A soli 50 anni luce dalla Terra, ce ne sono circa 1, 560 stelle, probabilmente orbitato da diverse migliaia di pianeti. Circa un migliaio di questi pianeti extrasolari, noti come esopianeti, potrebbero essere rocciosi e avere una composizione simile a quella terrestre. Alcuni possono persino ospitare la vita. Oltre il 99% di questi mondi alieni rimane sconosciuto, ma questo sta per cambiare.

Con il nuovo telescopio spaziale TESS per la caccia di esopianeti della NASA, è in corso la ricerca in tutto il cielo di possibili pianeti abitabili vicino al nostro sistema solare. TESS, in orbita attorno alla Terra ogni 13,7 giorni, e i telescopi terrestri sono pronti a trovare centinaia di pianeti nei prossimi anni. Ciò potrebbe trasformare la comprensione da parte degli astronomi dei mondi alieni che ci circondano e fornire obiettivi da scansionare con telescopi di prossima generazione alla ricerca di tracce di vita. In poco più di un anno, TESS ha identificato più di 1, 200 candidati planetari, 29 dei quali gli astronomi hanno già confermato come pianeti. Data la capacità unica di TESS di cercare simultaneamente decine di migliaia di stelle alla ricerca di pianeti, la missione dovrebbe produrre oltre 10, 000 nuovi mondi.

Questi sono tempi entusiasmanti per gli astronomi e, specialmente, per quelli di noi che esplorano gli esopianeti. Siamo membri del progetto di caccia al pianeta EDEN, che supporta anche il lavoro di TESS. Usiamo i telescopi a terra e nello spazio per trovare esopianeti e comprenderne le proprietà e il potenziale per ospitare la vita.

Mondi sconosciuti intorno a noi

I mondi intorno a noi attendono di essere scoperti. Prendere, Per esempio, Prossima Centauri, un senza pretese, debole stella rossa, invisibile senza telescopio. È una di oltre un centinaio di miliardi di stelle simili nella nostra galassia, insignificante tranne che per il suo status di nostro vicino di casa. Orbiting Proxima è un mondo affascinante ma misterioso, chiamato Proxmia b, scoperto solo nel 2016.

Gli scienziati sanno sorprendentemente poco di Proxima b. Gli astronomi chiamano il primo pianeta scoperto in un sistema "b". Questo pianeta non è mai stato visto con occhi umani o con un telescopio. Ma sappiamo che esiste a causa della sua attrazione gravitazionale sulla sua stella ospite, che fa oscillare leggermente la stella. Questa leggera oscillazione è stata riscontrata nelle misurazioni raccolte da un grande, gruppo internazionale di astronomi da dati presi con più telescopi terrestri. Proxima b molto probabilmente ha una composizione rocciosa simile a quella terrestre, ma di massa maggiore. Riceve circa la stessa quantità di calore che la Terra riceve dal Sole.

Ed è questo che rende questo pianeta così eccitante:si trova nella zona "abitabile" e potrebbe avere proprietà simili a quelle della Terra, come una superficie, acqua liquida, e - chi lo sa? - forse anche un'atmosfera che porta i segni chimici rivelatori della vita.

La missione TESS della NASA è stata lanciata nell'aprile 2018 per cacciare altri pianeti di dimensioni simili alla Terra, ma con un metodo diverso. TESS è alla ricerca di rari eventi di oscuramento che si verificano quando i pianeti passano davanti alle stelle che li ospitano, bloccando un po' di luce delle stelle. Questi eventi di transito indicano non solo la presenza dei pianeti, ma anche le loro dimensioni e orbite.

Trovare un nuovo esopianeta in transito è un grosso problema per gli astronomi come noi perché, a differenza di quelli trovati attraverso oscillazioni stellari, i mondi visti in transito possono essere studiati ulteriormente per determinarne la densità e la composizione atmosferica.

Soli nani rossi

Per noi, gli esopianeti più emozionanti sono quelli più piccoli, che TESS può rilevare quando orbitano attorno a piccole stelle chiamate nane rosse, stelle con masse inferiori alla metà della massa del nostro Sole.

Ciascuno di questi sistemi è unico. Per esempio, LP 791-18 è una stella nana rossa a 86 anni luce dalla Terra attorno alla quale TESS ha trovato due mondi. La prima è una "super-Terra, " un pianeta più grande della Terra ma probabilmente ancora prevalentemente roccioso, e il secondo è un "mini-Nettuno, " un pianeta più piccolo di Nettuno ma ricco di gas e ghiaccio. Nessuno di questi pianeti ha controparti nel nostro sistema solare.

Tra i nuovi pianeti di grandi dimensioni della Terra preferiti dagli astronomi c'è LHS 3884b, una rovente "Terra calda" che orbita intorno al suo sole così velocemente che su di essa potresti festeggiare il tuo compleanno ogni 11 ore.

Non ci sono ancora mondi simili alla Terra

Ma quanto sono simili alla Terra i pianeti delle dimensioni della Terra? La promessa di trovare mondi vicini per studi dettagliati sta già dando i suoi frutti. Un team di astronomi ha osservato la calda super-Terra LHS 3884b con il telescopio spaziale Hubble e ha scoperto che il pianeta è un orribile luogo di vacanza, senza nemmeno un'atmosfera. È solo una roccia nuda con temperature che vanno da oltre 700 C (1300 Fahrenheit) a mezzogiorno allo zero assoluto (-460 Fahrenheit) a mezzanotte.

La missione TESS è stata inizialmente finanziata per due anni. Ma il veicolo spaziale è in ottima forma e la NASA ha recentemente esteso la missione fino al 2022, doubling the time TESS will have to scan nearby, bright stars for transits.

Però, finding exoplanets around the coolest stars—those with temperatures less than about 2700 C (4900 F)—will still be a challenge due to their extreme faintness. Since ultracool dwarfs provide our best opportunity to find and study exoplanets with sizes and temperatures similar to Earth's, other focused planet searches are picking up where TESS leaves off.

The worlds TESS can't find

A maggio 2016, a Belgian-led group announced the discovery of a planetary system around the ultracool dwarf they christened TRAPPIST-1. The discovery of the seven transiting Earth-sized exoplanets in the TRAPPIST-1 system was groundbreaking.

It also demonstrated how small telescopes—relative to the powerful behemoths of our age—can still make transformational discoveries. With patience and persistence, the TRAPPIST telescope scanned nearby faint, red dwarf stars from its high-mountain perch in the Atacama desert for small, telltale dips in their brightnesses. Infine, it spotted transits in the data for the red dwarf TRAPPIST-1, which—although just 41 light-years away—is too faint for TESS's four 10-cm (4-inch) diameter lenses. Its Earth-sized worlds would have remained undiscovered had the TRAPPIST team's larger telescope not found them.

Two projects have upped up the game in the search for exo-Earth candidates around nearby red dwarfs. The SPECULOOS team installed four robotic telescopes—also in the Atacama desert—and one in the Northern Hemisphere. Our Exoearth Discovery and Exploration Network – Project EDEN – uses nine telescopes in Arizona, Italia, Spain and Taiwan to observe red dwarf stars continuously.

The SPECULOOS and EDEN telescopes are much larger than TESS's small lenses and can find planets around stars too faint for TESS to study, including some of the transiting Earth-sized planets closest to us.

The decade of new worlds

The next decade is likely to be remembered as the time when we opened our eyes to the incredible diversity of other worlds. TESS is likely to find between 10, 000 e 15, 000 exoplanet candidates by 2025. By 2030, the European Space Agency's GAIA and PLATO missions are expected to find another 20, 000-35, 000 planets. GAIA will look for stellar wobbles introduced by planets, while PLATO will search for planetary transits as TESS does.

Però, even among the thousands of planets that will soon be found, the exoplanets closest to our solar system will remain special. Many of these worlds can be studied in great detail—including the search for signs of life. Discoveries of the nearest worlds also represent major steps in humanity's progress in exploring the universe we live in. After mapping our own planet and then the solar system, we now turn to nearby planetary systems. Perhaps one day Proxima b or another nearby world astronomers have yet to find will be the target for interstellar probes, like Project Starshot, or even crewed starships. But first we've got to put these worlds on the map.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.