Astronomia, scoperto il pianeta “fratello” della Terra più ospitale per la vita

Un esopianeta in orbita intorno a una nana rossa a circa 40 anni luce dalla Terra potrebbe essere il nuovo detentore del titolo “miglior luogo in cui cercare segni di vita al di là del Sistema Solare”. Con lo strumento HARPS dell’ESO a La Silla e altri telescopi in tutto il mondo, un’equipe internazionale di astronomi ha scoperto una “super-Terra” in orbita nella zona abitabile che circonda la debole stella LHS 1140. Questo mondo è poco più grande e molto più massiccio della Terra e probabilmente ha mantenuto la maggior parte della sua atmosfera. Questo, insieme al fatto che il pianeta passa di fronte alla propria stella durante l’orbita, lo rende uno degli obiettivi più interessanti per gli studi delle atmosfere planetarie. I risultati del lavoro verranno pubblicati sul numero del 20 aprile 2017 della rivista Nature.

La super-Terra LHS 1140b appena scoperta orbita nella zona abitabile che circonda una debole nana rossa, LHS 1140, nella costellazione della Balena [1]. Le nane rosse sono molto più piccole e più fredde del Sole e, anche se LHS1140 è dieci volte più vicino alla propria stella di quanto non sia la Terra al Sole, riceve solo metà della luce rispetto alla Terra e si trova al centro della zona abitabile. Dalla Terra, vediamo l’orbita quasi perfettamente di taglio e vediamo, una volta ogni orbita cioè ogni 25 giorni, che l’esopianeta, quando passa di fronte alla propria stella, ne blocca in piccola parte la luce.

“È il pianeta extrasolare più esaltante che io abbia mai visto nell’ultimo decennio!” afferma l’autore principale della ricerca Jason Dittmann dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (Cambridge, USA). “È difficile sperare in un migior candidato per una delle indagini più appassionanti nella scienza – la ricerca di prove dell’esistenza di vita oltre la Terra.”

“Le condizioni attuali della nana rossa sono particolarmente favorevoli – LHS 1140 ruota più lentamente e emette meno radiazione ad alta energia di altre stelle simili di piccola massa.” spiega un altro membro dell’equipe, Nicola Astudillo-Defru dell’Osservatorio di Ginevra, Svizzera [2].

Perchè la vita come la conosciamo possa sostenersi, un pianeta deve avere acqua superficiale allo stato liquido e possedere un’atmosfera stabile. Le stelle di tipo nana rossa, quando sono giovani, emettono radiazioni che possono danneggiare l’atmosfera dei pianeti che le orbitano. In questo caso, la grande dimensione del pianeta implica che un oceano di magma avrebbe potuto esistere sulla superficie per milioni di anni. Questo ribollente oceano di lava avrebbe emesso vapore acqueo nell’atmosfera per un tempo molto lungo dopo che la stella si fosse calmata fino a raggiungere la sua emissione energetica attuale, costante, continuando così a rifornire il pianeta di acqua.

La scoperta è stata fatta inizialmente dalla struttura MEarth, che ha scovato il primo indizio rivelatore: diminuzioni caratteristiche nella luce della stella quando l’esopianeta le passava di fronte, cioè durante il transito. Lo strumento HARPS dell’ESO (HARPS è acronimo di High Accuracy Radial velocity Planet Searcher: il cercatore di pianeti per mezzo della determinazione della velocità radiale con elevata precisione) ha quindi svolto alcune cruciali osservazioni supplementari che hanno confermato la presenza della super-Terra. HARPS ha anche contribuito a determinare il periodo orbitale e ha permesso di ricavare la massa e la densità del pianeta [3].

Gli astronomi stimano che l’età del pianeta sia di circa cinque miliardi di anni e hanno derivato un diametro pari a 1,4 volte quello della Terra – quasi 18 000 chilometri. Con una massa circa 7 volte maggiore di quella terreste, e dunque una densità molto maggiore, l’esopianeta è dunque probabilmente roccioso con un nucleo denso di ferro.

Questa super-Terra potrebbe essere il miglior candidato finora per osservazioni future che ne studino e caratterizzino l’atmosfera, se presente. Due dei membri europei dell’equipe, Xavier Delfosse e Xavier Bonfils entrambi al CNRS e IPAG di Grenoble, Francia, concludono: “Il sistema LHS 1140 potrebbe rivelarsi un bersaglio ancora più importante di Proxima b o TRAPPIST-1 per la futura caratterizzazione dei pianeti nelle regioni abitabili. Questo è stato un anno eccezionale per le scoperte sugli esopianeti!” [4,5].

In particolare, osservazioni pianificate per il prossimo futuro con il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA potranno valutare esattamente quanta radiazione ad alta energia cade su LHS 1140b, così che si possa definire meglio la sua possibilità di sostenere la vita.

Ancora più in là nel futuro – quando i nuovi telescopi come l’E-ELT (Extremely Large Telescope dell’ESO) saranno in funzione – è probabile che saremo in grado di osservare in dettaglio le atmosfere degli esopianeti e LHS 1140b è un candidato eccezionale per questo tipo di studi.

Note

[1] La zona abitabile è definita dall’intervallo di orbite attorno a una stella per cui un pianeta abbia la temperatura necessaria perchè l’acqua sulla sua superficie rimanga liquida.

[2] Anche se il pianeta si trova ora nella zona in cui la vita come la conosciamo potrebbe esistere, probabilmente vi abita da non prima di circa quaranta milioni di anni dopo la formazione della nana rossa. Durante questa fase, l’esopianeta sarebbe stato sottoposto alla passata attività volubile della sua stella madre. Una giovane nana rossa può facilmente strappare via l’acqua dall’atmosfera di un pianeta che si forma nelle sue vicinanze, portando a un effetto serra incontrollato, simile a quello su Venere.

[3]  Questo sforzo ha permesso di rilevare altri eventi di transito con MEarth in modo che gli astronomi potessero confermare con certezza la detezione dell’esopianeta.

[4] Il pianeta attorno a Proxima b (eso1629) è molto più vicino alla Terra, ma probabilmente non transita di fronte alla propria stella, rendendo molto difficile determinare se un’atmosfera sia presente.

[5] A differenza del sistema TRAPPIST-1 (eso1706), non sono stati trovati altri esopianeti intorno a LHS 1140. Si pensa che i sistemi multipli siano comuni intorno alle nane rosse, per cui è possibile che gli altri pianeti non siano stati rilevati finora perché sono troppo piccoli