Abbiamo incontrato Sarah E. Moran, Planetologa post-dottorato presso il Lunar and Planetary Laboratory dell’University of Arizona di Tucson, Arizona (USA). Moran studia gli esopianeti (i pianeti che orbitano attorno alle altre stelle) e i mondi del Sistema Solare esterno. Attraverso esperimenti di laboratorio e modelli al computer, studia anche le nuvole e le nebbie presenti nelle atmosfere planetarie.
Lei fa parte del team di scienziati che ha studiato l’esopianeta LHS 475 b. Quest’ultimo è un pianeta individuato dal telescopio spaziale TESS della NASA, e poi confermato dal telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA. LHS 475 b si trova a 41 anni luce dalla Terra (1 anno luce corrisponde a circa 9.461 miliardi di chilometri), possiede le stesse dimensioni della Terra ed è anche roccioso.
Come è nata la tua passione per gli esopianeti? Quali emozioni provi nello studiare i mondi invisibili agli occhi e quasi invisibili ai telescopi?
Nella mia ricerca universitaria ho svolto due progetti: nel primo ho studiato il lontano universo primordiale attraverso i quasar; nel secondo ho studiato il comportamento fisico quantistico dei materiali da utilizzare nelle celle solari. Entrambi questi progetti mi sono sembrati esoterici e insoddisfacenti, e non hanno catturato completamente la mia immaginazione o la mia passione. Quando ho fatto la domanda per la specialistica, sono stata attratta dai numerosi pianeti che la missione Kepler stava scoprendo: questi oggetti erano luoghi che potevo concettualizzare e, al contempo, erano mondi del tutto alieni e strani rispetto alla Terra. Ogni nuovo pianeta mi sembrava quasi un nuovo personaggio da incontrare e conoscere. Sono costantemente eccitata e in soggezione, dinanzi alla diversità di questi mondi esotici che l’universo crea. Mi sento anche molto privilegiata per la possibilità di studiarli. C’è molta immaginazione nel pensare a questi minuscoli punti di luce lontanissimi, che sono dei veri e propri mondi, e mi piace pensare a come potrebbero essere.
Credits: NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI)
Come riesci a studiare le nubi e le atmosfere di un pianeta così lontano? Perché è così importante studiare le nubi degli esopianeti?
Nuvole, nebbie e foschie di pianeti lontani sembrano segnali muti nei nostri telescopi, perché bloccano la luce extra rispetto a quella che ci aspettiamo dall’atmosfera del pianeta. Proprio come sulla Terra, in cui una giornata nuvolosa porta meno luce rispetto ad una giornata di Sole, allo stesso modo i pianeti nuvolosi sono più deboli di quanto ci aspettiamo. Tuttavia, poiché possiamo misurare le esatte lunghezze d’onda – o colori – della luce, possiamo dedurre la composizione di queste nuvole e nebbie, così come la loro posizione nell’atmosfera. Conoscere i tipi di nuvole che esistono su questi pianeti, e dove si trovano nell’atmosfera, ci dice qualcosa in più sulla composizione chimica del pianeta e su come si è formato. Le nuvole possono anche darci delle informazioni sulla velocità del vento sul pianeta, e se il clima potrebbe essere ospitale – o meno – per la vita.
Quali sono gli esopianeti su cui potrebbe esserci vita?
Ci sono centinaia di pianeti che si trovano nella “zona abitabile“, il luogo intorno alla stella in cui l’acqua liquida sarebbe stabile se il pianeta avesse un’atmosfera simile alla Terra. Tuttavia, non abbiamo ancora trovato prove evidenti che qualcuno di questi pianeti abbia effettivamente un’atmosfera, necessaria per rendere stabile l’acqua liquida sulla loro superficie. Il telescopio spaziale James Webb sta cercando di scoprire proprio questo!
Il telescopio James Webb ha trovato un esopianeta molto interessante, chiamato LHS 475 b. Come siete riusciti a trovarlo?
Sapevamo che LHS 475 b poteva essere lì dalle osservazioni del Transiting Exoplanet Survey Satellite della NASA (chiamato anche TESS). TESS ha misurato cali periodici nella luce stellare, che suggerivano che un pianeta potesse essere lì a bloccare la luce ogni volta che compiva un’orbita attorno alla stella. Abbiamo usato il James Webb per osservare la stella e abbiamo anche misurato quei cali di luce rivelatori, confermando che il segnale di TESS era reale. Abbiamo anche usato il James Webb per misurare come quei cali di luce stellare cambiassero con la lunghezza d’onda (colore), per provare a determinare se il pianeta avesse un’atmosfera e, in tal caso, di cosa fosse fatta.
Credit: INAF
Quali sono le caratteristiche più importanti di LHS 475 b? Possiede anche un’atmosfera?
LHS 475 b è speciale perché ha quasi esattamente le stesse dimensioni della Terra, ma è molto più caldo (ha una temperatura di 315 °C, rispetto alla media terrestre di 15 °C). Ciò lo rende un pianeta interessante da studiare, soprattutto per scoprire il perché è così simile e così diverso dalla Terra. In base alle nostre attuali osservazioni di LHS 475 b, non siamo sicuri se abbia o meno un’atmosfera. Sappiamo che non ha un’atmosfera come quella terrestre, ma potrebbe avere un’atmosfera densa fatta di anidride carbonica come Venere, o un’atmosfera molto sottile di anidride carbonica come Marte. D’altra parte, potrebbe anche non avere alcuna atmosfera come Mercurio! In questo momento, tutte queste opzioni si adattano ai dati, quindi faremo osservazioni di follow-up per cercare di scoprire quale di queste opzioni si adatti effettivamente al pianeta.
È molto eccitante pensare che gli esseri umani, che vivono in un piccolo pianeta chiamato Terra, possano trovare e studiare pianeti molto distanti. Il tuo lavoro ti fa sentire sola nell’Universo? O ti fa capire quanto sia fragile la Terra?
Al contrario, il mio lavoro non mi fa sentire affatto sola nell’Universo. Uno dei motivi è che ci sono così tanti pianeti là fuori che non riesco a immaginare che uno di loro non abbia un qualche tipo di vita, anche se non lo troviamo mai. Sapere che c’è qualcun altro là fuori che guarda in alto proprio come me, mi fa sentire incredibilmente connessa all’Universo nel suo insieme. Un altro motivo è che ogni giorno lavoro con un fantastico gruppo di altri scienziati, che pensano a questo stesso tipo di domande, e il nostro team è così positivo ed entusiasta che è contagioso, il che mi fa sentire in contatto con i miei colleghi in tutto il mondo.
Penso spesso a quanto sia fragile la Terra – nonostante le migliaia di altri pianeti, la Terra è la nostra unica casa – l’unico posto che sappiamo per certo che ha oceani e aria che possiamo respirare, e una biosfera incredibilmente diversificata. Pensare a quanto siano estremi gli altri pianeti, mi rende molto grata di vivere su questo pianeta e molto dedita a prendermene cura.