Spazio

Scoperti due “waterworld”, esopianeti ricoperti d’acqua

Scienziati canadesi ritengono che due esopianeti in orbita attorno a una nana rossa siano "mondi d'acqua": costituiti, cioè, in gran parte dal liquido così prezioso per la nostra vita.

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.

Esopianeta a confronto con la Terra
Il confronto tra una sezione della Terra (a sinistra) e quella dell'esopianeta Kepler-138 d (a destra). Come la Terra, questo esopianeta ha un interno composto da metalli e rocce (porzione marrone) e uno spesso strato di acqua ad alta pressione in varie forme: acqua supercritica e potenzialmente liquida nelle profondità del pianeta e un esteso involucro di vapore acqueo (sfumature di blu) all'esteno. Questi strati d'acqua costituiscono più del 50 per cento del volume dell'esopianeta, questo fa sì che abbia una profondità media di circa 2.000 chilometri. La Terra, in confronto, ha una frazione trascurabile di acqua liquida con una profondità media dell'oceano inferiore a 4 chilometri. © Benoit Gougeon, Université de Montréal

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.

27 dicembre 2022 Luigi Bignami
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