Esopianeti inabitabili

Anche se nessuna di esse è visibile ad occhio nudo, le stelle nane rosse sono di gran lunga la maggioranza delle stelle nella Galassia. La stella più vicina al Sole è una nana rossa (Proxima Centauri) e anche la stella intorno a cui per decenni si è creduto esistessero altri pianeti (la stella di Barnard) è dello stesso tipo, prima di capire che si trattava di falsi allarmi. La maggior parte dei pianeti extrasolari ha quindi come stella madre una di questa stelline, molto meno luminose del Sole (almeno cento volte di meno) che emettono gran parte della propria energia nell’infrarosso.

Trappist-1 è il più famoso di questi sistemi planetari intorno a una stella nana rossa, e non solo per il richiamo alle famose birre belghe: si tratta di un sistema planetario vicino a noi, a “soli” 40 anni luce di distanza, con ben sette pianeti, tutti di dimensioni simili alla Terra. E alcuni di questi potrebbero avere una temperatura superficiale compatibile con la vita, se avessero un’atmosfera.

La ricerca delle atmosfere intorno ai pianeti di tipo terrestre è il primo passo nella lunga strada della ricerca della vita nel Cosmo. Data la sua relativa vicinanza, il sistema planetario di Trappist-1 è uno degli obiettivi principali del telescopio spaziale JWST. Nelle ultime settimane sono apparsi i primi risultati delle prime osservazioni: e questi risultati sono allo stesso tempo in accordo con le previsioni teoriche e deludenti.

La teoria ci dice che le piccole stelle rosse sono stelle inquiete, molto variabili, con improvvise esplosioni di energia (brillamenti), che investono i pianeti vicini con grandi quanti di raggi UV e X. Questi brillamenti potrebbero essere così intensi da spazzare via le atmosfere e persino sterilizzare la superficie dei pianeti più vicini. Le recenti osservazioni dei pianeti Trappist-1 b e c, i due più vicini alla stella, non hanno trovato tracce di atmosfere. O, se queste sono presenti, sono così sottili e poco dense, da non poter essere rivelate dai nostri strumenti.

Due diversi gruppi di astronomi hanno utilizzato lo strumento MIRI del James Webb Space Telescope per misurare la temperatura dei due pianeti osservando nell’infrarosso. In un’altra occasione parleremo di come funziona questa tecnica. Per ora ci basta ricordare che la quantità di luce nell’infrarosso emessa da un pianeta è correlata alla sua temperatura, a sua volta influenzata dall’atmosfera.

Sappiamo che i due pianeti sono così vicini alla stella che rivolgono sempre lo stesso emisfero verso di essa (come la Luna con la Terra). Le osservazioni con MIRI hanno permesso di misurare le temperature sui due emisferi dei pianeti (quello sempre illuminato e quello avvolto nelle tenebre). Per entrambi i pianeti, la differenza di temperatura osservata può essere spiegata con la quasi totale senza di atmosfera.

Gli astronomi sapevano già che questi due mondi sono troppo vicini alla loro stella per essere potenzialmente abitali, secondo i criteri che conosciamo per la vita. Ma nel sistema di Trappist-1, ci sono altri tre pianeti (Trappist-1e, 1f e 1g) che potrebbero presentare le condizioni per l’esistenza di acqua liquida sulla loro superficie. Tuttavia, ora appare più probabile che anche questi pianeti potrebbero aver subito lo stesso destino dei due fratelli più vicini alla stella: le eruzioni di energia della loro stella potrebbe aver strappato via anche le loro atmosfere.

Le osservazioni proseguono. Chissà, i prossimi dati magari smentiranno questa tesi. Per ora, sembra un po’ più probabile che i pianeti di tipo terrestre abitabili siano estremamente rari intorno alle stelle più abbondanti nella nostra Galassia.

Per saperne di più:
“No thick carbon dioxide atmosphere on the rocky exoplanet TRAPPIST-1 c” di S. Zieba et al. (giugno 2023)