Ti trovi in un tramonto perpetuo, sotto un cielo inquietante, rosso-arancio, intrecciato con nuvole sottili. Ai margini di un vasto mare, il terreno solido emerge lentamente dall'acqua, lasciando il posto a pianure ricoperte di vegetazione. Le piante si crogiolano a temperature che raggiungono i 40 gradi Fahrenheit (4 gradi Celsius), ma le loro foglie non sono verdi:sono nere e spalancate per assorbire la scarsa energia che investe il paesaggio.
Sei arrivato in questo paradiso dalla tua casa permanente, un avamposto situato sul lato oscuro e ghiacciato del pianeta. Cammini lungo le colline della pianura fino al bordo dell'acqua. Mentre guardi l'orizzonte, prometti che, l'anno prossimo, porterai tutta la famiglia in modo che possano godersi il colore, il calore e la luce. Poi ti rendi conto che mancano solo 37 giorni al prossimo anno e all'improvviso ti senti piccolo e insignificante in un universo vasto e travolgente.
Questa potrebbe essere la tua futura Terra. No davvero. Si trattava di una rappresentazione artistica di un pianeta chiamato Gliese 581g, che era una grande novità nel 2010, ma di cui gli scienziati ora dubitano esista.
Tuttavia, ciò non ha impedito loro di cercare altri pianeti simili alla Terra . Grazie a tecniche avanzate di caccia ai pianeti e ad alcune attrezzature affidabili, gli astronomi stanno individuando migliaia di candidati al di fuori del nostro sistema solare. Si tratta di pianeti che orbitano attorno ad altre stelle simili al Sole, chiamati esopianeti – e gli scienziati stanno arrivando a una conclusione che fa riflettere, quasi spaventosa:l’universo potrebbe essere pieno di miliardi di pianeti, alcuni dei quali assomigliano sicuramente alla Terra. Almeno superficialmente. Ma cosa significa veramente che un pianeta assomiglia alla Terra?
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Se esistesse un'altra Terra nell'universo, non avrebbe bisogno di somigliare, beh, alla Terra? Certo, ma le probabilità di trovare un mondo blu esattamente 7.926 miglia (12.756 chilometri) di diametro e inclinato sul suo asse di quasi 24 gradi sembrano remote tanto quanto trovare un imitatore di Elvis Presley che stia bene in pelle con paillettes e possa ringhiare una melodia meglio di il re stesso.
Non fa male guardare, ovviamente, e gli astronomi stanno facendo proprio questo. L'idea non è necessariamente quella di trovare una corrispondenza esatta, ma una corrispondenza vicina. Ad esempio, gli astronomi hanno scoperto diverse cosiddette “super-Terre”, pianeti leggermente più grandi di casa nostra. Questi sono abbinamenti molto migliori rispetto ai pianeti grandi come Giove o Saturno.
Infatti, colossi come Giove e Saturno sono conosciuti come giganti gassosi perché non sono altro che gigantesche sfere di idrogeno, elio e altri gas con poca o nessuna superficie solida. I giganti gassosi, con le loro atmosfere tempestose e multicolori, possono offrire panorami spettacolari, ma non riusciranno mai a realizzare scavi validi.
I pianeti più piccoli, tra cui la Terra e quelli simili alla super-Terra, hanno molte più probabilità di diventare incubatori di vita. Gli astronomi chiamano questi piccoli pipsqueaks pianeti terrestri perché possiedono nuclei di metalli pesanti circondati da un mantello roccioso. I pianeti terrestri tendono a rimanere vicini alle loro stelle ospiti, il che significa che hanno orbite più piccole e quindi anni molto più brevi.
È inoltre più probabile che i pianeti terrestri si trovino nella zona Riccioli d'oro . Chiamata anche zona abitabile o zona vitale, la regione di Riccioli d'oro è un'area di spazio in cui un pianeta si trova alla giusta distanza dalla sua stella natale in modo che la sua superficie non sia né troppo calda né troppo fredda. La Terra, ovviamente, soddisfa questo conto, mentre Venere arrostisce in un effetto serra incontrollato e Marte esiste come un mondo ghiacciato e arido. Nel mezzo, le condizioni sono perfette affinché l’acqua liquida rimanga sulla superficie del pianeta senza congelarsi o evaporare nello spazio. Ora è iniziata la ricerca per trovare un altro pianeta nella zona Riccioli d'oro di un altro sistema solare.
