Un'illustrazione dell'artista di una vista da uno dei sette pianeti in orbita attorno al nano rosso TRAPPIST-1, con molti altri mondi visibili più vicini alla piccola stella fioca.
(Immagine: © N. Bartmann / spaceengine.org / ESO)
I sette pianeti rocciosi che circondano la stella vicina TRAPPIST-1 hanno molta acqua, suggerisce un nuovo studio - forse troppo per renderli buone scommesse per la vita.
Tutti i mondi di TRAPPIST-1 probabilmente ospitano centinaia di acque degli oceani terrestri sulla loro superficie, e i più bagnati potrebbero avere oltre 1.000 volte più del materiale rispetto al nostro pianeta, secondo lo studio.
Sorprendentemente, questa probabilmente non è una grande notizia per il potenziale di hosting della vita del sistema TRAPPIST-1, hanno detto i membri del team di studio. [Incontra i 7 esopianeti di dimensioni terrestri di TRAPPIST-1]
"Troppa acqua può essere una brutta cosa", ha detto a Space.com l'autore principale Cayman Unterborn, un borsista post-dottorato presso la School of Earth and Space Exploration presso Arizona State University. "I TRAPPIST-1 sono interessanti, ma forse non per la vita."
TRAPPIST-1 è una stella nana rossa fioca che si trova a circa 39 anni luce dalla Terra. Gli astronomi hanno scoperto tre pianeti che circondano la stella nel 2016 e altri quattro sono stati annunciati un anno dopo. Ognuno dei sette mondi - che sono noti come TRAPPIST-1b, c, d, e, f, geh - ha circa le stesse dimensioni della Terra. E si pensa che tre dei mondi alieni (e, f e g) si trovino nella "zona abitabile" di TRAPPIST-1 - quella giusta gamma di distanze dove probabilmente potrebbe esistere acqua liquida sulla superficie di un pianeta.
TRAPPIST-1 è circa 2.000 volte più fioco del sole, quindi la zona abitabile della nana rossa è molto vicina. In effetti, tutti e sette i pianeti di TRAPPIST-1 sono più vicini alla loro stella di quanto Mercurio faccia al sole.
Tutti i pianeti TRAPPIST-1 sono stati scoperti tramite il "metodo di transito"; diversi strumenti hanno notato i piccoli cali di luminosità che si sono verificati quando i mondi hanno attraversato il volto della loro stella ospite. L'entità di queste immersioni ha rivelato le dimensioni dei mondi. E gli astronomi sono stati in grado di stimare le masse dei pianeti, anche se non in modo altrettanto preciso, studiando come i loro transiti sono variati nel tempo. (Queste variazioni si verificano quando i pianeti vicini si tirano l'un l'altro gravitazionalmente.)
Con queste informazioni di massa e volume a portata di mano, Unterborn e il suo team hanno utilizzato modelli di computer per farsi un'idea migliore della composizione di sei mondi di TRAPPIST-1. (Non avevano a che fare con TRAPPIST-1h, il pianeta più esterno, perché non si sa abbastanza a riguardo.)
Questo lavoro di modellazione ha suggerito che esiste un gradiente di umidità nel sistema TRAPPIST-1. I pianeti più interni, bec, sono probabilmente circa il 10 percento di acqua in massa, mentre il materiale umido costituisce almeno il 50 percento delle f e g più distanti. I pianeti medi d ed e cadono da qualche parte nel mezzo.
Tutti questi mondi sono bagnati fradici, anche nella parte bassa del gradiente. Per confronto, la Terra è solo lo 0,2 per cento di acqua in massa. In effetti, i pianeti TRAPPIST-1 sono probabilmente "mondi acquatici", senza terra per spezzare la monotonia del vento e delle onde, ha detto Unterborn.
In tal caso, le probabilità di trovare la vita nel sistema potrebbero non essere grandi.
