NASA, 7 domande (e risposte) per 7 pianeti: le cose da sapere sul “nuovo Sistema Solare”

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Rappresentazione artistica della stella TRAPPIST-1 e dei sette pianeti simili alla Terra che le orbitano intorno NASA/JPL-Caltech

Come probabilmente avrete già sentito (specie se ieri sera avete seguito con noi la diretta), la NASA ha annunciato l'individuazione di sette pianeti simili alla Terra che si trovano nella cosiddetta "zona abitabile" della stella intorno alla quale orbitano. In particolare, tre di questi sembrano avere alte probabilità di avere acqua allo stato liquido sulla superficie, cosa che li renderebbe degli ottimi candidati per essere dei luoghi sui quali si è sviluppata la vita.

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Quanto individuato grazie a Spitzer è stato definito "emozionante" e "di straordinaria valenza scientifica" da Gianluca Masi, astrofisico e curatore del Virtual Telescope Project. "È ancora presto per considerazioni ulteriori, inclusa la presenza o meno di forme di vita, ma negli ultimi 20 anni circa abbiamo conosciuto progressi così rapidi che presto avremo anche gli strumenti per raffinare queste indagini", ha spiegato Masi a IBTimes Italia.

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La scoperta è di notevolissima importanza per diversi motivi, non ultimo il rappresentare una tappa importante nella ricerca di vita nell'universo: lo ha tranquillamente ammesso anche Thomas Zurbuchen, amministratore associato del direttorato NASA per le missioni scientifiche. Proviamo quindi a capire meglio la portata di questa scoperta con 10 domande (e risposte) che speriamo possano chiarire tutti i dubbi sull'argomento.

1) In sintesi, cosa è stato scoperto?

Grazie al telescopio spaziale Spitzer della NASA è stato possibile individuare 7 pianeti con dimensioni simili alla Terra che orbitano nella cosiddetta zona abitabile di TRAPPIST-1, una stella nana rossa ultrafredda situata a 39,5 anni luce di distanza dal Sistema Solare nella costellazione dell'Acquario. Si tratta di un record: mai un così alto numero di corpo celesti era stato individuato nella zona abitabile di una sola stella.

trappist-1 Il sistema dei pianeti intorno alla stella TRAPPIST-1  NASA

Quando in astronomia si parla di "zona abitabile" si parla di quella regione nello spazio nella quale un pianeta è ad una distanza sufficiente dalla sua stella da ricevere la giusta quantità di calore ma non così vicino da non permettere la presenza di acqua allo stato liquido sulla superficie. Quest'ultimo aspetto è considerato fondamentale per lo sviluppo della vita come la conosciamo.

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Tutti e sette i pianeti individuati intorno a TRAPPIST-1 rispondono a questa caratteristica, ma per tre di questi la probabilità che sulla superficie si trovi dell'acqua è decisamente alta. Le prossime osservazioni cercheranno proprio di stabilire la presenza di acqua su questi corpi celesti. 

2) Quindi TRAPPIST-1 è una stella simile al nostro Sole?

No. Il Sole è una nana gialla, mentre TRAPPIST-1 è una nana rossa ultrafredda, ossia con una temperatura effettiva intorno ai 2.400-2.500°C. Per fornire un raffronto, quella del Sole è di circa 5.500°C. Inoltre, esiste una notevole differenza anche in termini di "taglia": approssimativamente TRAPPIST-1 ha l'8% della massa e l'11% del raggio del Sole.

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Inoltre, paragonata alla nostra stella, è decisamente più "giovane": 500 milioni di anni contro 4,6 miliardi di anni. Infine, la sua luminosità è pari ad appena lo 0,04% di quella del Sole. Tutto questo fa sì che la zona abitabile di questo sistema stellare sia molto più vicina alla stella rispetto a quanto non avvenga col Sistema Solare.

I sette pianeti potenzialmente abitabili in orbita intorno a TRAPPIST-1 si trovano infatti ad una distanza dalla loro stella inferiore a quella che separa Mercurio dal Sole. Questo permette comunque una distanza sufficiente da far arrivare calore e luce sufficienti, vista la ridotta temperatura della stella.

transito trappist pianeti Rappresentazione artistica del transito di alcuni dei pianeti davanti alla stella TRAPPIST-1  NASA/JPL-Caltech

3) Come sono stati individuati questi pianeti?

Nel corso degli anni, gli scienziati hanno sviluppato diversi metodi per l'individuazione degli esopianeti, ossia quei pianeti che orbitano intorno a stelle diverse dal Sole. Il più conosciuto, nonché quello che ha garantito il maggio numero di scoperte, è il cosiddetto "metodo del transito".

Quando un pianeta transita tra la sua stella ed un punto di osservazione (in questo caso il telescopio spaziale Spitzer) la luminosità osservabile dell'astro subisce una diminuzione: calcolando la portata di questa diminuzione e conoscendo le dimensioni della stella è possibile effettuare una stima abbastanza precisa delle dimensioni del pianeta.

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Individuazione di esopianeti: il metodo del transito Individuazione di esopianeti: il metodo del transito  Wikimedia Commons-PD/Henrykus

Si tratta di una metodologia con diversi limiti, non ultimo un consistente numero di falsi positivi ed una notevole difficoltà nell'avere un allineamento che permetta di compiere un'osservazione di questo tipo. Prendiamo come esempio una stella delle dimensioni del Sole, con un pianeta che orbita ad una distanza di 1 unità astronomica (UA, ossia la distanza media Terra-Sole, pari a circa 150 milioni di chilometri): in un caso del genere la possibilità di avere un allineamento utile per applicare il metodo del transito è pari allo 0,47%.

Ad ogni modo, gli astronomi non sfruttano i telescopi spaziali puntandoli su una stella alla volta, ma controllano vastissime porzioni di cielo che comprendono decine se non centinaia di migliaia di stelle: in questo modo le possibilità di trovare i corretti allineamenti con molte di loro cresce di molto, ed è per questo che il metodo del transito è uno dei più sfruttati per l'individuazione degli esopianeti. A differenza di ciò che potete vedere qui sopra nel (molto simpatico) doodle che Google ha dedicato alla scoperta, i pianeti non sono stati direttamente osservati.

4) Cosa rende questi sette pianeti simili alla Terra?

Principalmente le loro dimensioni: i sette pianeti hanno dimensioni comprese fra 1,127 (TRAPPIST-1G) e 0,755 (TRAPPIST-1H) raggi terrestri. Inoltre, si tratta di corpi celesti presumibilmente rocciosi, anche se i dati sulla massa e la densità (oltre a quelli sulla presenza d'acqua) arriveranno grazie alle prossime osservazioni.

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comparazione pianeti trappist Una comparazione tra le caratteristiche dei 7 pianeti in orbita intorno alla stella TRAPPIST-1 e quelle dei 4 pianeti del Sistema Solare interno  NASA/JPL-Caltech

5) Come saranno questi pianeti sulla superficie?

A parte supporre che siano rocciosi e che ci sia acqua allo stato liquido sulla superficie non si possono fare altro che congetture su cosa vedrebbe una persona su uno di questi pianeti quando si guarda in giro. Anche se in effetti un'ipotesi si può fare, e per di più molto affascinante: il cielo potrebbe essere uno spettacolo incredibile.

Probabilmente tutti gli altri pianeti sarebbero infatti chiaramente visibili ad occhio nudo, e non come piccoli punti da distinguere tra le altre stelle ma con una dimensione addirittura superiore a quella della Luna nel cielo terrestre. La NASA ipotizza che possano essere visibili addirittura le caratteristiche geografiche e persino le formazioni nuvolose sugli altri corpi celesti.

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trappist pianeti Rappresentazione artistica della superficie di TRAPPIST-1f  NASA/JPL-Caltech

Per il resto, qualsiasi altra ipotesi sarebbe un azzardo: non possiamo neppure essere sicuri che questi pianeti non siano gravitazionalmente "bloccati", ossia che siano in rotazione sincrona rispetto alla loro stella. In altre parole: proprio come la Luna rispetto alla Terra, questi pianeti potrebbero rivolgere sempre la stessa faccia alla loro stella. Questo significherebbe che ognuno di loro avrebbe un lato costantemente illuminato ed uno sempre all'ombra, con differenze climatiche enormi tra le due parti. Esiste una seria possibilità che le cose stiano proprio così, ma al momento non lo sappiamo.

