Il telescopio Hubble fornisce le prime indicazioni sul possibile contenuto di acqua dei pianeti TRAPPIST-1

Il 22 febbraio scorso gli astronomi hanno annunciato la scoperta di sette pianeti di dimensioni planetarie che orbitano attorno alla stella nana ultracool TRAPPIST-1, a 40 anni luce di distanza da noi. Questo rende TRAPPIST-1 il sistema planetario con il maggior numero di pianeti simili alla terra scoperti finora.

A seguito di questa scoperta, un team internazionale di scienziati, guidato dall’astronomo svizzero Vincent Bourrier dell’Osservatorio dell’Università di Genève, ha utilizzato lo Space Spacer (STIS) del telescopico spaziale NASA / ESA per studiare la quantità di radiazione ultravioletta ricevuta dai singoli pianeti del sistema. “La radiazione ultravioletta è un fattore importante nell’evoluzione atmosferica dei pianeti”, spiega Bourrier. “Come nella nostra atmosfera, dove la luce solare ultravioletta rompe le molecole, la luce delle stelle ultraviolette può rompere il vapore acqueo nelle atmosfere degli esopianeti in idrogeno e ossigeno”.

A size comparison of the planets of the TRAPPIST-1 system, lined up in order of increasing distance from their host star. The planetary surfaces are portrayed with an artist’s impression of their potential surface features, including water, ice, and atmospheres.
Credit: NASA/R. Hurt/T. Pyle

Mentre le radiazioni ultraviolette a basso contenuto energetico rompono le molecole d’acqua – un processo chiamato photodissociation – i raggi ultravioletti con più energia (radiazioni XUV) e raggi X scaldano l’atmosfera superiore di un pianeta, consentendo ai prodotti di fotodissociazione, idrogeno e ossigeno, di scappare.

Poiché è molto leggero, il gas idrogeno può sfuggire alle atmosfere degli esopianeti ed essere rilevato nel contorno di questi con il telescopio Hubble, agendo così come un possibile indicatore del vapore acqueo atmosferico. La quantità osservata di radiazioni ultraviolette emesse da TRAPPIST-1 suggerisce, infatti, che i pianeti avrebbero potuto perdere gigantesche quantità d’acqua nel corso della loro storia.

Ciò è particolarmente vero per i due pianeti interni del sistema, TRAPPIST-1b e TRAPPIST-1c, che ricevono la maggior quantità di energia ultravioletta. “I nostri risultati indicano che la fuga atmosferica può svolgere un ruolo importante nell’evoluzione di questi pianeti”, racconta Julien de Wit, del MIT, coautore dello studio.

I pianeti interni avrebbero potuto perdere più di venti volte la quantità di acqua contenuta negli oceani della Terra negli ultimi otto miliardi di anni. Tuttavia, i pianeti esterni del sistema – compresi i pianeti e, f e g che sono nella zona abitabile – avrebbero dovuto perdere molta meno acqua, suggerendo che una parte potrebbe essere rimasta sulle loro superfici. I tassi calcolati di perdita dell’acqua così come i tassi di rilascio dell’acqua geofisica favoriscono anche l’idea che i pianeti più esterni e più massicci mantengano l’acqua. Tuttavia, con i dati attualmente disponibili non si possono trarre conclusioni definitive sul contenuto di acqua dei pianeti in orbita intorno a TRAPPIST-1.

“Mentre i nostri risultati suggeriscono che i pianeti esterni siano i migliori candidati dove cercare acqua con il prossimo telescopio spaziale James Webb, evidenziano anche la necessità di studi teorici e osservazioni complementari a tutte le lunghezze d’onda, per determinare la natura dei pianeti TRAPPIST-1 e la loro potenziale abitabilità”, conclude Bourrier.

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