Illustrazione dell'artista del pianeta roccioso intorno al nano M Gliese 876. Credito immagine: NSF. Clicca per ingrandire.
Nella corsa alla terra nota come caccia extrasolare di pianeti, l'immobiliare più apprezzato viene pubblicizzato come "simile alla Terra". Lunedì 13 giugno, gli scienziati hanno corso per piantare la loro bandiera su un grosso pezzo di roccia in orbita attorno a una stella rossa.
Questo pianeta appena scoperto è circa sette volte la massa della Terra, e quindi il più piccolo pianeta extrasolare trovato in orbita attorno a una sequenza principale, o stella "nana" (stelle, come il nostro sole, che bruciano idrogeno).
Esistono anche pianeti più piccoli al di là del nostro sistema solare, ma hanno la sfortuna di circondare le pulsar, quei gusci che ruotano rapidamente di stelle morenti. Tali pianeti non sono ritenuti abitabili da remoto, a causa dell'intensa radiazione emessa dalle pulsar.
Si pensa che i pianeti di dieci o più masse terrestri siano rocciosi, mentre i pianeti più massicci sono probabilmente gassosi, poiché la loro gravità più forte significa che raccolgono e trattengono più gas durante la formazione planetaria. Finora sono stati trovati 155 pianeti extrasolari, ma la maggior parte di essi ha masse più paragonabili a Giove gassoso rispetto alla Terra rocciosa (Giove è 318 volte la massa della Terra).
Sebbene questo nuovo pianeta sia pubblicizzato come simile alla Terra a causa della sua massa relativamente bassa, i terrestri non vorrebbero affittare una casa lì presto. Per prima cosa, la casa si sarebbe sciolta. Le temperature superficiali stimate per questo pianeta - da 200 a 400 gradi Celsius (da 400 a 750 gradi Fahrenheit) - sono dovute alla distanza di bacio del pianeta dalla sua stella.
Il pianeta risiede a soli 0,021 UA dalla stella Gliese 876 (1 UA è la distanza tra la Terra e il sole) e completa un'orbita in meno di due giorni terrestri. Il pianeta più vicino al sole nel nostro sistema solare - Mercurio ardente caldo - è quasi 20 volte più lontano, in orbita a circa 0,4 UA.
"Poiché il pianeta è in un'orbita di due giorni, è riscaldato a temperature simili a quelle del forno, quindi non ci aspettiamo la vita", afferma Paul Butler, membro del team scientifico della Carnegie Institution di Washington.
Nel nostro sistema solare, la zona abitabile - la regione temperata in cui l'acqua potrebbe esistere come liquido sulla superficie di un pianeta - è approssimativamente da 0,95 a 1,37 UA o tra le orbite di Venere e Marte. La stella Gliese 876 è circa 600 volte meno luminosa del nostro sole, quindi la zona abitabile proposta è molto più vicina, all'incirca tra 0,06 e 0,22 UA.
A 0,021 UA, il nuovo pianeta è troppo vicino alla stella per trovarsi nella zona abitabile, ed è anche soggetto a maggiori quantità di radiazioni ad alta energia come la luce ultravioletta e i raggi X. Mentre le nane rosse come Gliese 876 emettono livelli più bassi di UV rispetto alle stelle come il nostro sole, emettono violenti bagliori a raggi X.
Un'altra complicazione di un'orbita così stretta è che il pianeta può essere bloccato in modo ordinato, con lo stesso lato del pianeta sempre rivolto verso la stella. A meno che non ci sia un'atmosfera sostanziale per distribuire il calore, un lato del pianeta sarà troppo cotto mentre l'altro rimarrà freddo.
Si pensa che Gliese 876 abbia circa 11 miliardi di anni, il che lo rende più del doppio del nostro sole. Ma in un certo senso, Gliese è un adolescente dell'adulto di mezza età del nostro sole. Le star di classe G come il nostro sole vivono circa 10 miliardi di anni, mentre si ritiene che i nani rossi di classe M vivano per 100 miliardi di anni (più vecchi dell'età dell'universo!).
Il membro del team scientifico Geoff Marcy dell'Università della California, Berkeley, afferma che le stelle M impiegano molto tempo per rinfrescarsi e ridursi alle dimensioni e alla luminosità della sequenza principale. Dice che se il pianeta è emigrato verso l'interno fino alla sua orbita stretta odierna, probabilmente ha fatto questa mossa durante i primi milioni di anni, e quindi è stato sottoposto a molta più radiazione di quanto non sia attualmente per centinaia di milioni di anni.
Si pensa che Gliese 876 sia povero di metalli (per un astronomo, qualsiasi elemento più pesante dell'idrogeno e dell'elio è classificato come un "metallo"). La formazione di pianeti può essere correlata alla metallicità della stella, poiché sia la stella che i pianeti si formano dallo stesso materiale originale. Quindi un pianeta roccioso come la Terra, fatto di elementi come silicati e ferro, dovrebbe orbitare attorno a una stella ricca di metalli.
Nonostante sia povero di metalli, Gliese 876 è un sistema a più pianeti. Si sa che due pianeti giganti di gas orbitano attorno a Gliese 876: il pianeta più esterno è quasi il doppio della massa di Giove e orbita a 0,21 UA; il pianeta centrale è circa la metà della massa di Giove, in orbita a 0,13 UA.
"L'intero sistema planetario è una specie di miniatura del nostro sistema solare", afferma Marcy. "La stella è piccola, le orbite sono piccole e più vicino è il più piccolo, proprio come l'architettura è nel nostro sistema solare, con i pianeti più piccoli in orbita verso l'interno dei giganti."
