Utilizzando le osservazioni del TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA e di molte altre strutture, due team internazionali di astronomi hanno scoperto un pianeta delle dimensioni della Terra e di Venere, a soli 40 anni luce di distanza. Numerosi fattori lo rendono un candidato adatto per ulteriori studi utilizzando il telescopio spaziale James Webb della NASA.
TESS osserva un'ampia fascia di cielo per circa un mese alla volta, monitorando i cambiamenti di luminosità di decine di migliaia di stelle a intervalli che vanno da 20 secondi a 30 minuti. Catturare i transiti, ovvero l'oscuramento breve e regolare delle stelle causato dal passaggio di mondi in orbita, è uno degli obiettivi principali della missione.
"Abbiamo trovato il mondo più vicino, in transito, temperato e delle dimensioni della Terra situato finora", ha detto Masayuki Kuzuhara, professore assistente di progetto presso il Centro di Astrobiologia di Tokyo, che ha co-guidato un gruppo di ricerca con Akihiko Fukui, un assistente di progetto. professore all'Università di Tokio. "Anche se non sappiamo ancora se possiede un'atmosfera, la consideriamo come un'eso-Venere, con dimensioni ed energia ricevute dalla sua stella simili a quelle del nostro vicino planetario nel sistema solare."
La stella ospite, chiamata Gliese 12, è una fredda nana rossa situata a quasi 40 anni luce di distanza nella costellazione dei Pesci. La stella ha solo circa il 27% delle dimensioni del sole, con circa il 60% della temperatura superficiale del sole. Il mondo appena scoperto, chiamato Gliese 12 b, orbita ogni 12,8 giorni ed è grande quanto la Terra o leggermente più piccolo, paragonabile a Venere. Supponendo che non abbia atmosfera, il pianeta ha una temperatura superficiale stimata intorno ai 42 gradi Celsius (107 gradi Fahrenheit).
Gli astronomi affermano che le dimensioni e le masse ridotte delle stelle nane rosse le rendono ideali per trovare pianeti delle dimensioni della Terra. Una stella più piccola significa un maggiore oscuramento per ogni transito, e una massa inferiore significa che un pianeta in orbita può produrre una maggiore oscillazione, nota come “movimento riflesso”, della stella. Questi effetti rendono più facile individuare i pianeti più piccoli.
La minore luminosità delle stelle nane rosse significa anche che le loro zone abitabili – l’intervallo di distanze orbitali in cui potrebbe esistere acqua liquida sulla superficie di un pianeta – si trovano più vicine a loro. Ciò rende più semplice rilevare i pianeti in transito all'interno delle zone abitabili attorno alle nane rosse rispetto a quelli attorno a stelle che emettono più energia.
La distanza che separa Gliese 12 e il nuovo pianeta è solo il 7% della distanza tra la Terra e il sole. Il pianeta riceve dalla sua stella 1,6 volte più energia di quella che riceve la Terra dal sole e circa l'85% di quella che riceve Venere.
"Gliese 12 b rappresenta uno dei migliori obiettivi per studiare se i pianeti delle dimensioni della Terra che orbitano attorno a stelle fredde possono mantenere la loro atmosfera, un passo cruciale per far avanzare la nostra comprensione dell'abitabilità dei pianeti nella nostra galassia", ha affermato Shishir Dholakia, uno studente di dottorato presso l'Università di Los Angeles. Centro di Astrofisica presso l'Università del Queensland del Sud in Australia. Ha co-diretto un diverso gruppo di ricerca con Larissa Palethorpe, una studentessa di dottorato presso l'Università di Edimburgo e l'University College di Londra.
Entrambi i team suggeriscono che lo studio di Gliese 12 b potrebbe aiutare a svelare alcuni aspetti dell'evoluzione del nostro sistema solare.
"Si pensa che le prime atmosfere della Terra e di Venere siano state strappate via e poi ricostituite dal degassamento vulcanico e dai bombardamenti di materiale residuo nel sistema solare", ha spiegato Palethorpe. "La Terra è abitabile, ma Venere non lo è a causa della sua completa perdita di acqua. Poiché Gliese 12 b si trova tra la Terra e Venere in termini di temperatura, la sua atmosfera potrebbe insegnarci molto sui percorsi di abitabilità che i pianeti seguono man mano che si sviluppano."
Un fattore importante nel trattenere un'atmosfera è la tempestosità della sua stella. Le nane rosse tendono ad essere magneticamente attive, provocando frequenti e potenti brillamenti di raggi X. Tuttavia, le analisi di entrambi i team concludono che Gliese 12 non mostra segni di comportamento estremo.
Un articolo condotto da Kuzuhara e Fukui appare in The Astrophysical Journal Letters . I risultati di Dholakia e Palethorpe sono stati pubblicati in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society lo stesso giorno.
Durante un transito, la luce della stella ospite attraversa qualsiasi atmosfera. Diverse molecole di gas assorbono colori diversi, quindi il transito fornisce una serie di impronte chimiche che possono essere rilevate da telescopi come Webb.
"Conosciamo solo una manciata di pianeti temperati simili alla Terra che sono abbastanza vicini a noi e soddisfano altri criteri necessari per questo tipo di studio, chiamato spettroscopia di trasmissione, utilizzando le strutture attuali", ha affermato Michael McElwain, astrofisico ricercatore presso il Goddard della NASA. Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, e coautore dell'articolo di Kuzuhara e Fukui. "Per comprendere meglio la diversità delle atmosfere e gli esiti evolutivi di questi pianeti, abbiamo bisogno di più esempi come Gliese 12 b."
TESS è una missione Astrofisica Explorer della NASA gestita dalla NASA Goddard e gestita dal MIT a Cambridge, Massachusetts. Altri partner includono Northrop Grumman, con sede a Falls Church, Virginia; l'Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley in California; il Centro di Astrofisica | Harvard e Smithsonian a Cambridge, Massachusetts; il Laboratorio Lincoln del MIT; e lo Space Telescope Science Institute di Baltimora. Più di una dozzina di università, istituti di ricerca e osservatori in tutto il mondo partecipano alla missione.
