L’ETÀ DEI PIANETI DISCRIMINANTE PER L’ABITABILITÀ

Acqua esoplanetaria: questione di compleanni

Da una ricerca dell’Università di Berna uno strumento in più per individuare pianeti extrasolari potenzialmente abitabili: un modello che calcola la quantità di volatili (acqua e gas) presenti in un esopianeta a partire da misure accurate di massa, dimensione ed età del sistema planetario di appartenenza. Il commento di Isabella Pagano

La superficie di un pianeta extrasolare, nel rendering di un artista. Crediti: IAU / L. Calçada.

La superficie di un pianeta extrasolare, nel rendering di un artista. Crediti: IAU / L. Calçada.

Da un studio dell’Università di Berna, appena pubblicato su Astronomy & Astrophysics ecco un nuovo strumento per determinare l’abbondanza di acqua sulle centinaia di esopianeti in orbita attorno a stelle lontano che grazie all’instancabile lavoro degli astrofisici vengono scoperti quotidianamente. E ormai siamo prossimi a quota 3500!

L’acqua è un elemento fondamentale per la vita sulla Terra. L’assenza di acqua sul pianeta, come pure una sua presenza in quantità troppo elevate, inciderebbe in modo decisivo sull’abitabilità del nostro mondo. Pertanto, è naturale che determinare l’abbondanza di acqua su pianeti esterni al nostro Sistema sia una conditio sine qua non per cercare forme di vita evolute su esopianeti vicini e lontani.

Secondo Yann Alibert – Science Officer of Planets presso l’Università di Berna e fra i massimi esperti al mondo di modelli strutturali e di evoluzione planetaria – un fattore determinante potrebbe essere non la massa, né la dimensione, bensì l’età dei pianeti extrasolari a dirci quanta acqua c’è là fuori e se la vita, per come la conosciamo, si sia o no sviluppata su una Terra lontana.

Oggi, grazie ai telescopi spaziali, gli astronomi sono in grado di misurare con precisione il raggio di un esopianeta che transita di fronte alla sua stella ospite. Da qui calcolarne la densità non è difficile. Ma questo non vuol dire che possiamo dire di cosa sia fatto esattamente. L’acqua potrebbe esserci, insomma, ma non possiamo escludere altri risultati. Potrebbe trattarsi di corpi costituiti da una combinazione di silicati e ferro ad alta densità e gas a bassa densità.

C’è bisogno di un terzo dato: l’età. Alibert ci è arrivato quasi per caso un paio di anni fa quando, preparando una conferenza, si è interrogato su quali sarebbero i vantaggi di conoscere l’età delle stelle che ospitano i pianeti extrasolari che abbiamo individuato con il sistema dei transiti. Per quanto ne sappiamo, età di stelle e pianeti di un Sistema non varia poi troppo. Ne segue che, calcolando l’età delle stelle ospite possiamo facilmente dedurre i compleanni di un pianeta extrasolare.

«È un po’ come guardare a un insieme di individui», spiega Alibert. «Misurare quanto sono alti i singoli membri del gruppo, conoscere il peso di ciascuna persona, non ci dice poi molto. Quando invece scopriamo l’età di un individuo possiamo ipotizzare qualcosa di più: nei giovani ci aspettiamo più muscoli, per esempio. Anche in astronomia funziona così». L’evoluzione nel tempo di un raggio planetario dipende dalla quantità di acqua ghiacciata di cui il pianeta è composto. Cambia la quantità di ghiaccio e cambia anche la capacità termica di un corpo e a seguire la sua energia gravitazionale. Si tratta di una differenza minima, ma bastevole per essere statisticamente misurata comparando due pianeti di massa simile ma diversa età. E si finisce per avere una stima piuttosto precisa della quantità di acqua presente su un corpo.

Con MediaINAF abbiamo raggiunto Isabella Pagano, dell’INAF di Catania e responsabile scientifico per l’Italia delle future missioni spaziali CHEOPS (Characterizing ExOPLanet Satellite) e PLATO (Planetary Transits and stellar Oscillations) dell’Agenzia spaziale europea. A lei abbiamo chiesto un commento sul lavoro condotto dal gruppo di Albert a Berna.

«Per la maggior parte dei pianeti di piccola massa – come la Terra o corpi di dimensioni non superiori a quelle di Nettuno – a oggi conosciuti, possiamo fare affidamento su poche misure dirette e accurate», spiega Pagano. «Quando abbiamo la massa, quasi mai abbiamo il raggio e viceversa. L’età spesso è poco precisa. È grazie alle future missioni CHEOPS e TESS che contiamo di misurare con grande precisione massa e raggio di pianeti con orbita vicino alla loro stella. Con la missione PLATO, poi, potremo davvero fare un grande passo in avanti nelle nostre ricerche: sarà lui a fornirci misure accurate di massa, raggio ed età di moltissimi pianeti, inclusi quelli più simili alla Terra e che percorrono orbite simili in rapporto con la stella ospite. Il modello di Alibert sarà allora importantissimo per selezionare tra questi nuovi pianeti quelli più idonei alla presenza di acqua, e quindi meritevoli di essere ulteriormente investigati con gli strumenti di punta che saranno disponibili a partire dalla seconda metà del prossimo decennio, E-ELT in prima fila».