Il James Webb Space Telescope è in grado di scrutare da vicino esopianeti uno alla volta ed esaminarne l’atmosfera con accuratezza. Ma forse gli obiettivi planetari più eccitanti saranno un sistema stellare stranamente analogo al nostro: il sistema TRAPPIST-1.

Il James Webb Space Telescope è in grado di studiare gli esopianeti, fornendoci un quadro più chiaro (ancora confuso) di come appaiono i pianeti al di là del nostro Sistema Solare e dettagli critici sulla loro composizione, incluso se potrebbero essere in grado di sostenere la vita. Nel suo primo anno, Webb esaminerà circa 70 esopianeti, ma è un esperto di esopianeti della NASA Knicole Colòn spiega che TRAPPIST-1 è particolarmente degno di nota per diversi motivi chiave.

“Il sistema TRAPPIST-1 è in cima alla lista di tutti”, afferma.

Cos’è TRAPPIST-1?

TRAPPIST-1 è una stella scoperta per la prima volta nel 1999 e poi soprannominata 2MASS J23062928-0502285. È una stella nana rossa ultrafredda, il che significa che è tra le stelle nane più belle – ed è di soli 4.400 gradi Fahrenheit, o 2.430 gradi Celsius (il Sole è quasi 10.000 gradi Fahrenheit sulla sua superficie, per fare un confronto). TRAPPIST-1 è solo il 9% più massiccio del Sole.

TRAPPIST-1 è a circa 40 anni luce dalla Terra — al di là della portata di qualsiasi imbarcazione creata dall’uomo ora concepibile, ma sulla scala della galassia, TRAPPIST-1 è il vicino eccentrico ma simpatico che vive una strada più avanti e ti invita a barbecue ogni estate.

TRAPPIST-1 ha preso il nome attuale dopo che gli scienziati hanno scoperto tre esopianeti in orbita attorno alla stella nel maggio del 2016 utilizzando il metodo di transito, per cui i cali di luce della stella hanno tradito l’esistenza dei pianeti agli astronomi. La scoperta è arrivata dalle osservazioni fatte dal Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST, capito!), che è un osservatorio terrestre in Cile.

Ed ecco, 2MASS J23062928-0502285 è diventato TRAPPIST-1, e i suoi pianeti sono stati chiamati TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c e TRAPPIST-1d.

Il sistema TRAPPIST-1, spiegato

Solo un paio di mesi dopo l’annuncio della loro scoperta nel luglio 2016, Dati Hubble hanno rivelato che TRAPPIST-1b e TRAPPIST-1c non sembravano avere atmosfere di gas dense, suggerendo che potrebbero essere pianeti rocciosi, come la Terra. Sia TRAPPIST-1b che TRAPPIST-1c sono anche piccoli pianeti, all’incirca delle stesse dimensioni della Terra.

“La mancanza di un involucro soffocante di idrogeno-elio aumenta le possibilità di abitabilità su questi pianeti”, afferma Nicola Lewis, poi dello Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, secondo una dichiarazione a Nasa al tempo.

“Se avessero un significativo involucro di idrogeno-elio, non c’è alcuna possibilità che uno dei due possa potenzialmente supportare la vita perché l’atmosfera densa si comporterebbe come una serra”, spiega.

Da allora, gli scienziati hanno scoperto altri quattro pianeti in orbita attorno a TRAPPIST-1. Questo è interessante perché il nostro Sistema Solare ha otto pianeti in orbita attorno a una singola stella, quindi è un numero simile di pianeti, ma i due sistemi sembrano molto diversi l’uno dall’altro.

“Questa è una stella davvero piccola che ha sette pianeti che sono tutti [similar to the] dimensioni della Terra”, spiega Colòn. “Alcuni di quei pianeti sono nella Zona Riccioli d’Oro.”

La Goldilocks Zone, per chiarimenti, è il nome dato all’area abbastanza vicina e abbastanza lontana da una stella in cui un pianeta potrebbe sostenere in modo fattibile l’acqua liquida in superficie, un ingrediente chiave per l’abitabilità.

