Scoperto un pianeta potenzialmente abitabile a 30 anni luce

 

Gli astronomi trovano un raro pianeta roccioso di massa terrestre adatto a sondare i segni di vita.

Un team di astronomi guidato dalla scienziata MPIA Diana Kossakowski ha scoperto un esopianeta di massa terrestre (stimata 1,26 volte wuella del nostro pianeta) in orbita nella zona abitabile della nana rossa Wolf 1069, a 31 anni luce da noi nella costellazione del Cigno.

L’assenza di qualsiasi apparente attività stellare o intensa radiazione UV aumenta le probabilità che Wolf 1069 b possa aver conservato gran parte della sua atmosfera. Pertanto, il pianeta è uno dei pochi obiettivi promettenti per la ricerca di marcatori di abitabilità e biofirme.

Uno degli obiettivi più eccitanti della ricerca sugli esopianeti è quello di trovare un mondo abitabile simile alla Terra. Tuttavia, degli oltre 5000 esopianeti che gli astronomi hanno scoperto finora, solo circa l’1,5% ha masse inferiori a due masse terrestri.

Solo una dozzina di essi popolano la cosiddetta zona abitabile circumstellare, dove l’acqua può mantenere una forma liquida sulla superficie del pianeta. Le osservazioni in grado di trovare pianeti di massa così bassa sono ancora molto impegnative.

Un modo per migliorare le possibilità è quello di sondare le stelle di piccola massa per le firme dei pianeti orbitanti. Questo è esattamente ciò che Diana Kossakowski e i suoi colleghi hanno fatto nel quadro del programma CARMENES, come riportano in un articolo pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics.

Questo progetto, con importanti contributi del Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) di Heidelberg, in Germania, utilizza l’Osservatorio di Calar Alto in Spagna.

“Quando abbiamo analizzato i dati della stella Wolf 1069, abbiamo scoperto un chiaro segnale di bassa ampiezza di quello che sembra essere un pianeta di massa approssimativamente terrestre. Orbita attorno alla stella entro 15,6 giorni ad una distanza equivalente a un quindicesimo della separazione tra la Terra e il Sole”, dice Diana Kossakowski di MPIA. È l’autrice principale dell’articolo sottostante.

Nonostante la distanza ravvicinata, Wolf 1069 b riceve solo circa il 65% del potere radiante incidente di ciò che la Terra ottiene dal Sole. Rispetto alle proprietà solari, Wolf 1069 emette molta meno radiazione e la sua superficie è più fredda, facendo apparire la stella arancione. Queste proprietà si traducono in una ridotta potenza di riscaldamento.

“Di conseguenza, la cosiddetta zona abitabile viene spostata verso l’interno“, afferma Kossakowski. Pertanto, i pianeti attorno a stelle nane rosse come Wolf 1069 possono essere abitabili anche se sono molto più vicini di quanto lo sia la Terra al Sole. Il co-autore Jonas Kemmer dell’Università di Heidelberg aggiunge: “Lo strumento CARMENES è stato costruito proprio allo scopo di rendere più facile scoprire il maggior numero possibile di mondi potenzialmente abitabili”.

Gli astronomi hanno calcolato che il semplice pianeta roccioso nudo avrebbe una temperatura media all’incirca di -20 gradi. Ma, se avesse un’atmosfera simile alla Terra con un effetto serra naturale, la temperatura media potrebbe salire fino a + 13 ° C, mantenendo l’acqua liquida su una vasta regione sul lato del pianeta di fronte alla stella.

Sulla base di simulazioni al computer che utilizzano modelli climatici complessi, il team suppone che il pianeta potrebbe mantenere temperature moderate e acqua liquida superficiale per una vasta gamma di condizioni atmosferiche e tipi di superficie.

Inoltre, una tale atmosfera proteggerebbe dalle radiazioni elettromagnetiche ad alta energia e dalle particelle che provengono dallo spazio interstellare o dalla stella centrale.

Le stelle nane rosse, in particolare, sono note per la loro attività che porta a massicci venti stellari e intense radiazioni UV e possono spogliare l’atmosfera di un pianeta, che rende le loro superfici sterili, come è successo su Marte.

A differenza, ad esempio, di Proxima Centauri con i suoi due pianeti confermati, Wolf 1069 appare tranquilla. Le osservazioni non indicano alcun tipo di attività stellare dannosa. Tuttavia, è probabilmente troppo presto per essere eccessivamente ottimisti.

