I due esopianeti che potrebbero essere per lo più fatti d’acqua. La scoperta dell’Università di Montreal

"È la prima volta che osserviamo pianeti che possono essere identificati con sicurezza come mondi acquatici, un tipo di pianeta la cui esistenza è stata teorizzata dagli astronomi da molto tempo” dichiarano gli scienziati

Le prove che due esopianeti, in orbita attorno ad una stella nana rossa, possano essere “mondi acquatici”, cioè pianeti in cui l’acqua costituisce una grande frazione del loro volume, sono state trovate dagli astronomi dell’Université de Montréal, in Canada. Questi mondi, situati in un sistema planetario a 218 anni luce di distanza nella costellazione della Lira, sono diversi da tutti i pianeti del Sistema Solare. Uno studio dettagliato di questo sistema planetario, noto come Kepler-138, è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy. “In precedenza pensavamo che i pianeti un po’ più grandi della Terra fossero grandi sfere di metallo e roccia, come versioni ingrandite della Terra, ed è per questo che li abbiamo chiamati super-Terre”, ha affermato Björn Benneke, a capo del gruppo di ricerca. “Tuttavia, ora abbiamo dimostrato che questi due pianeti, Kepler-138c e d, sono di natura abbastanza diversa: una grande frazione del loro intero volume è probabilmente composta da acqua. È la prima volta che osserviamo pianeti che possono essere identificati con sicurezza come mondi acquatici, un tipo di pianeta la cui esistenza è stata teorizzata dagli astronomi da molto tempo”. La dottoranda Caroline Piaulet del Trottier Institute for Research on Exoplanets (iREx) presso l’Université de Montréal, che fa parte del gruppo di ricerca di Björn Benneke, ha osservato gli esopianeti Kepler-138c e Kepler-138d con i telescopi spaziali Hubble e Spitzer della Nasa. Nella sua ricerca ha scoperto che i pianeti, che sono circa una volta e mezza le dimensioni della Terra, potrebbero essere composti in gran parte da acqua. Questi pianeti e un compagno planetario più vicino alla stella, Kepler-138b, erano stati scoperti in precedenza dal Kepler Space Telescope della Nasa.

L’acqua non è stata rilevata direttamente, ma confrontando le dimensioni e le masse dei pianeti con i modelli, gli autori hanno concluso che una frazione significativa del loro volume – circa la metà – dovrebbe essere costituita da materiali più leggeri della roccia, ma più pesanti dell’idrogeno o l’elio (che costituiscono la maggior parte dei pianeti giganti gassosi, come Giove). Il più comune di questi materiali candidati è proprio l’acqua. “Immagina versioni più grandi di Europa o Encelado, le lune ricche d’acqua in orbita attorno a Giove e Saturno, ma portate molto più vicine alla loro stella”, ha spiegato Piaulet. “Invece di una superficie ghiacciata, Kepler-138c e d ospiterebbero grandi involucri di vapore acqueo”. Con volumi più di tre volte quelli della Terra e masse due volte più grandi, i pianeti c e d hanno densità molto più basse della Terra. Questo è sorprendente perché la maggior parte dei pianeti appena più grandi della Terra che sono stati studiati in dettaglio finora sembravano tutti mondi rocciosi. Il confronto più vicino ai due pianeti, hanno affermato i ricercatori, sarebbero proprio alcune delle lune ghiacciate nel Sistema Solare esterno, anch’esse in gran parte composte da acqua, che circonda un nucleo roccioso. Ma gli autori hanno avvertito che i pianeti potrebbero non avere oceani come quelli sulla Terra direttamente sulla superficie del pianeta, ma sembrare più delle bolle di vapore acqueo.

“La temperatura nelle atmosfere di Kepler-138c e Kepler-138d è probabilmente superiore al punto di ebollizione dell’acqua”, ha detto Piaulet. “È per questo che ci aspettiamo un’atmosfera densa e composta da vapore acqueo su questi pianeti. Solo sotto quell’atmosfera di vapore potrebbe potenzialmente esserci acqua liquida ad alta pressione, o anche acqua in un’altra fase che si verifica ad alte pressioni, chiamata fluido supercritico”. Recentemente, un altro team dell’Università di Montreal ha trovato un altro pianeta, chiamato TOI-1452 b, che potrebbe essere potenzialmente ricoperto da un oceano di acqua liquida, ma sarà necessario il James Webb Space Telescope della Nasa per studiarne l’atmosfera e confermare la presenza dell’oceano. Di oggi anche la notizia della scoperta da parte di un altro team internazionale di ricercatori, tra cui alcuni dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), in Italia, della presenza di due pianeti di massa comparabile a quella della Terra in orbita attorno alla stella GJ 1002, una nana rossa distante solo 16 anni luce. Entrambi i pianeti orbitano all’interno della zona del sistema considerata potenzialmente abitabile. “Man mano che i nostri strumenti e le nostre tecniche diventano abbastanza sensibili da trovare e studiare pianeti che sono più lontani dalle loro stelle, potremmo iniziare a trovare molti più mondi acquatici come Kepler-138 c e d”, ha concluso Benneke.

Foto: Benoit Gougeon, Università di Montréal

Alessandro Berlingeri