James Webb cerca l'abitabilità nel sistema TRAPPIST-1

Di tutti i pianeti che abbiamo scoperto oltre il nostro sistema solare, la maggior parte non è affatto simile alla Terra. Molto spesso sono giganti gassosi come Giove che orbitano molto vicino alle loro stelle, rendendole estremamente calde. Questi sono anche generalmente il tipo più semplice di esopianeta da rilevare. Pochissimi delle migliaia di esopianeti scoperti potrebbero essere potenzialmente abitabili — meno di 50 in totale. Ecco perché gli astronomi erano così entusiasti della scoperta nel 2017 di un sistema chiamato TRAPPIST-1, che ha sette esopianeti rocciosi delle dimensioni della Terra, quattro dei quali si trovano nella zona abitabile.

Ma TRAPPIST-1 è molto lontano, a 40 anni luce di distanza, quindi non è facile vedere questi pianeti in dettaglio. Gli astronomi avevano alcune informazioni sulle dimensioni e le orbite dei pianeti, ma per sapere davvero se la vita potesse mai essere emersa lì, avevano bisogno di informazioni sulle atmosfere dei pianeti. E il James Webb Space Telescope ha fornito i mezzi per indagare su questo.

Il concetto di questo artista ritrae i sette esopianeti rocciosi all'interno del sistema TRAPPIST-1, situato a 40 anni luce dalla Terra.NASA/JPL-Caltech/R. Ferito (IPAC)

"Vogliamo sapere se i pianeti rocciosi hanno atmosfere o meno", ha detto Sebastian Zieba, autore principale della ricerca di Webb sul sistema TRAPPIST-1, in un dichiarazione. “In passato, potevamo davvero studiare solo pianeti con atmosfere spesse e ricche di idrogeno. Con Webb possiamo finalmente iniziare a cercare atmosfere dominate da ossigeno, azoto e anidride carbonica».

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Il recente studio ha esaminato TRAPPIST-1c, che si pensava fosse un pianeta simile a Venere che era legato in modo mareale alla sua stella - quindi un lato, il lato diurno, sarebbe sempre rivolto verso la stella e avrebbe una temperatura di circa 225 gradi Fahrenheit. “TRAPPIST-1 c è interessante perché è fondamentalmente un gemello di Venere: ha all'incirca le stesse dimensioni di Venere e riceve una quantità di radiazione dalla sua stella ospite simile a quella che Venere riceve dal sole”, ha spiegato la coautrice Laura Kreidberg. "Abbiamo pensato che potesse avere un'atmosfera densa di anidride carbonica come Venere."

Il concetto di questo artista mostra come potrebbe apparire l'esopianeta roccioso caldo TRAPPIST-1c sulla base di questo lavoro. TRAPPIST-1 c, il secondo dei sette pianeti conosciuti nel sistema TRAPPIST-1, orbita attorno alla sua stella a una distanza di 0,016 UA (circa 1,5 milioni di miglia), completando un giro in soli 2,42 giorni terrestri. TRAPPIST-1 c è leggermente più grande della Terra, ma ha all'incirca la stessa densità, il che indica che deve avere una composizione rocciosa. La misurazione di Webb della luce nel medio infrarosso da 15 micron emessa da TRAPPIST-1 c suggerisce che il pianeta abbia una superficie rocciosa nuda o un'atmosfera di anidride carbonica molto sottile.
Il concetto di questo artista mostra come potrebbe apparire l'esopianeta caldo e roccioso TRAPPIST-1c. La misurazione di Webb della luce nel medio infrarosso da 15 micron emessa da TRAPPIST-1 c suggerisce che il pianeta abbia una superficie rocciosa nuda o un'atmosfera di anidride carbonica molto sottile.NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

Tuttavia, quando i ricercatori hanno utilizzato Webb per osservare l'atmosfera di TRAPPIST-1c, hanno scoperto che era molto diversa dall'atmosfera densa e ricca di anidride carbonica di Venere. Invece, il pianeta ha un'atmosfera estremamente sottile, ammesso che abbia un'atmosfera.

I risultati sono una sorta di delusione per coloro che sperano di trovare l'abitabilità, in quanto significa che il pianeta probabilmente si è formato senza molta acqua. Ed è possibile che anche gli altri pianeti del sistema si siano formati senza acqua, rendendo meno probabile che possano essere abitabili.

Anche se i risultati non sono quelli che ci si aspettava, sono comunque un'entusiasmante dimostrazione di come la tecnologia si è sviluppata per permetterci di vedere le atmosfere degli esopianeti. "È straordinario poterlo misurare", ha affermato Kreidberg. “Da decenni ormai ci si chiede se i pianeti rocciosi possano mantenere le atmosfere. L'abilità di Webb ci porta davvero in un regime in cui possiamo iniziare a confrontare i sistemi di esopianeti con il nostro sistema solare in un modo che non abbiamo mai fatto prima".

La ricerca è pubblicata sulla rivista Natura.

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