Durante la sua giovinezza, una nana rossa tende ad attraversare una fase di alta attività con conseguenze disastrose per qualsiasi pianeta nelle sue vicinanze.

Tuttavia, se Wolf 1069 b avesse sviluppato e mantenuto un’atmosfera all’inizio, avrebbe dovuto conservarla fino ad oggi. È anche possibile che il pianeta possa avere un campo magnetico simile alla Terra, ma più debole, che lo protegge dalle particelle cariche del vento stellare.

Sebbene questa idea sia un po ‘speculativa, la linea di ragionamento è solida. “Le nostre simulazioni al computer mostrano che circa il 5% di tutti i sistemi planetari in evoluzione attorno a stelle di piccola massa, come Wolf 1069, finiscono con un singolo pianeta rilevabile”, spiega lo scienziato MPIA Remo Burn, membro del team dello studio. “Le simulazioni rivelano anche una fase di incontri violenti con embrioni planetari durante la costruzione del sistema planetario, portando a impatti catastrofici occasionali”, aggiunge. Questi eventi scioglierebbero qualsiasi mondo giovane e in evoluzione. Il nucleo planetario dovrebbe essere ancora caldo e liquido oggi, fornendo una dinamo che produce un campo magnetico globale – simile alla Terra.

Wolf 1069 b sembra essere uno di quei rari pianeti solitari. Sulla base delle loro misurazioni, gli astronomi escludono altri pianeti con almeno una massa terrestre e periodi orbitali inferiori a dieci giorni.  Tuttavia, non possono escludere pianeti su orbite più ampie.

Wolf 1069 b è un candidato promettente per limitare ulteriormente le sue condizioni di abitabilità, ma c’è una proprietà peculiare che condivide con praticamente tutti i pianeti nelle zone abitabili delle stelle nane rosse.

La sua rotazione è probabilmente in sincronia alla sua orbita attorno alla stella ospite. In altre parole, una rotazione attorno al suo asse richiede tanto tempo quanto una rivoluzione completa. Poiché lo stesso lato è sempre rivolto verso la stella, sperimenta il giorno eterno mentre c’è sempre notte nell’emisfero opposto.

Lo stesso fenomeno ci permette di vedere sempre lo stesso lato della Luna. Le forze di marea deformano leggermente il pianeta allontanandolo dalla sua forma simmetrica verso un ellissoide.

Ciò fa sì che la gravità della stella agisca in modo diverso sulla superficie del pianeta, con conseguente effetto frenante. Nel corso del tempo, il periodo di rotazione si avvicina gradualmente al periodo orbitale.

L’efficacia del blocco mareale dipende dalla distanza dalla stella e dalla sua massa. Per le nane rosse, tale intervallo coincide ampiamente con la posizione della zona abitabile. Di conseguenza, le condizioni potenzialmente abitabili si verificano solo in un’area ristretta sul lato diurno del pianeta.

Il programma CARMENES utilizza il metodo della velocità radiale (RV) per cercare esopianeti attorno a stelle di piccola massa. Durante una rivoluzione, la stella si avvicina a noi da un lato e si allontana dall’altro. Gli astronomi deducono il piccolo cambiamento di velocità risultante misurando lo spostamento periodico delle linee spettrali stellari. Da questo, calcolano la massa del pianeta.

Con una distanza di 31 anni luce, Wolf 1069 b è il sesto pianeta di massa terrestre più vicino nella zona abitabile della sua stella ospite. A causa delle sue favorevoli prospettive di abitabilità, fa parte di un piccolo gruppo illustre di obiettivi, come Proxima Centauri b e TRAPPIST-1 e, per la ricerca di biofirme. Ma tali osservazioni sono attualmente al di là delle capacità della ricerca astronomica.

“Probabilmente dovremo aspettare altri dieci anni per questo”, sottolinea Kossakowski. “Anche se è fondamentale sviluppare le nostre strutture considerando che la maggior parte dei mondi potenzialmente abitabili più vicini vengono rilevati solo tramite il metodo RV”. L’Extremely Large Telescope (ELT), che è in costruzione in Cile, potrebbe essere in grado di caratterizzare le condizioni di quei pianeti. Fino ad allora, Kossakowski e il suo team non vedono l’ora di trovare candidati più interessanti come Wolf 1069 b.

Immagine: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter