Un gruppo di astronomi guidati dall'Université de Montréal (Canada) ha scoperto che due esopianeti (pianeti di altri sistemi solari) già noti, in orbita attorno ad una stella di tipo "nana rossa", sono "mondi acquatici". Si tratta cioè di pianeti nei quali l'acqua costituisce una grande frazione del volume.
Diversi da tutti. Questi mondi, situati in un sistema planetario a 218 anni luce di distanza nella costellazione della Lira, sono diversi da tutti i pianeti del nostro sistema solare e molto diversi anche da tutti gli altri scoperti fino a oggi, salvo qualche rara eccezione. Il gruppo di ricercatori, guidato da Caroline Piaulet del Trottier Institute for Research on Exoplanets (iREx) presso l'Université de Montréal, ha pubblicato lo studio del sistema planetario noto come Kepler-138 sulla rivista Nature Astronomy.
Piaulet ha osservato gli esopianeti Kepler-138c e Kepler-138d (che possiedono dimensioni pari a una volta e mezzo quella della Terra) con i telescopi spaziali Hubble e Spitzer della NASA e ha scoperto che potrebbero essere composti in gran parte da acqua. Questi astri, insieme a un "compagno planetario" più vicino alla stella, Kepler-138b, erano stati scoperti in precedenza dal Kepler Space Telescope della NASA.
Il candidato. L'acqua non è stata rilevata direttamente, ma confrontando con alcuni modelli le dimensioni dei pianeti, i ricercatori sono giunti alla conclusione che una frazione significativa del loro volume, fino alla metà o anche più, dovrebbe essere costituita da materiali più leggeri della roccia e, al tempo stesso, più pesanti dell'idrogeno e dell'elio (che costituiscono la maggior parte dei pianeti giganti gassosi come Giove). Il più probabile dei candidati è l'acqua.
«In precedenza pensavamo che i pianeti un po' più grandi della Terra fossero grandi sfere di metallo e roccia, come versioni ingrandite della Terra, ed è per questo che li abbiamo chiamati super-Terre», ha spiegato Benneke. «Tuttavia, ora abbiamo dimostrato che questi due pianeti, Kepler-138c e d, sono di natura abbastanza diversa: una grande frazione del loro volume è probabilmente composta da acqua. È la prima volta che osserviamo pianeti che possono essere identificati con sicurezza come "mondi acquatici", cioè di pianeti di un tipo che è stato teorizzato dagli astronomi da molto tempo, ma che non si era mai stato rilevato.
Involucro di vapore. Per avere un'idea di come sono fatti si immagini una versione più grande di Europa o di Encelado, le lune ricche d'acqua in orbita attorno a Giove e Saturno, ma posizionate molto più vicino alla loro stella.
A differenza della superficie ghiacciata posseduta dalle due lune, Kepler-138 c e d avrebbero un grande involucro di vapore acqueo.
Oceani in superficie? Calma... I ricercatori avvertono che i pianeti potrebbero non avere oceani, come quelli che abbiamo Terra, direttamente sulla superficie del pianeta. La situazione potrebbe essere più complessa: «La temperatura nelle atmosfere di Kepler-138c e Kepler-138d è probabilmente superiore al punto di ebollizione dell'acqua, e dunque ci aspettiamo un'atmosfera densa, fatta di vapore. Solo al di sotto quell'atmosfera di vapore potrebbe esserci acqua liquida, ma ad alta pressione o anche acqua che potrebbe trovarsi in una fase, che si verifica ad alte pressioni, chiamata fluido supercritico», ha detto Piaulet.
Recentemente, un altro team dell'Università di Montreal ha trovato un altro pianeta, chiamato TOI-1452 b, che potrebbe essere potenzialmente ricoperto da un oceano di acqua liquida, ma sarà necessario l'occhio del James Webb Space Telescope della NASA per studiarne l'atmosfera e confermare la presenza dell'oceano.
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
