Quando il telescopio più potente del mondo verrà lanciato nello spazio quest'anno, gli scienziati scopriranno se i pianeti delle dimensioni della Terra nel nostro "vicinato solare" hanno un prerequisito chiave per la vita:un'atmosfera.

Questi pianeti orbitano attorno a una M-nana, il tipo di stella più piccolo e più comune nella galassia. Gli scienziati attualmente non sanno quanto sia comune per i pianeti simili alla Terra attorno a questo tipo di stella avere caratteristiche che li renderebbero abitabili.

"Come punto di partenza, è importante sapere se piccolo, i pianeti rocciosi in orbita intorno a M-nane hanno atmosfere, " disse Daria Pidhorodetska, uno studente di dottorato nel Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie della UC Riverside. "Se è così, apre la nostra ricerca di vita al di fuori del nostro sistema solare."

Per aiutare a colmare questa lacuna nella comprensione, Pidhorodetska e il suo team hanno studiato se il James Webb Space Telescope, che sarà presto lanciato, o il telescopio spaziale Hubble attualmente in orbita, sono in grado di rilevare le atmosfere su questi pianeti. Hanno anche modellato i tipi di atmosfere che si possono trovare, se esistono, e come possono essere distinti l'uno dall'altro. Lo studio è stato ora pubblicato su Giornale Astronomico .

I coautori dello studio includono gli astrobiologi Edward Schwieterman e Stephen Kane dell'UCR, così come scienziati della Johns Hopkins University, Goddard Space Flight Center della NASA, Cornell University e l'Università di Chicago.

La stella al centro dello studio è una M-nana chiamata L 98-59, che misura solo l'8% della massa del nostro sole. Sebbene piccolo, è a soli 35 anni luce dalla Terra. La sua luminosità e la relativa vicinanza lo rendono un obiettivo ideale per l'osservazione.

Poco dopo che si sono formati, Le nane M attraversano una fase in cui possono brillare di due ordini di grandezza più luminose del normale. La forte radiazione ultravioletta durante questa fase ha il potenziale per prosciugare i loro pianeti orbitanti, evaporando l'acqua dalla superficie e distruggendo molti gas nell'atmosfera.

"Volevamo sapere se l'ablazione era completa nel caso dei due pianeti rocciosi, o se quei mondi terrestri fossero in grado di ricostituire le loro atmosfere, " Disse Pidhorodetska.

I ricercatori hanno modellato quattro diversi scenari atmosferici:uno in cui i mondi L 98-59 sono dominati dall'acqua, quella in cui l'atmosfera è composta principalmente da idrogeno, un'atmosfera di anidride carbonica simile a Venere, e uno in cui l'idrogeno nell'atmosfera è fuggito nello spazio, lasciando solo ossigeno e ozono.

Hanno scoperto che i due telescopi potrebbero offrire informazioni complementari utilizzando osservazioni di transito, che misurano un calo di luce che si verifica quando un pianeta passa davanti alla sua stella. I pianeti L 98-59 sono molto più vicini alla loro stella di quanto la Terra sia al sole. Completano le loro orbite in meno di una settimana, rendendo le osservazioni di transito con il telescopio più veloci ed economiche rispetto all'osservazione di altri sistemi in cui i pianeti sono più lontani dalle loro stelle.

"Ci vorrebbero solo pochi transiti con Hubble per rilevare o escludere un'atmosfera dominata da idrogeno o vapore senza nuvole, " ha detto Schwieterman. "Con un minimo di 20 transiti, Webb ci consentirebbe di caratterizzare i gas nell'anidride carbonica pesante o nelle atmosfere dominate dall'ossigeno".

Dei quattro scenari atmosferici considerati dai ricercatori, Pidhorodetska ha detto che l'atmosfera secca e dominata dall'ossigeno è la più probabile.

"La quantità di radiazioni che questi pianeti stanno ricevendo a quella distanza dalla stella è intensa, " lei disse.

Sebbene possano non avere atmosfere che si prestino alla vita oggi, questi pianeti possono offrire uno sguardo importante su ciò che potrebbe accadere alla Terra in condizioni diverse, e cosa potrebbe essere possibile su mondi simili alla Terra altrove nella galassia.

Il sistema L 98-59 è stato scoperto solo nel 2019, e Pidhorodetska si è detta entusiasta di ricevere maggiori informazioni al riguardo quando Webb verrà lanciato entro la fine dell'anno.

"Siamo sul punto di rivelare i segreti di un sistema stellare che era nascosto fino a poco tempo fa, " Disse Pidhorodetska.