Abbiamo molto più spazio per il gomito nel nostro sistema solare. Il mercurio è più lontano dal sole rispetto alle distanze di tutti questi pianeti messi insieme. I pianeti nel sistema Gliese 876 sono così vicini, che interagiscono gravitazionalmente tra loro. Questo tipo di tiro alla fune gravitazionale era il modo in cui gli scienziati erano in grado di rilevare i pianeti in primo luogo.
Nel corso di un'orbita, i pianeti attireranno gravitazionalmente la loro stella da diversi lati. Gli scienziati misurano il conseguente spostamento della luce stellare per determinare l'esistenza di pianeti in orbita.
Per saperne di più sul pianeta più piccolo di Gliese 876, gli scienziati dovrebbero utilizzare un'altra tecnica di caccia al pianeta chiamata fotometria di transito. Questo metodo esamina come la luce di una stella sembra immergersi quando un pianeta passa davanti alla stella dal nostro campo visivo. L'eclissi del pianeta in orbita consente agli astronomi di determinare la massa e il raggio di quel pianeta. Appuntare quei numeri indica la densità del pianeta, che suggerisce quindi di cosa è fatto il pianeta e se il pianeta è roccioso o gassoso.
La fotometria di transito non può essere utilizzata per dirci nulla sui pianeti in orbita attorno a Gliese 876, poiché il sistema è inclinato di 50 gradi dal nostro punto di vista. Questo angolo indica che i pianeti non bloccheranno la luce stellare che raggiunge la Terra.
Le nane rosse sono il tipo più comune di stella nella nostra galassia, che comprende circa il 70 percento di tutte le stelle. Eppure tra i 150 nani rossi che hanno studiato nel corso degli anni, Marcy e Butler hanno trovato solo pianeti in orbita attorno a due di essi. Poiché la maggior parte dei pianeti trovati finora sono giganti gassosi, ciò potrebbe significare che i nani rossi sono meno adatti a ospitare quel tipo di mondi.
Marcy afferma che continueranno a monitorare Gliese 876 per eventuali suggerimenti di un quarto o quinto pianeta. "Questa sarà sicuramente una delle nostre star preferite da ora in poi."
Una corsa verso il traguardo
Il documento di ricerca che descrive questa scoperta è stato presentato all'Astrophysical Journal. Gli scienziati affermano di aver ricevuto un rapporto favorevole dell'arbitro preliminare e si aspettano che il loro documento venga accettato e poi pubblicato tra qualche mese. Durante la conferenza stampa di lunedì, agli scienziati è stato chiesto perché hanno deciso di pubblicizzare le loro scoperte ora, prima che il documento fosse accettato per la pubblicazione. È stato fatto per sconfiggere altri cacciatori di pianeti che potrebbero essere alle calcagna?
Marcy rispose che volevano impedire che le notizie della loro scoperta trapelassero. "Lo sapevamo tre anni fa, lo seguivamo in silenzio, con attenzione, proteggendo il segreto mentre facevamo doppio e triplo controllo. Poi circa un mese fa ho parlato con Michael Turner qui, persone alla NSF (National Science Foundation), e insieme abbiamo deciso che questa scoperta era così straordinaria, forse quella che potresti definire una pietra miliare nella scienza planetaria, che era difficile immaginare di mantenere il coperchio su questo per molto più tempo. Quindi abbiamo deciso che invece di farlo trapelare ai media, e di essere dribblati, con un giornale che lo apprende presto e così via, che sarebbe meglio annunciarlo rapidamente. "
Marcy si è quindi lanciato in difesa per il motivo per cui credeva che la loro scoperta fosse corretta, ed è stato rapidamente supportato dai suoi compagni di squadra. Tuttavia, l'accuratezza della loro scoperta non era stata messa in discussione. Forse il loro annuncio iniziale, combinato con la necessità di segretezza in anticipo, è la prova dell'intensa competizione che ha segnato la caccia al pianeta sin dall'inizio.
La prima scoperta extrasolare del pianeta fu annunciata il 5 ottobre 1995 da Michel Mayor e Didier Queloz dell'Osservatorio di Ginevra, e Marcy e Butler confermarono le osservazioni la settimana successiva. Un esempio recente della competizione per afferrare altri "primi" del pianeta extrasolare si è verificato l'estate scorsa, quando il 25 agosto 2004, il sindaco, Nuno Santos e colleghi hanno annunciato la scoperta del primo pianeta extrasolare di massa del Nettuno - all'epoca il più piccolo extrasolare pianeta noto per orbitare attorno a una stella simile al sole. Questo annuncio è arrivato meno di una settimana prima che altre due scoperte sul pianeta di massa di Nettuno fossero annunciate da Marcy e Butler.
Il sindaco e i suoi colleghi hanno anche studiato Gliese 876. In una conferenza di astronomia del giugno 1998, il sindaco e Marcy hanno annunciato ciascuno indipendentemente il rilevamento del gigante di gas più massiccio in orbita attorno a questa stella. Marcy e Butler furono i primi a dare seguito a questa scoperta, annunciando la scoperta del secondo pianeta gigante gassoso della stella nel 2001.
La missione di Keplero, che dovrebbe essere lanciata a giugno 2008, cercherà pianeti terrestri in orbita attorno a stelle lontane. La missione definisce un pianeta delle dimensioni della Terra compreso tra 0,5 e 2,0 masse terrestri, o tra 0,8 e 1,3 diametro della Terra. I pianeti tra 2 e 10 masse terrestri, come il pianeta annunciato lunedì, sono definiti grandi pianeti terrestri.
Fonte originale: NASA Astrobiology
