Grazie alle osservazioni del telescopio spaziale James Webb sono state mappate le temperature di due esopianeti del sistema TRAPPIST-1, confermando che sono privi di atmosfera.
Un team internazionale, composto dall’Università di Berna (UNIBE) e dall’Università di Ginevra (UNIGE), membri del Centro Nazionale di Competenza per la Ricerca PlanetS, è riuscito per la prima volta a mappare il clima di esopianeti rocciosi con masse simili a quelle della Terra. Questa scoperta rivoluzionaria si basa su osservazioni continue effettuate con il telescopio spaziale James Webb. I due pianeti studiati appartengono all’iconico sistema planetario TRAPPIST-1 , scoperto 10 anni fa. Questo sistema di sette pianeti è un vero e proprio laboratorio per gli scienziati che studiano la vita nell’universo, in particolare attorno alle stelle nane rosse.
Un sistema attorno a una nana rossa
Le nane rosse, più fredde e più piccole del nostro Sole, costituiscono oltre il 75% delle stelle della nostra galassia. Gli astronomi hanno dimostrato che i piccoli pianeti simili alla Terra sono comuni attorno a questo tipo di stella. Di conseguenza, la questione dell’origine della vita su questi mondi, così diversi dal nostro, è diventata rapidamente un tema centrale. Tra i sistemi planetari scoperti attorno alle nane rosse, TRAPPIST-1, che quest’anno celebra il suo decimo anniversario, occupa un posto di rilievo nella ricerca scientifica.
Sebbene le nane rosse e i loro pianeti siano comuni nella nostra galassia, la loro abitabilità non è necessariamente garantita. Innanzitutto, queste stelle sono molto attive e bombardano i loro pianeti con intense radiazioni ultraviolette e flussi di particelle energetiche, che potrebbero erodere le loro atmosfere ed estirpare qualsiasi forma di vita eventualmente presente.
In secondo luogo, i pianeti nella zona abitabile di una nana rossa orbitano molto vicino alla loro stella e le forze mareali sincronizzano la loro rotazione con il loro periodo orbitale, proprio come la Luna con la Terra. Questi pianeti, quindi, completano una rotazione sul proprio asse nello stesso tempo in cui orbitano attorno alla loro stella. Il risultato è un giorno perenne da un lato e una notte perenne dall’altro.
Sessanta ore di osservazioni per TRAPPIST-1
Le osservazioni con il JWST hanno previsto l’osservazione continua, nell’infrarosso, dei due pianeti più vicini alla stella TRAPPIST-1, e quindi più esposti alla sua influenza, per un’intera orbita. Queste 60 ore di osservazione hanno permesso agli scienziati, per la prima volta, di mappare il clima di pianeti di dimensioni simili alla Terra.
Misurando il flusso luminoso proveniente da TRAPPIST-1 e dai pianeti “b” e “c”, gli astronomi sono stati in grado di determinare con grande precisione le temperature superficiali di entrambi i pianeti, sia sul lato diurno che su quello notturno. Ed è risultato che TRAPPIST-1b e TRAPPIST-1c presentano una notevole differenza di temperatura tra i due emisferi.
Durante il giorno, le temperature superficiali dei due pianeti superano rispettivamente i 200 °C e quasi i 100 °C, mentre di notte sprofondano in temperature gelide inferiori a -200 °C. Questo enorme contrasto suggerisce una mancanza di ridistribuzione di energia tra i due lati dei pianeti e, di conseguenza, l’assenza di atmosfere. Se i due pianeti in passato hanno avuto atmosfere durante la loro formazione, queste sono state completamente spazzate via dalle condizioni estreme imposte dalla loro stella.
Le ricerche continuano
L’assenza di un’atmosfera densa sui due pianeti interni del sistema TRAPPIST-1 supporta l’ipotesi che le intense radiazioni e le espulsioni energetiche provenienti dalle nane rosse giochino un ruolo significativo nell’evoluzione dei pianeti attorno a questo tipo di stella. Ma che dire invece dei pianeti leggermente più distanti situati nella zona abitabile? Il JWST sta attualmente osservando il pianeta “e” del sistema, che si trova all’interno della zona abitabile della stella, ovvero la regione in cui può esistere acqua liquida sulla superficie.
TRAPPIST-1, un sistema di riferimento
“TRAPPIST-1 funge da sistema di riferimento. I nostri modelli teorici mostrano che i pianeti più esterni del sistema TRAPPIST-1 possono possedere un’atmosfera nonostante l’assenza di essa sui due pianeti interni. Questo è simile a quanto accade con Mercurio, il pianeta più vicino al nostro Sole, che non ha atmosfera, mentre Venere e la Terra ne hanno conservata una. Non vediamo l’ora di continuare l’esplorazione del sistema TRAPPIST-1“, ha concluso Emeline Bolmont, professoressa associata presso il Dipartimento di Astronomia della Facoltà di Scienze, direttrice del Centro per la Vita nell’Universo (CVU) dell’UNIGE e coautrice dello studio.
Per saperne di più
- Leggi l’articolo originale su Phys.org
- Leggi il paper scientifico intitolato “No thick atmosphere around TRAPPIST-1 b and c from JWST thermal phase curves” pubblicato su Nature Astronomy