Il telescopio spaziale Spitzer della NASA e i telescopi terrestri hanno successivamente aiutato a confermare due dei pianeti trovati nel 2016 e hanno scoperto tutti gli altri pianeti in orbita usando il metodo del transito. La missione Spitzer si è conclusa gennaio 2020, ma quando faceva scienza osservava il sistema per più di 1.000 ore. Anche Keplero, anch’egli ora in pensione, studiò il sistema. Ora, spetterà al James Webb Space Telescope continuare questo lavoro.

“Ognuno di quei sette pianeti sarà osservato da Webb in qualche modo”, conferma Colòn.

TRAPPIST-1 vs. il sistema solare

TRAPPIST-1 ha sette pianeti in orbita, quasi tanti quanto la nostra stessa stella. Ma i pianeti TRAPPIST sono piuttosto diversi dalle sfere che conosciamo meglio.

Tutti i pianeti TRAPPIST orbitano molto vicino alla loro stella, infatti sono così vicini alla loro stella che le loro orbite si adatterebbero tutte all’orbita di Mercurio, che è il pianeta più vicino al Sole. TRAPPIST-1b orbita attorno alla stella in soli 1,5 giorni, ma ha dimensioni e massa simili alla Terra.

È qui che le cose si fanno interessanti: tutti i pianeti TRAPPIST sono tutti di dimensioni simili tra loro e tutti sembrano essere pianeti rocciosi. Infatti, il pianeti TRAPPISTI tutti sembrano sospettosamente simili alla Terra.

“Alcuni di loro non sono affatto abitabili: sono troppo caldi o troppo freddi”, dice Colòn. “Webb sarà ancora in grado di fornirci un ampio progetto comparativo in cui possiamo dire: questi pianeti hanno qualcosa di simile o in comune? Perché sono di dimensioni così simili e si sono formati attorno alla stessa stella”.

Combinando osservazioni dirette con modelli computerizzati, gli scienziati ritengono che i pianeti TRAPPIST abbiano a densità commisurati al fatto che siano pianeti rocciosi, ma è difficile distinguere le loro caratteristiche da tali misurazioni, ad esempio se sono più simili alla Luna – sterile e grigia – piuttosto che alla Terra – bagnata e verde.

“Le densità, sebbene importanti indizi sulla composizione dei pianeti, non dicono nulla sull’abitabilità”, ha affermato Brice-Olivier Demory in un dichiarazione alla NASA nel 2018. Demory è coautore di uno studio dettagliando le caratteristiche dei pianeti e un professore all’Università di Berna. Ad esempio, sebbene i pianeti non siano giganti gassosi gonfi, potrebbero comunque dimostrare di avere condizioni più simili a Marte o Venere che alla Terra.

Alcuni dei pianeti TRAPPIST sembrano contenere anche quantità significative di acqua, anche se non è noto se quest’acqua possa esistere come liquido su una qualsiasi delle superfici dei pianeti nello stesso modo in cui fa qui sulla Terra. Alcuni dei pianeti TRAPPIST potrebbero essere più simili a mondi oceanici, mentre quelli più lontani dalle loro stelle potrebbero essere molto più aridi o ghiacciati.

Come Webb studierà TRAPPIST-1

Queste differenze e punti in comune con il nostro pianeta e il sistema solare sono, tuttavia, ciò che rende il sistema TRAPPIST così intrigante da studiare per Webb, afferma Colòn.

“È una delle prime vere opportunità che abbiamo per studiare letteralmente sette pianeti attorno alla stessa stella”, afferma Colòn. La posta in gioco è rispondere a una domanda che è sia scientifica che filosofica: perché siamo qui?

“Ogni singolo pianeta, anche quello delle dimensioni di Giove, aiuta davvero la nostra comprensione di come si è formato il nostro Sistema Solare”, afferma Colòn.

“Ci sono molti altri pianeti che esistono là fuori che sono e così tanti sono diversi dal nostro. Ciò solleva una domanda: come si è formato il nostro Sistema Solare esattamente come necessario? E la nostra architettura del Sistema Solare è qualcosa che è necessario affinché la vita si formi?

“Se la Terra è l’unico pianeta vivibile che conosciamo”, continua, “allora dobbiamo saperlo perché se questo è l’unico pianeta, allora dobbiamo salvare il nostro pianeta, giusto?”