Nel febbraio del 2017, gli astronomi dell'European Southern Observatory (ESO) hanno annunciato la scoperta di sette pianeti rocciosi attorno alla vicina stella di TRAPPIST-1. Non solo questo è stato il maggior numero di pianeti simili alla Terra scoperti finora in un singolo sistema stellare, ma la notizia è stata anche rafforzata dal fatto che tre di questi pianeti sono stati trovati in orbita all'interno della zona abitabile della stella.
Da quel momento, sono stati condotti più studi per accertare la probabilità che questi pianeti siano effettivamente abitabili. Grazie a un team internazionale di scienziati che hanno utilizzato il Telescopio spaziale Hubble per studiare i pianeti del sistema, ora abbiamo i primi indizi sull'esistenza o meno dell'acqua (un ingrediente chiave per la vita come la conosciamo) su uno qualsiasi dei mondi rocciosi di TRAPPIST-1.
Lo studio del team, intitolato "Evoluzione temporale dell'irradiazione ad alta energia e contenuto idrico degli esopianeti TRAPPIST-1", è recentemente apparso sul Hubble luogo. Guidato dall'astronomo svizzero Vincent Bourrier dell'Osservatorio dell'università di Ginevra, il team ha fatto affidamento sullo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) di Hubble per studiare la quantità di radiazioni ultraviolette ricevuta da ciascuno dei pianeti TRAPPIST-1.
Come ha spiegato Bourrier in un comunicato stampa di Hubble, questo li ha aiutati a determinare il contenuto di acqua dei sette pianeti del sistema:
“Le radiazioni ultraviolette sono un fattore importante nell'evoluzione atmosferica dei pianeti. Come nella nostra atmosfera, dove la luce ultravioletta rompe le molecole, la luce ultravioletta può spezzare il vapore acqueo nelle atmosfere degli esopianeti in idrogeno e ossigeno. "
In che modo la radiazione ultravioletta interagisce con l'atmosfera di un pianeta è importante quando si tratta di valutare la potenziale abitabilità di un pianeta. Considerando che le radiazioni UV a bassa energia provocano la fotodissociazione, un processo in cui le molecole d'acqua si scompongono in ossigeno e idrogeno, i raggi ultravioletti estremi (radiazione XUV) e i raggi X causano il riscaldamento dell'atmosfera superiore di un pianeta, che provoca l'idrogeno e l'ossigeno fuga.
Poiché l'idrogeno è più leggero dell'ossigeno, è più facilmente perso nello spazio in cui è possibile osservare i suoi spettri. Questo è esattamente ciò che Bourrier e il suo team hanno fatto. Monitorando gli spettri dei pianeti TRAPPIST-1 per segni di perdita di idrogeno, il team è stato effettivamente in grado di misurare il loro contenuto di acqua. Ciò che hanno scoperto è che la radiazione UV emessa da TRAPPIST-1 suggerisce che i suoi pianeti avrebbero potuto perdere molta acqua nel corso della loro storia.
Le perdite furono più gravi per i pianeti più interni - TRAPPIST-1b e 1c - che ricevono la maggior quantità di radiazioni UV dalla loro stella. In effetti, il team stima che questi pianeti avrebbero potuto perdere più di 20 oceani di terra nel corso della storia del sistema, che si stima abbia tra 5,4 e 9,8 miliardi di anni. In altre parole, questi pianeti interni sarebbero asciutti e sicuramente sterili.
Tuttavia, questi stessi risultati suggeriscono anche che i pianeti esterni del sistema hanno perso significativamente meno acqua nel tempo, il che potrebbe significare che possiedono ancora quantità abbondanti sulle loro superfici. Ciò include i tre pianeti che si trovano all'interno della zona abitabile della stella - TRAPPIST-1e, f e g - il che indica che questi pianeti potrebbero essere abitabili dopo tutto.
Questi risultati sono rafforzati dalla perdita di acqua calcolata e dai tassi di rilascio di acqua geofisica, che favoriscono anche l'idea che i pianeti più massicci e più esterni abbiano conservato la maggior parte della loro acqua nel tempo. Questi risultati sono molto significativi, in quanto dimostrano ulteriormente che la fuga e l'evoluzione atmosferica sono strettamente legate ai pianeti del sistema TRAPPIST-1.
I risultati sono anche incoraggianti, poiché studi precedenti che consideravano la perdita atmosferica in questo sistema hanno dipinto un quadro piuttosto cupo. Questi includono quelli che hanno indicato che TRAPPIST-1 subisce troppi bagliori, che persino le nane rosse calme sottopongono i loro pianeti a radiazioni intense nel tempo e che la distanza tra TRAPPIST-1 e i suoi rispettivi pianeti significherebbe che il vento solare sarebbe depositato direttamente su le loro atmosfere.
In altre parole, questi studi mettono in dubbio se le stelle che orbitano attorno alle stelle di tipo M (nano rosso) sarebbero in grado di conservare le loro atmosfere nel tempo, anche se avessero un'atmosfera e una magnetosfera simili alla Terra. Come Marte, questa ricerca ha indicato che lo stripping atmosferico causato dal vento solare renderebbe inevitabilmente le loro superfici fredde, essiccate e prive di vita.
In breve, questa è una delle poche buone notizie che abbiamo ricevuto da quando è stata annunciata per la prima volta l'esistenza di sette pianeti nel sistema TRAPPIST-1 (e tre potenzialmente abitabili). È anche un'indicazione positiva per quanto riguarda l'abitabilità dei sistemi di stelle nane rosse. Negli ultimi anni, molti di questi impressionanti reperti di esopianeti si sono verificati attorno a stelle nane rosse - ovvero Proxima b, LHS 1140b, Gliese 581g, Gliese 625b e Gliese 682c.
Dato il numero di pianeti rocciosi che sono stati rilevati in orbita attorno a questo tipo di stella - e il fatto che sono i più comuni nell'Universo (che rappresentano il 70% delle stelle nella sola Via Lattea) - sapendo che potrebbero supportare pianeti abitabili è certamente il benvenuto! Ma ovviamente Bourrier e i suoi colleghi sottolineano che lo studio non è conclusivo e sono necessarie ulteriori ricerche per determinare se uno qualsiasi dei pianeti di TRAPPIST-1 è effettivamente acquoso.
Come indicato da Bourieer, questo probabilmente coinvolgerà i telescopi di prossima generazione:
"Mentre i nostri risultati suggeriscono che i pianeti esterni sono i migliori candidati per la ricerca di acqua con l'imminente James Webb Space Telescope, evidenziano anche la necessità di studi teorici e osservazioni complementari a tutte le lunghezze d'onda per determinare la natura dei pianeti TRAPPIST-1 e la loro potenziale abitabilità. "
Pianeti rocciosi attorno al tipo più comune di stella, il potenziale di trattenere l'acqua e 1oo miliardo di potenziali pianeti nella sola Via Lattea. Una cosa è certa: il James Webb Space Telescope avrà le mani piene una volta dispiegato nell'ottobre 2018!
E assicurati di dare un'occhiata anche a questa animazione del sistema TRAPPIST-1, per gentile concessione di L. Calçada e dell'ESO:
