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Una super-Terra a circa 111 anni luce di distanza è “il miglior candidato come pianeta abitabile scoperto finora”, affermano gli astronomi. Questo esopianeta è il primo del suo genere con vapore acqueo nella sua atmosfera.

Per la prima volta per gli astronomi che studiano mondi al di fuori del nostro sistema solare, i dati del telescopio spaziale Hubble hanno rivelato il vapore acqueo nell’atmosfera di un pianeta delle dimensioni della Terra . Sebbene questo esopianeta orbita attorno a una stella più piccola del nostro sole, rientra in quella che è conosciuta come la zona abitabile della stella, la gamma di distanze orbitali in cui sarebbe abbastanza caldo da consentire all’acqua liquida di esistere sulla superficie di un pianeta.

L’esopianeta K2-18b

La scoperta, proviene da anni di osservazioni dell’esopianeta K2-18b, una super-Terra che dista circa 111 anni luce dal nostro sistema solare. 

Scoperto nel 2015 dal veicolo spaziale Kepler della NASA , K2-18b è molto diverso dal nostro mondo di origine: è più di otto volte la massa della Terra, il che significa che è un gigante ghiacciato come Nettuno o un mondo roccioso con un’atmosfera densa e ricca di idrogeno.

L’orbita di K2-18b lo porta anche sette volte più vicino alla sua stella rispetto alla Terra col sole. Ma poiché circonda un tipo di stella rossa fioca nota come M nana, l’orbita la colloca in una zona potenzialmente favorevole alla vita della stella. 

I modelli grezzi prevedono che la temperatura effettiva di K2-18b dovrebbe attestarsi fra -73 e +46 gradi Celsius, e se è riflettente circa quanto la Terra, la sua temperatura di equilibrio sarebbe all’incirca la stessa di quella del nostro pianeta natale.

Il fatto che i ricercatori abbiano rilevato acqua su questo tipo di pianeta favorisce la speranza di trovare mondi abitabili oltre il nostro sistema solare .

Questo è l’unico pianeta che conosciamo, al di fuori del sistema solare che ha la temperatura corretta per supportare l’acqua, ha un’atmosfera e contiene acqua. Queste peculiarità lo rendono il miglior candidato per l’abitabilità che conosciamo in questo momento.

Commenta l’astronomo dell’University College di Londra, Angelos Tsiaras , coautore di uno dei due studi relativi a K2-18b.

Vedere la luce per trovare l’acqua

Negli ultimi due decenni l’astronomia ha subito una rivoluzione. Dalla prima scoperta degli esopianeti nel 1992, gli scienziati hanno catalogato migliaia di mondi alieni in orbita attorno a stelle lontane, alcuni dei quali mostrano segni di atmosfera.

Per una manciata di questi pianeti, gli astronomi hanno persino individuato segni di vapore acqueo atmosferico. Ma in precedenza, i mondi con acqua confermata erano inabitabili per la vita come la conosciamo. Ad esempio, nel 2018, la NASA ha annunciato la scoperta del vapore acqueo nell’atmosfera di WASP-39b , un enorme pianeta delle dimensioni di Saturno in cui di giorno si raggiungono i 776 gradi Celsius.

Vapore acqueo nell’atmosfera

I ricercatori speravano di individuare il vapore acqueo nell’atmosfera di un pianeta più simile alla Terra, in particolare uno nella zona abitabile della sua stella

Questi mondi però sono relativamente piccoli, rendendo straordinariamente difficili le osservazioni delle loro atmosfere. Più grande è il pianeta, più facile è il rilevamento, quindi i ricercatori hanno concentrato i loro sforzi sulle super-terre: pianeti con masse fino a 10 volte quelle del nostro pianeta natale.

Per mettere alla prova K2-18b, l’astronomo dell’Università di Montréal Björn Benneke ha chiesto di usare il telescopio spaziale Hubble per guardare il passaggio della super-Terra di fronte alla sua stella natale, che fa ogni 33 giorni.

Mentre effettua ogni transito, la luce della stella brilla attraverso l’atmosfera di K2-18b. Ma non tutta quella luce stellare riesce a passare, poiché i composti chimici nell’atmosfera assorbono la luce a frequenze rivelatrici. L’acqua, in particolare, assorbe la luce vicino all’infrarosso a lunghezze d’onda specifiche, creando un segno rivelatore del vapore acqueo.

Tra il 2015 e il 2018, il team di Benneke ha utilizzato Hubble per monitorare nove transiti K2-18b. Quando hanno raccolto i set di dati dei transiti e li hanno ripuliti, hanno trovato quel segno rivelatore di vapore acqueo. Benneke e i suoi colleghi hanno pubblicato una versione del loro studio su arXiv , un archivio di articoli scientifici.

Probabilità di pioggia

Indipendentemente, un team guidato da Tsiaras e Ingo Waldmann presso l’University College di Londra ha usato gli stessi dati di Hubble per fare una propria analisi, che appare oggi in Nature Astronomy . Come la squadra di Benneke, anche loro hanno trovato prove del vapore acqueo nell’atmosfera di K2-18b. Nel loro articolo, Tsiaras e Waldmann affermano che statisticamente esiste solo una possibilità su 3000 che i risultati siano un colpo di fortuna .

Oltre a sostenere la ricerca di un pianeta abitabile, la scoperta potrebbe anche aprire la porta alla comprensione del tempo atmosferico alieno. 

Il team di Benneke sottolinea che le condizioni nell’atmosfera di K2-18b potrebbero consentire la formazione di goccioline di acqua liquida, e forse anche la pioggia. Nubi di vapore acqueo sono state trovate in precedenza in nane marroni , enormi oggetti che si librano sul confine tra pianeta e stella. Se i risultati saranno confermati, K2-18b sarebbe il primo esopianeta confermato con nuvole di vapore acqueo.

Entrambi i team di ricerca affermano che gli studi fanno di K2-18b un obiettivo ideale per le missioni di follow-up, tra cui l’imminente James Webb Space Telescope della NASA e il futuro telescopio spaziale ARIEL dell’Agenzia spaziale europea . A differenza di Hubble, questi telescopi saranno in grado di vedere altri gas atmosferici, come metano, ammoniaca e anidride carbonica, e potenzialmente anche marcatori chimici per la vita.

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