Uno dei grandi problemi nella ricerca degli esopianeti è individuare le cose maledette. La maggior parte sono semplicemente troppo piccoli e troppo lontani per essere osservati direttamente. I nostri telescopi basati sulla Terra non possono risolvere un pianeta lontano come un punto separato dalla sua stella ospite. Fortunatamente, gli astronomi hanno altri mezzi a loro disposizione e richiedono tutti telescopi sofisticati dotati di fotometri (dispositivi che misurano la luce), spettrografi e fotocamere a infrarossi.
Il primo metodo, noto come metodo wobble , cerca i cambiamenti nella velocità relativa di una stella causati dall'attrazione gravitazionale di un pianeta vicino. Questi strattoni fanno sì che la stella si avvicini alla Terra e poi si allontani, creando variazioni periodiche che possiamo rilevare analizzando lo spettro della luce proveniente dalla stella. Mentre si dirige verso la Terra, le sue onde luminose vengono compresse, accorciando la lunghezza d'onda e spostando il colore verso il lato blu dello spettro. Mentre si allontana dalla Terra, le sue onde luminose si diffondono, aumentando la lunghezza d’onda e spostando il colore verso il lato rosso dello spettro. I pianeti più grandi intensificano l'oscillazione delle loro stelle madri, motivo per cui questa tecnica è stata così efficace nel trovare giganti gassosi molte volte più grandi della Terra.
Qual è una cosa che tutti i pianeti possono fare bene? Blocca la luce. Se l'orbita di un pianeta attraversa la sua stella madre e la Terra, bloccherà parte della luce e causerà l'oscuramento della stella. Gli astronomi lo chiamano transito e la relativa tecnica di caccia ai pianeti, il metodo del transito. I telescopi dotati di fotometri sensibili possono facilmente discernere i grandi pianeti, ma possono anche catturare anche il leggero oscuramento causato da un oggetto delle dimensioni della Terra.
Infine, alcuni astronomi si sono rivolti a una tecnica nota come microlensing . Il microlensing si verifica quando una stella passa esattamente davanti a un'altra stella. Quando ciò accade, la gravità della stella in primo piano agisce come una lente di ingrandimento e amplifica la luminosità della stella sullo sfondo. Se un pianeta orbita attorno alla stella in primo piano, la sua gravità aggiuntiva intensifica l'effetto di amplificazione. Questo rivela facilmente il pianeta, che altrimenti sarebbe invisibile ad altre tecniche di rilevamento.
Abbiamo detto in precedenza che i requisiti di base per un pianeta abitabile sarebbero quelli con una superficie rocciosa (piuttosto che gassosa), con acqua liquida (in contrapposizione al vapore acqueo) e nella zona Riccioli d'Oro non troppo calda e non troppo fredda. Quindi, quali strumenti vengono utilizzati per trovare questo tipo di pianeti extrasolari?
I primi esopianeti furono rilevati con il telescopio Hubble negli anni '90. Ma la prima missione della NASA per scoprire pianeti simili alla Terra in orbita attorno a stelle al di fuori del nostro sistema solare è stata il telescopio spaziale Kepler, lanciato nel 2009. Dotato di un fotometro altamente sensibile, Kepler ha monitorato la luminosità di oltre 150.000 stelle, alla ricerca di piccoli cali periodici. nella loro luce causata dal transito dei pianeti sulle loro facce. Questa tecnica di transito ha permesso a Keplero di identificare più di 2.600 esopianeti, inclusi 12 pianeti nelle zone abitabili della loro stella. Questi includevano Gliese 581c e Kepler 62f.
La missione Kepler si è conclusa nel 2018 ed è stata seguita dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). La missione di TESS è trovare pianeti extrasolari, anche utilizzando il metodo dei transiti. TESS coprirà un'area di cielo 400 volte più grande di quella di Keplero e studierà stelle da 30 a 100 volte più luminose.
Ecco alcune delle scoperte più emozionanti di pianeti simili alla Terra in mondi lontani.