6) Ci può davvero essere della vita su questi pianeti?

Per quanto persino dalla NASA si mostrino possibilisti in questo senso, è necessario essere estremamente cauti: esiste un'enorme differenza fra "potenzialmente abitabile" ed "abitabile", così come ce n'è una ancora più grande fra "abitabile" ed "abitato". Fatta questa doverosa premessa, la risposta è: sì.

Ovviamente bisogna cercare di capire cosa si intenda per "vita": in primo luogo, come detto il sistema stellare di TRAPPIST-1 è relativamente giovane, il che rende difficile che nei pianeti in questione possa essere avvenuta un'evoluzione come quella che ha caratterizzato la Terra. Quindi niente alieni, astronavi, città futuristiche e qualsiasi altra cosa uscita dalla fantascienza possa venirvi in mente.

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Ciò non toglie che però potrebbero comunque esistere forme di vita a livello microbico, specie se effettivamente ci fosse acqua sulla superficie, una condizione che come detto è possibile alle giuste condizioni atmosferiche su tutti e sette i pianeti ma decisamente più probabile per tre di questi.

"Questa scoperta potrebbe essere un pezzo significativo nel puzzle del trovare ambienti abitabili, luoghi che siano favorevoli alla vita", ha spiegato Thomas Zurbuchen, amministratore associato del direttorato per le missioni scientifiche della NASA. "Rispondere alla domanda 'Siamo da soli?' è una massima priorità scientifica e trovare così tanti pianeti come questi per la prima volta nella zona abitabile è un notevole passo in avanti verso quell'obiettivo. La scoperta ci dà un indizio del fatto che trovare una seconda Terra non sia solo una questione di 'se', ma di 'quando' ".

7) Quali saranno adesso i prossimi passi?

I "prossimi passi" sono in effetti già iniziati: il telescopio spaziale Hubble ha già iniziato a monitorare quattro dei sette pianeti, inclusi i tre con le maggiori probabilità di avere acqua allo stato liquido sulla superficie. Lo scopo principale di queste prime osservazioni è quello di verificare la presenza di atmosfere con una forte presenza di idrogeno, tipiche di giganti gassosi come Nettuno.

Per il resto, le future attività in relazione a questo sistema stellare possono essere divise in due: quelle a breve termine e quelle a medio termine. Le prime comprendono le osservazioni che, oltre che con Hubble, saranno effettuate con Kepler e con lo stesso Spitzer. Il primo obiettivo sarà quello di definire il periodo orbitale di TRAPPIST-1h, il più esterno dei sette pianeti. Inoltre sarà effettuata una ricerca di ulteriori pianeti in orbita intorno a TRAPPIST-1. 

Rappresentazione artistica del telescopio spaziale Spitzer Rappresentazione artistica del telescopio spaziale Spitzer  NASA/JPL-Caltech

Unendo i dati raccolti in questo modo a quelli delle osservazioni che saranno effettuate da terra sarà possibile raccogliere numerose misurazioni dei tempi di transito per ognuno dei pianeti, il che contribuirà a comprendere masse ed eccentricità orbitali di questi oggetti. Inoltre, sarà possibile confermare se questi pianeti siano o meno prevalentemente rocciosi e se sia presente dell'acqua.

Per quanto riguarda invece il medio termine, questo riguarderà il lungo lavoro di definizione delle caratteristiche atmosferiche dei sette pianeti. Oltre al lavoro già iniziato con Hubble, è presumibile che a questo scopo sarà sfruttato anche il James Webb Space Telescope, il "successore tecnologico" di Hubble, che sarà lanciato nel 2018.

Il James Webb avrà infatti maggiori probabilità di misurare la temperatura di questi pianeti e di rilevarne la composizione chimica dell'atmosfera, osservando decine e decine di "eclissi" dei pianeti orbitanti intorno a TRAPPIST-1. Il fatto che questi corpi celesti siano così ravvicinati rappresenta un vantaggio, in quanto sarà possibile effettuare delle comparazioni.