Una nuova indagine con il telescopio James Webb della NASA su K2-18 b, un esopianeta 8,6 volte più massiccio della Terra, ha scoperto molecole contenenti carbonio, tra cui metano e anidride carbonica. La scoperta rafforza la tesi che K2-18 b possa essere un esopianeta oceanico con un’atmosfera ricca di idrogeno e una superficie ricoperta di acqua oceanica nella zona abitabile.
La prima comprensione delle proprietà atmosferiche di questo esopianeta è arrivata grazie alle osservazioni con il telescopio spaziale Hubble della NASA, che hanno dato il via a ulteriori studi che hanno cambiato la nostra comprensione del sistema.
James Webb: cosa sappiamo su K2-18 b?
K2-18 b orbita attorno alla fredda stella nana K2-18 nella zona abitabile e si trova a 120 anni luce dalla Terra nella costellazione del Leone. Gli esopianeti come K2-18 b, che hanno dimensioni comprese tra quelle della Terra e di Nettuno, sono diversi da qualsiasi cosa nel nostro sistema solare.
Questa mancanza di pianeti vicini equivalenti significa che questi pianeti simil Nettuno (ma più piccoli) sono poco conosciuti e la natura delle loro atmosfere è oggetto di un dibattito attivo tra gli astronomi. L’ipotesi che il sub-Nettuno K2-18 b possa essere un esopianeta oceanico è intrigante, poiché alcuni astronomi ritengono che questi mondi siano ambienti promettenti per la ricerca di prove della vita sugli esopianeti.
Madhusudhan: “Importante considerare diversi ambienti abitabili nella ricerca della vita”
Nikku Madhusudhan è astronomo dell’Università di Cambridge e autore principale dell’articolo che annuncia questi risultati. Madhusudhan ha spiegato tramite alcune dichiarazioni riportate dalla Nasa: “I nostri risultati sottolineano l’importanza di considerare diversi ambienti abitabili nella ricerca della vita altrove. Tradizionalmente, la ricerca della vita sugli esopianeti si è concentrata principalmente sui pianeti rocciosi più piccoli, ma i mondi oceanici più grandi sono significativamente più favorevoli alle osservazioni atmosferiche”.
L’abbondanza di metano e anidride carbonica e la carenza di ammoniaca supportano l’ipotesi che potrebbe esserci un oceano d’acqua al di sotto di un’atmosfera ricca di idrogeno in K2-18 b. Queste osservazioni iniziali del James Webb hanno fornito anche la possibile rilevazione di una molecola chiamata dimetilsolfuro (DMS). Sulla Terra, questo è prodotto solo dalla vita. La maggior parte del DMS nell’atmosfera terrestre è emessa dal fitoplancton negli ambienti marini.
L’inferenza del DMS è meno robusta e richiede un’ulteriore convalida. “Le prossime osservazioni di Webb dovrebbero essere in grado di confermare se il DMS è effettivamente presente nell’atmosfera di K2-18 b a livelli significativi”, ha spiegato Madhusudhan. Anche se K2-18 b si trova nella zona abitabile ed è ora noto che ospita molecole contenenti carbonio, ciò non significa necessariamente che il pianeta possa sostenere la vita.
La grande dimensione del pianeta – con un raggio 2,6 volte quello della Terra – significa che l’interno del pianeta è probabilmente contenuto un ampio mantello di ghiaccio ad alta pressione, come Nettuno, ma con un’atmosfera più sottile ricca di idrogeno e una superficie oceanica. Si prevede che i mondi oceanici abbiano oceani d’acqua. Tuttavia, è anche possibile che l’oceano sia troppo caldo per essere abitabile o liquido.
I sub-Nettuno più comuni di quanto si potesse pensare
“Sebbene questo tipo di pianeta non esista nel nostro sistema solare, i sub-Nettuno sono il tipo di pianeta più comune finora conosciuto nella galassia”, ha spiegato il membro del team Subhajit Sarkar dell’Università di Cardiff. “Abbiamo ottenuto lo spettro più dettagliato fino ad oggi di un sub-Nettuno della zona abitabile, e questo ci ha permesso di capire le molecole che esistono nella sua atmosfera”.
Pianeti offuscati dal bagliore delle stelle madri
La caratterizzazione delle atmosfere degli esopianeti come K2-18 b, ovvero l’identificazione dei loro gas e delle condizioni fisiche, è un’area molto attiva in astronomia. Tuttavia, questi pianeti sono letteralmente offuscati dal bagliore delle loro stelle madri, molto più grandi, il che rende l’esplorazione delle atmosfere degli esopianeti particolarmente impegnativa. Il team ha eluso questa sfida analizzando la luce proveniente dalla stella madre di K2-18 b mentre attraversava l’atmosfera dell’esopianeta.
K2-18 b è un esopianeta rilevato con il metodo del transito, il che significa che possiamo rilevare un calo di luminosità mentre passa davanti alla faccia della sua stella ospite. È così che l’esopianeta è stato scoperto per la prima volta nel 2015 con la missione K2 della NASA.
Ciò significa che durante i transiti una piccola frazione della luce stellare passerà attraverso l’atmosfera dell’esopianeta prima di raggiungere telescopi come il James Webb. Il passaggio della luce stellare attraverso l’atmosfera dell’esopianeta lascia tracce che gli astronomi possono mettere insieme per determinare i gas dell’atmosfera dell’esopianeta.
