K2-18b: non abbiamo trovato acqua su un esopianeta simile alla Terra e, attualmente, non siamo nemmeno in grado di farlo
C'è stato grande entusiasmo dopo l'annuncio dell'individuazione di un pianeta definito "super Terra" posizionato nella zona abitabile della sua stella e nella cui atmosfera è stata rilevata la presenza di acqua. Purtroppo, spesso, le cose non sono come sembrano e dovremo serbare l'entusiasmo per un'altra occasione.
uno degli obbiettivi fondamentali dell’astronomia moderna è riuscire ad individuare un mondo, oltre la Terra, in cui sia dimostrabile la presenza della vita, quale che sia la sua forma ed il suo sviluppo.
La maggior parte dei pianeti paragonabili alle dimensioni della Terra sono stati individuati attorno a stelle più fredde e più piccole del Sole. Questo fatto potrebbe essere dovuto principalmente ai limiti dei nostri strumenti; questi sistemi hanno rapporti di dimensioni tra pianeta e stella più grandi rispetto a quello della Terra rispetto al Sole. – NASA / AMES / JPL-CALTECH
Ovviamente, l’ipotesi che più interessa gli scienziati è quella di scoprire un esopianeta roccioso con acqua liquida sulla sua superficie e biosignature nella sua atmosfera.
L’ideale “Terra 2.0” sarà un pianeta di dimensioni terrestri, posto alla giusta distanza da una stella simile al nostro Sole. Dobbiamo ancora trovare un mondo simile, ma quando, e se, lo troveremo, dovremo fare attenzione a distinguere correttamente le biosignature, ad esempio, l’ossigeno, prodotto dalla vita rispetto a quello prodotto da processi inorganici. Per raggiungere questo stadio saranno ancora necessari molti progressi tecnologici. – NASA AMES / JPL-CALTECH / T. PYLE
Negli ultimi decenni, gli astronomi hanno scoperto migliaia di nuovi esopianeti.
Oggi conosciamo oltre 4.000 pianeti extrasolari confermati. Questi pianeti hanno dimensioni che vanno da più grande di Giove a più piccola della Terra. Tuttavia a causa dei limiti tecnologici di Kepler, la maggior parte degli esopianeti è molto calda e vicina alla loro stella, a piccole separazioni angolari. TESS ha lo stesso problema con i primi pianeti che sta scoprendo: sono preferibilmente caldi e in orbite prossime alla loro stella. Solo attraverso osservazioni a lungo termine (o imaging diretto) saremo in grado di rilevare pianeti con orbite di periodo più lungo (cioè, pluriennali). NASA / AMES RESEARCH CENTER / JESSIE DOTSON E WENDY STENZEL; MONDI SIMILI ALLA TERRA MANCANTI DI E. SIEGEL
Alcuni sono gassosi, altri rocciosi; alcuni sono temperati, altri hanno acqua.
L’impressione di questo artista mostra la stella TRAPPIST-1, situata a circa 40 anni luce di distanza, ed i suoi pianeti proiettati su una superficie. Il potenziale per l’acqua su ciascuno dei mondi è anche rappresentato dal gelo, dalle pozze d’acqua e dal vapore. Tuttavia, non è noto se qualcuno di questi mondi abbia ancora atmosfere oppure la stella madre le abbia spazzate via. Una cosa è certa: non sapremo se sono abitati o meno se non esaminiamo le loro proprietà in profondità e ciò richiede strumentazioni al di là di ciò che attualmente abbiamo a nostra disposizione. – NASA / R. HURT / T. PYLE
L’atmosfera dell’esopianeta WASP-33b è stata esaminata mentre la luce della sua stella filtrava attraverso l’atmosfera del pianeta prima di arrivare ai nostri occhi. Tecniche simili potrebbero funzionare anche per altri esopianeti, ma per esaminare l’atmosfera dei pianeti delle dimensioni della Terra, al contrario di WASP-33b delle di dimensioni di Giove, abbiamo bisogno di osservatori più grandi e più avanzati di quelli che abbiamo oggi. – NASA / GODDARD
La luce filtra attraverso l’atmosfera di K2-18b quando passa davanti alla sua stella, permettendoci di effettuare un’analisi spettrografica.