Nel febbraio 2012, un team internazionale di scienziati ha riportato i risultati della loro ricerca basata sulle oscillazioni focalizzata su GJ 667C, una stella nana di classe M associata ad altre due nane arancioni situate a circa 22 anni luce dalla Terra. Gli astronomi speravano di saperne di più su una super-Terra scoperta in precedenza (GJ 667Cb) con un periodo orbitale di soli 7,2 giorni, ma le loro osservazioni hanno portato a qualcosa di meglio:GJ 667Cc, un'altra super-Terra con un periodo orbitale di 28 giorni. Il pianeta, che si trova comodamente nella zona Goldilocks di GJ 667C, riceve il 90% della luce che riceve la Terra. La maggior parte di questa luce si trova nello spettro infrarosso, il che significa che probabilmente il pianeta assorbe una percentuale maggiore dell’energia che gli arriva. In conclusione:GJ 667Cc potrebbe assorbire dalla sua stella la stessa quantità di energia che la Terra assorbe dal sole e potrebbe, di conseguenza, supportare acqua liquida e vita come la conosciamo. Osservazioni successive hanno rilevato che il pianeta era estremamente caldo e quindi probabilmente non adatto all'abitazione.
Kepler-452b, spesso definito il “cugino” della Terra, è un esopianeta situato a circa 1.400 anni luce da noi. Scoperto dalla navicella spaziale Kepler della NASA nel 2015, è stato il primo mondo vicino alla Terra trovato all'interno della zona abitabile della sua stella, Kepler-452, dove le condizioni potrebbero essere favorevoli all'esistenza di acqua liquida sulla sua superficie. È uno dei pianeti Keplero. Kepler-452b ha un diametro circa 1,6 volte quello della Terra e orbita attorno alla sua stella in modo simile, impiegando circa 385 giorni per completare un'orbita. Si tratta di zone all'interno delle quali può esistere acqua liquida sulla superficie di un pianeta.
Il sistema TRAPPIST-1, scoperto nel 2016, ha sette pianeti in orbita attorno a una stella piccola e fredda conosciuta come TRAPPIST-1. Situato a circa 40 anni luce di distanza, questo sistema ha suscitato entusiasmo perché era la più grande raccolta di pianeti delle dimensioni della Terra mai trovata al di fuori del nostro sistema solare. Tutti e sette i pianeti orbitano molto più vicini di Mercurio al nostro Sole, ma la loro posizione all'interno della zona abitabile della stella offre la possibilità di presenza di acqua liquida sulle loro superfici. Anche questi esopianeti, chiamati TRAPPIST-1b in TRAPPIST-1h, sembravano essere rocciosi. Alcuni sono bloccati in modo sequenziale e mostrano sempre la stessa faccia alla loro stella. Ciò significa che un lato del pianeta è costantemente esposto alla luce del giorno con un sole cocente, mentre l'altro lato è costantemente nell'oscurità gelida. Ma dopo ulteriori indagini, sembra che TRAPPIST-1e possa essere l’unico pianeta del sistema ancora ospitale per la vita; gli altri sono troppo vicini o troppo lontani dalla loro stella.
Altri pianeti della zona abitabile sono GJ 1002b e GJ 1002c che orbitano attorno alla stella nana rossa GJ 1002, situata a circa 16 anni luce dalla Terra. Questi pianeti rocciosi hanno circa la stessa massa della Terra. GJ 1002b impiega circa 10 giorni per orbitare attorno alla sua stella, mentre GJ 1002c impiega poco più di 21 giorni. I due pianeti sono stati scoperti nel 2022.
All’inizio del 2023, la NASA ha annunciato la scoperta da parte di TESS di TOI 700e, un pianeta delle stesse dimensioni del nostro. Sebbene la sua composizione rimanga sconosciuta, gli scienziati hanno ipotizzato che potrebbe avere una superficie rocciosa come quella terrestre. Trovarsi all’interno della zona dei pianeti abitabili potrebbe consentirgli di avere anche acqua liquida. TOI 700e impiega 28 giorni per orbitare attorno alla sua stella e potrebbe essere bloccato in base alle maree. (Per fare un confronto, la nostra Luna è bloccata in modo mareale rispetto alla nostra Terra, ma la Terra non è bloccata in modo mareale rispetto al Sole, la sua stella.)
In altre parole, anche con i parametri di base che abbiamo appena menzionato, c’è molto altro da considerare prima di poter veramente definire un pianeta “simile alla Terra”. Missioni come il telescopio spaziale James Webb, che può vedere le atmosfere degli esopianeti, potrebbero dirci molto di più.
Questo articolo è stato aggiornato insieme alla tecnologia AI, quindi verificato e modificato da un editor di HowStuffWorks.
