Giovedì 17 aprile presso le OGR Torino si è tenuto un talk intitolato Caccia ai nuovi mondi, alla ricerca della Terra 2.0. L’incontro è stato condotto da Roberto Ragazzoni, professore ordinario al Dipartimento di fisica e astronomia dell’Università di Padova e presidente dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, e Alessandro Sozzetti, dirigente di ricerca e attuale direttore dell’Osservatorio Astrofisico di Torino.

Durante la conferenza sono stati ripercorsi i trent’anni di ricerche e scoperte che hanno portato all’individuazione di migliaia di pianeti al di fuori del nostro sistema solare: gli esopianeti.

L’articolo propone di rivedere e approfondire i temi trattati dai due relatori.

La scoperta degli esopianeti

Sono stati Michel Gustave Édouard Mayor e Didier Queloz, astronomi svizzeri, ad aver scoperto nel 1995 51 Pegasi b, il primo esopianeta in orbita attorno a una stella di sequenza principale, ossia nella fase più duratura e stabile della sua vita, come ad esempio il Sole. 51 Pegasi B impiega circa 4 giorni terrestri a compiere un’orbita intorno alla propria stella e la sua temperatura superficiale supera circa gli 800 °C.

Di che cosa si tratta?

Gli esopianeti, chiamati anche pianeti extrasolari, sono pianeti non appartenenti al sistema solare, ovvero orbitano attorno ad una stella diversa dal Sole; attualmente ne risultano conosciuti 7414.
La scoperta di un mondo al di fuori del nostro sistema solare – per la prima volta, non mera fantascienza, ma realtà scientifica – fu straordinaria.
La metodologia usata era basata sulla spettroscopia: essa consiste nella misurazione delle piccole variazioni della velocità della stella madre causate dalla gravità dell’esopianeta in orbita.

Nuove classi di pianeti

Gli esopianeti possono essere classificati in diverse tipologie:

• Super-Terre: pianeti terrestri, possono possedere o non possedere atmosfere. Hanno una massa maggiore della Terra ma minore rispetto a Nettuno (1,02∙10²⁶ kg);
• Super-Nettuniani: la loro dimensione è maggiore rispetto a quella di Nettuno ma inferiore rispetto a pianeti gassosi come Giove (1,8986×10²⁷ kg) e Saturno (5,69∙10²⁶ kg);
• Sub-Nettuniani: la loro massa è maggiore rispetto a quella della Terra ma minore rispetto a quella di Nettuno.

La linea della neve

La linea della neve, nota anche come frost line, indica la distanza da una stella a cui temperatura è talmente bassa da consentire a composti contenenti idrogeno, come l’acqua, di solidificarsi. Nel nostro sistema solare si trova tra le orbite di Marte e Giove.
All’interno di questa linea l’acqua si trova allo stato di vapore ed è più probabile la formazione di piccoli pianeti rocciosi, come ad esempio la Terra. Al di fuori, invece, l’acqua sotto forma di ghiaccio genera degli agglomerati di ghiaccio e polveri che possono dar vita a pianeti massivi e gassosi, come Giove.

La zona abitabile

Questo termine è usato per indicare la regione intorno ad una stella dove, teoricamente, è possibile per un pianeta mantenere acqua allo stato liquido sulla sua superficie.
Attualmente circa 40 pianeti si trovano nella fascia di abitabilità, ma di pochi conosciamo precisamente massa e raggio, dati essenziali per determinarne la composizione.

Le nane rosse

La maggior parte di questi pianeti orbita attorno a stelle fredde (la loro temperatura è di circa 3.500 °K, rispetto ai quasi 6.000 del Sole) e piccole: le nane rosse.
Pur appartenendo alla fascia di abitabilità, i pianeti che vi orbitano attorno potrebbero essere regolarmente colpiti da intense radiazioni e da plasma e particelle energetiche provenienti dall’attività delle nane rosse, che emettono brillamenti (esplosioni energetiche causate dall’attività magnetica) e potenti espulsioni di materiale dalla loro superfice. Queste condizioni potrebbero quindi compromettere lo sviluppo o quanto meno la stabilità di un’atmosfera sui pianeti, rendendoli potenzialmente inospitali.
Ad oggi, Teegarden b è l’esopianeta con il più alto indice di somiglianza con il nostro mondo e ha una temperatura simile a quella di Marte, vicina ai -47 °C.

Occhi sul cosmo

L’atmosfera terrestre limita la precisione delle osservazioni, motivo per cui l’osservazione con telescopi dallo spazio è cruciale. 4 missioni spaziali hanno rivoluzionato gli ultimi anni di ricerca di esopianeti:

• CoRoT: è stata una missione di un’agenzia spaziale francese iniziata nel 2007 e terminata nel 2013. Ha misurato con grande precisione la variazione di luminosità delle stelle intorno alle quali orbitano i pianeti;
• Kepler: missione della NASA durata dal 2009 al 2018, il cui scopo era monitorare una parte della regione specifica della Via Lattea;
• TESS: anch’essa appartenente alla NASA, dal 2018 ad oggi esamina le stelle più luminose vicino alla Terra;
• CHEOPS: anch’essa ancora attiva dal 2019, con lo scopo di misurare le dimensioni di esopianeti la cui massa è già nota, così da determinarne la densità al fine di classificarli come gassosi o rocciosi.

Per la fine del 2026 è previsto il lancio di PLATO: 26 telescopi osserveranno centinaia di migliaia di stelle per almeno sei anni. L’obiettivo è scoprire nuovi pianeti rocciosi e studiarne la possibile abitabilità.

A 30 anni dalla scoperta di 51 Pegasi b, gli esopianeti noti sono già migliaia. La domanda più importante è ormai quali e quanti potrebbero ospitare la vita.

Siamo da soli nell’universo? Potremmo essere più vicini che mai alla risposta.

Giulia Frontino

Fonti di supporto:

https://www.astrospace.it/2023/10/06/la-storia-della-scoperta-del-primo-esopianeta/

https://www.focus.it/scienza/spazio/il-primo-esopianeta-osservato-direttamente

https://www.passioneastronomia.it/gli-esopianeti-spiegati/#le-tipologie-di-esopianeti

https://oggiscienza.it/2016/07/15/linea-neve-sistema-planetario/index.html

https://www.media.inaf.it/2017/08/01/zona-abitabile/

https://www.media.inaf.it/2015/11/18/vita-dura-attorno-alle-nane-rosse/

https://phl.upr.edu/press-releases/teegardens-star-a-nearby-system-with-two-potentially-habitable-worlds

https://www.esa.int/Space_in_Member_States/Italy/Aspettando_COROT