro. Così, per differenza, è stata calcolata la luminosità del pianeta.

Nessuna atmosfera. Se TRAPPIST-1b avesse avuto una spessa atmosfera, avrebbe fatto ricircolare l'energia assorbita dalla stella e sarebbe apparso meno brillante rispetto a come è risultato effettivamente. Invece il pianeta è apparso molto più brillante del previsto, perché la luce del suo sole stava colpendo una parte di esso senza essere assorbita da un involucro di gas.

Come spiega il New Scientist, su quella faccia del pianeta, di giorno, ci sono circa 230 °C, un centinaio in più di quelli che ci si sarebbe aspettati se un'atmosfera avesse distribuito calore uniformemente attorno al corpo celeste.

Perché la notizia è importante. La spiegazione più ovvia è che TRAPPIST-1b sia stato derubato della sua atmosfera nelle prime fasi della sua formazione, quando la sua stella era più brillante e incline a eruttare in violenti brillamenti.

La notizia dell'assenza di atmosfera attorno al pianeta non è di fatto sorprendente, visto che TRAPPIST-1b è bombardato da una quantità di radiazioni quattro volte superiori a quelle che la Terra riceve dal Sole. Tuttavia, capire in che modo queste condizioni influenzino le caratteristiche degli esopianeti è fondamentale, perché le stelle nane rosse ultrafredde come quella di questo sistema, che hanno circa un decimo la massa del Sole e un millesimo della sua brillantezza, sono le più diffuse della nostra galassia e permettono agli esopianeti di orbitare loro molto vicini pur rimanendo nella fascia di abitabilità.

Il sistema di TRAPPIST-1 con i suoi sette pianeti potrebbe servire da laboratorio per studiare tutte le possibili condizioni raggiunte da esopianeti in orbita attorno a una nana rossa: vari gruppi di ricerca stanno usando il James Webb Space Telescope per osservare anche gli altri corpi celesti. Sarà interessante confrontare i risultati con quello appena pubblicato.