A poco più di quattro anni luce di distanza da noi si trovano le stelle più vicine al nostro Sistema Solare. C’è la nana rossa Proxima Centauri, a una distanza di 4,2 anni luce; e, poco più lontano, a 4,37 anni luce, un sistema binario di stelle simili al Sole: Alpha Centauri AB.
Non sappiamo ancora se ci sono mondi simili alla Terra in orbita attorno al sistema binario. Tali esopianeti sono un po’ troppo difficili da rilevare con la nostra attuale tecnologia. Ma se ce ne fosse uno, ora abbiamo un’idea migliore di come potrebbe essere, grazie a uno studio condotto dal planetologo Haiyang Wang dell’ETH Zürich in Svizzera.
Il team internazionale ha studiato la chimica delle due stelle – Rigil Kentaurus e Toliman – e l’ha usata per dedurre la composizione chimica di un ipotetico pianeta roccioso nella zona abitabile del sistema binario.
“Vi presentiamo un’analisi della composizione della massa planetaria, degli interni e delle atmosfere (precoci) per un modello di pianeta delle dimensioni della Terra nella zona abitabile di Alpha Centauri AB“, scrivono i ricercatori nel loro articolo. “L’analisi dettagliata offre un nuovo approccio di indagine su ciò che possiamo aspettarci per i pianeti delle dimensioni della Terra nelle zone abitabili nel vicinato solare“.
Queste caratteristiche degli esopianeti rocciosi sono vitali per comprenderne l’evoluzione a lungo termine e la potenziale abitabilità. Sappiamo, sulla base delle osservazioni degli oggetti rocciosi nel Sistema Solare e in altri sistemi planetari, che la composizione minerale dei pianeti rocciosi si riflette in quella delle loro stelle ospiti.
Poiché Alpha Centauri AB è così vicino, abbiamo molte informazioni sulla sua composizione chimica, ottenute dai loro spettri luminosi. Poiché diversi elementi nella stella assorbono e riemettono luce, possono generare caratteristiche scure (assorbimento) e luminose (emissione) sullo spettro luminoso che colpisce i nostri telescopi. Queste caratteristiche possono essere utilizzate per determinare la composizione chimica.
Sappiamo dalle analisi spettrali che elementi che formano la roccia, come magnesio, silicio e ferro, sono presenti in Rigil Kentaurus e Toliman, così come sostanze volatili che evaporano rapidamente, come carbonio e ossigeno. Le nostre analisi spettrali rivelano anche approssimativamente quanto di ogni elemento c’è, utile per estrapolare ipotetici mondi rocciosi nella zona abitabile: la distanza “temperata” dalla stella che non è né troppo calda né troppo fredda perché l’acqua liquida sia presente in superficie .
I ricercatori hanno chiamato il loro ipotetico pianeta “α-Cen-Earth” e hanno determinato che probabilmente avrebbe una composizione minerale e una struttura molto simili a quelle della Terra. Un tale, ipotetico, pianeta avrebbe quindi un mantello roccioso, con riserve d’acqua simili a quella della Terra, dominato da minerali di silicato, ma contenente anche una buona proporzione di minerali contenenti carbonio come diamante e grafite.
Questo esopianeta potrebbe anche avere un nucleo di ferro leggermente più grande di quello terrestre, con una minore attività geologica e forse nessuna tettonica a placche, il che potrebbe renderlo più simile a Venere. Ciò potrebbe influire sulla sua potenziale abitabilità.
Fin qui tutto bene. Ma diventa un po’ più difficile dedurre l’atmosfera degli esopianeti in base alla composizione stellare, dal momento che la relazione tra i due corpi è molto meno stabile per i volatili ariosi.
Tuttavia, Wang ha passato gli ultimi anni a sviluppare e perfezionare un modello quantitativo che collega le composizioni delle stelle simili al Sole alle composizioni dei loro esopianeti, sia per gli elementi refrattari che per quelli volatili.
Ciò ha permesso al team di costruire un’atmosfera per α-Cen-Earth; curiosamente, secondo il modello, nei primi anni di vita un siffatto pianeta avrebbe avuto un’atmosfera molto simile a quella della Terra primordiale, nell’Eone Archaeon in cui emerse la vita. Questa atmosfera, secondo i calcoli del team, sarebbe stata dominata da metano, anidride carbonica e acqua.
Se un tale mondo esistesse, potrebbe fornire indizi sul futuro della Terra. Alpha Centauri AB è di circa 1,5-2 miliardi di anni più vecchio del Sole, il che significa che anche qualsiasi esopianeta ospitato da Rigil Kentaurus e Toliman sarebbe più vecchio. E siamo in una buona posizione per scoprire mondi così ipotetici molto presto.
I nostri metodi e la nostra tecnologia di rilevamento degli esopianeti stanno diventando più sensibili: presto gli astronomi saranno in grado di rilevare molti esopianeti più piccoli che finora ci sono sfuggiti.
Rigil Kentaurus e Toliman, dal nostro punto di vista, saranno sempre più distanti l’uno dall’altro nella loro orbita da quest’anno. Questa separazione, che durerà fino al 2035 circa, significherà che la luce delle stelle avrà meno probabilità di interferire con le osservazioni degli esopianeti.
Gli scienziati hanno già effettuato un rilevamento provvisorio di un esopianeta relativamente piccolo, tra 3,3 e 7 volte la dimensione della Terra, in orbita attorno a Rigil Kentaurus.
La ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal.
