Trappist-1: un pianeta simile alla Terra nella zona abitabile

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NASA/JPL-Caltech

Cinque anni fa, il 22 febbraio 2017, gli astronomi scoprirono una famiglia di sette pianeti simili alla Terra, i quali orbitavano attorno ad una Stella nana rossa, chiamata “Trappist-1”, lontana 41 anni luce da noi (1 anno luce corrisponde a 9.461 miliardi di chilometri).  

Oggi, dopo cinque anni di studi e osservazioni, i sette pianeti risultano ancora enigmatici. Ciò che sappiamo è che dovrebbero essere rocciosi e di dimensioni simili alla Terra. Attualmente, l’unico telescopio che potrebbe risolvere alcuni enigmi è il famoso “James Webb Space Telescope”, situato nell’orbita Halo in L2 dal 24 gennaio 2022.

Il telescopio Webb, che comincerà le operazioni scientifiche tra maggio e giugno, potrebbe riuscire a scorgere la presenza di un’atmosfera sui pianeti di Trappist-1, grazie alla sua grandezza e potenza.

L’OBIETTIVO NUMERO UNO DI WEBB

Uno degli obiettivi primari del telescopio Webb, per quanto riguarda l’osservazione degli esopianeti, è lo studio del quarto pianeta di Trappist-1, chiamato Trappist-1e, poiché è situato proprio nella “zona abitabile” (come amano chiamarla gli scienziati).

Per “zona abitabile” si intende la zona del sistema solare (in questo caso del sistema di Trappist-1), in cui ci si trova né troppo vicini alla propria Stella, e né troppo lontani.

Prendiamo come esempio il nostro pianeta Terra, sulla quale c’è vita: esso è abbastanza lontano dal Sole da non bruciarsi, e abbastanza vicino da non congelarsi. In pratica, è la posizione perfetta per mantenere l’acqua allo stato liquido in superficie. Ora tutto dipenderà dal telescopio Webb il quale dovrà dirci, attraverso la luce agli infrarossi, se il pianeta Trappist-1e possiede un’atmosfera e, eventualmente, da quali ingredienti è costituita.

Come sappiamo, l’atmosfera è essenziale per la presenza dell’acqua e la nascita della vita.

Illustrazione artistica del telescopio James Webb. Credits: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

QUALI SONO LE CARATTERISTICHE DELLA STELLA TRAPPIST-1?

La Stella Trappist-1 è una nana rossa, molto più fredda del nostro Sole.

E non solo: la grandezza dell’intero sistema stellare è solo il 10% del nostro sistema solare. In altre parole, tutti i pianeti della famiglia di Trappist-1 sono talmente ammassati attorno alla loro Stella che, se si trovassero all’interno del nostro sistema solare, entrerebbero comodamente all’interno dell’orbita di Mercurio.

Basti pensare che, mediamente, tra un pianeta e l’altro vi è solo una distanza minima di circa 1,3 milioni di chilometri.

In effetti, stiamo parlando di una piccola Stella molto densa, la quale riesce a fondere l’idrogeno in elio, tanto lentamente da riuscire ad avere una vita lunghissima: migliaia di miliardi di anni (il nostro Sole, in confronto, potrebbe vivere 10 miliardi di anni).

Questa lentezza nell’emissione di energia, gli conferisce anche una bassissima temperatura; infatti è circa il 50% meno calda del Sole. Ciò vuol dire che emette pochissima luce nel visibile, ma tantissima radiazione infrarossa.

LA BASSA DENSITA’ DEI PIANETI

I sette pianeti di Trappist-1 possiedono densità simili, ma sono molto meno densi rispetto al nostro pianeta Terra. Solitamente le densità medie, nel nostro sistema solare, diminuiscono all’aumentare della distanza dal Sole.

Mediamente la differenza di densità tra i pianeti di Trappist-1 e la Terra e Venere è di circa l’8%.

Caratteristiche dei sette pianeti di Trappist-1 e dei primi quattro pianeti del Sistema Solare. Credits: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC)

Perché sono meno densi della Terra?

Si pensa che i pianeti di Trappist-1 siano meno densi, perché possiedono una composizione chimica simile alla Terra, ma con una percentuale inferiore di ferro (il 21% contro il 32% terrestre).

Oppure, potrebbero essere più ricchi di elementi leggeri. Ad esempio, il ferro dei pianeti di Trappist-1 potrebbe essersi legato all’ossigeno, formando così l’ossido di ferro, cioè la ruggine. L’ossigeno aggiuntivo ridurrebbe la densità dei pianeti.

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Ma se la bassa densità dei pianeti di Trappist-1 fosse causata interamente da ferro ossidato, i pianeti apparirebbero arrugginiti dappertutto e non potrebbero avere nuclei di ferro solidi.

Un’altra ipotesi è la seguente: la struttura interna dei pianeti potrebbe essere del tutto simile alla Terra, ma con uno strato di acqua superficiale in grado di ridurre la densità media.

Nonostante alcuni dei sette pianeti si trovino nella zona abitabile (quindi nella zona in cui l’acqua liquida in superficie è possibile) non sappiamo ancora con certezza se vi sia un’atmosfera che protegga l’acqua e, soprattutto, non sappiamo se tutta quella energia all’infrarosso, proveniente dalla Stella, possa influire sulla nascita della vita.

Articolo a cura di Fabio Meneghella