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Quando un pianeta transita di fronte alla sua stella madre, parte della luce non solo viene bloccata, ma se è presente un’atmosfera, la filtra, creando linee di assorbimento o di emissione che un osservatorio sufficientemente sofisticato potrebbe rilevare. Se ci sono molecole organiche o grandi quantità di ossigeno molecolare, in futuro potremmo essere in grado di individuarli. È importante considerare non solo le firme della vita che conosciamo, ma della possibile vita che non troviamo qui sulla Terra. – ESA / DAVID SING
Uno dei due team che ha studiato l’esopianeta K2-18b, scoperto dalla missione K2 di Kepler, è stato in grado di estrarre la firma dell’aqua dai dati di transito. Tuttavia, è vapore acqueo, non acqua liquida, e solo in alcuni scenari atmosferici (non testati) l’acqua liquida su questo mondo è almeno una possibilità. – B. BENNEKE ET AL. (2019), ARXIV: 1989.04642
K2-18b è, in verità, il primo esopianeta noto posto nella zona abitabile di una stella che potrebbe contenere acqua.
La stella nana rossa, K2-18, si trova a 110 anni luce di distanza nella costellazione del Leone. C’è un pianeta in orbita nella sua zona abitabile (K2-18b), dove le temperature dovrebbero essere comprese tra 0 e 40 gradi Celsius, ma il pianeta è grande più del doppio del raggio della Terra e dotato di una massa otto volte maggiore; è improbabile che sia roccioso. – MR. BILLION / WIKIMEDIA COMMONS; STELLARIUM
Purtroppo, per via del suo raggio e della sua massa, è estremamente improbabile che sia roccioso, dovrebbe somigliare molto più a Nettuno che alla Terra.
Lo schema di classificazione dei pianeti come roccioso, simile a Nettuno, simile a Giove o simile stellare. Il confine tra simile alla Terra e simile a Nettuno è oscuro e si presenta a raggi terrestri approssimativamente da 1,1 a 1,5. L’imaging diretto dei mondi super-terrestri candidati, che potrebbe essere possibile con il James Webb Space Telescope, dovrebbe consentirci di determinare se esiste un involucro di gas attorno a ciascun pianeta in questione o meno. Si noti che ci sono quattro principali classificazioni di “mondo” e che il confine tra pianeti rocciosi e quelli gassosi avviene ben al di sotto delle dimensioni di qualsiasi pianeta la cui atmosfera abbiamo misurato a partire dal 2019. – CHEN AND KIPPING, 2016, VIA HTTPS://ARXIV.ORG/PDF/1603.08614V2.PDF
Se la sua atmosfera fosse come quella della Terra, non sarebbe rilevabile dagli strumenti attuali.
L’analisi spettrale della luce solare riflessa filtrata attraverso un’atmosfera è una tecnica che l’umanità sta attualmente sviluppando per misurare il contenuto atmosferico e le proprietà superficiali di mondi lontani. In futuro, questa tecnica, che funziona solo per alcune firme molecolari intorno a mondi più grandi della Terra, potrebbe poter essere estesa anche per mondi di dimensioni terrestri e la ricerca di firme organiche. – MELMAK / PIXABAY
Quindi K2-18b è un mini-Nettuno: interessante, ma non l’esopianeta abitabile che stiamo cercando.
Sebbene molti dei candidati simili alla Terra individuati da Kepler siano vicini alla Terra in termini di dimensioni fisiche, potrebbero essere più simili a Nettuno che alla Terra se hanno attorno a sé un grosso inviluppo gassoso H/He. Inoltre, orbitano prevalentemente attorno a stelle nane, il che significa che potrebbe essere difficile per loro avere atmosfere. K2-18b ha sicuramente un’atmosfera, ma è molto più “super” di quanto sia possibile per un pianeta roccioso. – NASA AMES / N. BATALHA E W. STENZEL
Per questo, abbiamo bisogno di sistemi di osservazione nuovi, più grandi e più sofisticati.
Questa è un’illustrazione dei diversi elementi del programma esopianeta della NASA, inclusi gli osservatori terrestri, come il WM Keck Observatory, e osservatori spaziali, come Hubble, Spitzer, Kepler, Transiting Exoplanet Survey Satellite, James Webb Space Telescope, Wide Field Infrared Survey Telescope e future missioni. Le capacità di TESS e del James Webb unite rivelerà anche le esolune più simili alla Luna, probabilmente anche nella zona abitabile della loro stella, mentre i telescopi da 30 metri a terra, il WFIRST, e forse un osservatorio spaziale di prossima generazione come LUVOIR o A HabEx dovranno impegnarsi per individuare un mondo abitabile al di fuori del nostro Sistema Solare. – NASA
Fino a quando questi nuovi strumenti non saranno disponibili ed operativi, non troveremo mai i mondi simili alla Terra che sogniamo.
strong>Insomma, calma e sangue freddo, potremo arrivarci ma, nel frattempo, non corriamo dietro ad annunci che servono solo ad aumentare la visibilità di chi li fa.