"Senza terra esposta, i cicli geochimici chiave, tra cui il prelievo di carbonio e fosforo nei bacini oceanici dagli agenti atmosferici continentali, verranno disattivati, limitando così la dimensione della biosfera", hanno scritto i ricercatori nel nuovo studio, che è stato pubblicato online oggi (marzo 19) nella rivista Nature Astronomy. "In quanto tale, sebbene questi pianeti possano essere abitabili nella definizione classica della presenza di acque superficiali, qualsiasi biosignatura osservata da questo sistema potrebbe non essere completamente distinguibile da fonti abiotiche, puramente geochimiche".
E tutta quell'acqua potrebbe bloccare alcuni processi geologici chiave che potrebbero aiutare la vita a prendere piede, ha detto Unterborn. Ad esempio, le rocce nel mantello terrestre spesso diventano liquide dopo essersi spostate verso l'alto in una zona di pressione più bassa, dove il loro punto di fusione è più basso. Ma tale "fusione da decompressione" può verificarsi raramente, se non del tutto, sui mondi TRAPPIST-1, perché l'enorme peso degli oceani globali sovrastanti aumenta così tanto le pressioni del mantello.
Senza roccia fusa vicino alla superficie, non possono esserci vulcani (almeno non del tipo a cui siamo abituati qui sulla Terra). E senza vulcani, i gas che intrappolano il calore, come l'anidride carbonica, potrebbero avere difficoltà a raggiungere l'atmosfera, il che significa che i pianeti TRAPPIST-1 potrebbero essere stati sottoposti a un effetto "palla di neve in fuga", ha detto Unterborn. [Galleria: i più strani pianeti alieni]
I pianeti in orbita attorno a nani rossi affrontano altre sfide di abitabilità, molti ricercatori hanno sottolineato. Ad esempio, se questi mondi orbitano abbastanza strettamente da trovarsi nella zona abitabile, sono quasi certamente "bloccati in modo ordinato", nel senso che mostrano sempre la stessa faccia per la loro stella madre. Quindi, un lato di tali pianeti può essere bollente mentre l'altro è gelido. Questo problema potrebbe essere mitigato dalla presenza di un'atmosfera densa, che farebbe circolare il calore. Ma i nani rossi sparano molti potenti bagliori, che possono rapidamente eliminare le atmosfere dei mondi abitabili.
Tali questioni sono pesantemente dibattute e studiate, il che non sorprende vista la prevalenza di nani rossi: circa il 75 percento delle stelle della Via Lattea sono nani rossi, quindi probabilmente ospitano la maggior parte dei beni immobili della galassia, abitabili o meno.
Il nuovo studio fa anche luce sulla formazione e l'evoluzione del sistema TRAPPIST-1. Ad esempio, tutti e sette i pianeti si trovano attualmente all'interno della "linea di neve" primordiale - il punto oltre il quale faceva abbastanza freddo perché l'acqua rimanesse congelata quando i mondi stavano prendendo forma. Ma i risultati del team suggeriscono che i pianeti f, geh si sono effettivamente formati oltre questo limite e migrati verso l'interno nel tempo. I pianeti bec, d'altro canto, si unirono all'interno della linea di neve primordiale. (Non è chiaro dove TRAPPIST-1d ed e siano nati in relazione a questa linea, che i ricercatori hanno detto che probabilmente si trovava da qualche parte tra i mondi neonati c e f.)
Nel complesso, lo studio indica che i sistemi nani rossi come TRAPPIST-1 non dovrebbero essere considerati solo versioni in miniatura del nostro sistema solare, ha detto Unterborn; i loro pianeti possono formarsi in modi leggermente diversi e / o su scale temporali leggermente diverse.
"Comprenderlo dal punto di vista della formazione planetaria e dell'evoluzione, penso, sia - soprattutto per il pubblico - un modo molto più potente di vendere TRAPPIST-1 rispetto alla vita", ha detto. "A nessuno piace essere la coperta bagnata che dice:" Beh, in realtà, non sono così grandi per la vita. " Ma sono davvero interessanti e dobbiamo conoscere queste cose per capire i pianeti che probabilmente avranno vita. "
