Abstract scientific background - discovered Earth-like planet with liquid water orbiting around red star. Elements of this image furnished by NASA
Un team di astronomi, guidato dalla scienziata dell’MPIA (Max Planck Institute for Astronomy) Diana Kossakowski, ha scoperto un pianeta simile alla terra. In orbita nella zona abitabile della stella nana rossa Wolf 1069, il pianeta potrebbe ospitare la vita nella parte esposta alla luce. Infatti, l’esopianeta mostra sempre la stessa faccia al suo astro, così come la luna fa con la terra. Wolf 1069 b, questo il suo nome, è quindi un altro candidato per la ricerca di marcatori di abitabilità e firme biologiche. A circa 31 anni luce da noi.
Sebbene uno degli obiettivi più entusiasmanti della ricerca sugli esopianeti sia trovarne uno abitabile simile alla Terra, la cosa presenta molte sfide. Difatti, degli oltre 5000 esopianeti che gli astronomi hanno scoperto finora, solo l’1,5% circa ha masse inferiori a due di quelle terrestri. E solo una dozzina di loro popolano la cosiddetta zona abitabile circumstellare. Che ricordiamo essere la fascia in un sistema planetario, nella quale l’acqua può mantenere una forma liquida sulla superficie del pianeta.
Insomma, le osservazioni in grado di trovare pianeti di massa così piccola sono ancora molto impegnative. Un modo per aumentare le possibilità è sondare però le stelle di piccola massa per le firme dei pianeti in orbita.
E questo è esattamente ciò che Diana Kossakowski e i suoi colleghi hanno fatto nell’ambito del programma CARMENES. Il progetto, con importanti contributi da parte del Max Planck di Heidelberg, in Germania, utilizza proprio il doppio spettrometro dell’Osservatorio di Calar Alto in Spagna. La ricercatrice leader dello studio ha affermato quanto segue sulla scoperta del pianeta simile alla terra:
Quando abbiamo analizzato i dati della stella Wolf 1069, abbiamo scoperto un chiaro segnale di bassa ampiezza di quello che sembra essere un pianeta di circa la massa terrestre. Orbita attorno alla stella entro 15,6 giorni a una distanza equivalente a un quindicesimo della separazione tra la Terra e il Sole
Diana Kossakowski
Nonostante la distanza ravvicinata, Wolf 1069 b riceve solo circa il 65% della potenza radiante incidente di quella che la Terra ottiene dal Sole. Rispetto alla nostra stella, Wolf 1069 emette molte meno radiazioni e la sua superficie è più fredda, facendo apparire l’astro arancione. Queste proprietà si traducono in una potenza di riscaldamento ridotta. Conseguentemente, la cosiddetta zona abitabile è spostata verso l’interno. Ed ecco perchè Wolf 1069 b potrebbe rappresentare un caso di studio davvero interessante nonostate i suoi svantaggi.
Pertanto i pianeti attorno a stelle nane rosse come Wolf 1069 possono essere abitabili anche se sono molto più vicini di quanto lo sia la Terra al Sole!
Di certo, un corpo celeste ha bisogno di più dell’acqua liquida per creare un pianeta abitabile. Come sulla Terra, un’atmosfera che provoca un effetto serra naturale può contribuire a innalzare la temperatura media oltre i 250 Kelvin (-23 °C) calcolati per Wolf 1069 b.
Tuttavia questo valore presuppone un semplice pianeta roccioso nudo. In effetti, gli astronomi hanno calcolato che se avesse un’atmosfera simile alla Terra, la temperatura media potrebbe salire fino a 286 Kelvin (+ 13 °C). Questo si che mantenerrebbe l’acqua liquida su un’ampia regione del lato del pianeta rivolto verso la stella.
Sulla base di simulazioni al computer che utilizzano modelli climatici complessi, il team conclude che il pianeta potrebbe mantenere temperature moderate e acqua liquida superficiale per un’ampia gamma di condizioni atmosferiche e tipi di superficie. In più, come è noto,una tale atmosfera proteggerebbe dalle radiazioni elettromagnetiche ad alta energia e dalle particelle dello spazio interstellare o dalla stella centrale.
Le stelle nane rosse, in particolare, sono famose per la loro attività che porta a massicci venti stellari e intense radiazioni UV. Similmente a ciò che il Sole ha fatto su Marte, possono strappare via l’atmosfera di un pianeta, il che rende sterili le loro superfici.
Ad una prima analisi, le osservazioni non indicano alcun tipo di attività stellare dannosa. Se Wolf 1069 b avesse sviluppato e mantenuto un’atmosfera all’inizio, avrebbe dovuto mantenerla fino ad oggi. È anche possibile che il pianeta possa avere un campo magnetico più debole di quello terrestre che lo protegge dal vento stellare.
Sebbene questa idea sia un po’ speculativa, il ragionamento è comunque valido. Le simulazioni al computer mostrano che circa il 5% di tutti i sistemi planetari in evoluzione attorno a stelle di piccola massa, finiscono con il rivelare un singolo pianeta.
Le simulazioni rivelano anche una fase di incontri violenti con embrioni planetari durante la costruzione del sistema planetario, che porta a occasionali impatti catastrofici. Questi eventi scioglierebbero qualsiasi mondo giovane e in evoluzione. Il nucleo planetario dovrebbe essere ancora caldo e liquido oggi, fornendo una dinamo che produce un campo magnetico globale.
Wolf 1069 b sembra essere uno di quei rari pianeti solitari. Sulla base delle loro misurazioni, gli astronomi escludono altri pianeti con almeno una massa terrestre e periodi orbitali inferiori a dieci giorni. Questo è inferiore ai 15,6 giorni determinati per Wolf 1069 b. Tuttavia, non possono escludere pianeti su orbite più ampie.
Wolf 1069 b è un candidato promettente per continuare la ricerca sugli aspetti peculiari dell’abitabilità, cosa che ogni pianeta simile alla terra dovrebbe avere. Tuttavia c’è una proprietà particolare che condivide praticamente con tutti i pianeti nelle zone abitabili delle stelle nane rosse.
Il pianeta è caratterizzato dalla cosidetta rotazione sincrona: in pratica il giro di rotazione attorno al proprio asse è uguale al periodo di rivoluzione attorno alla sua stella. Poiché Wolf 1069 b gli rivolge sempre lo stesso lato, sperimenta il giorno da una parte, mentre nell’emisfero opposto c’è sempre la notte. Lo stesso fenomeno ci fa vedere sempre lo stesso lato della Luna. Le forze di marea deformano leggermente il pianeta portandolo dalla sua forma simmetrica ad un ellissoide. Quindi, nel caso del nostro pianeta, è la luna che è in rotazione sincrona con la terra, mentre Wolf 1069 b lo è con la sua stella.