Hubble rileva vapore acqueo nell’atmosfera di un piccolo esopianeta

La scoperta di vapore acqueo nell’atmosfera di un esopianeta

La ricerca di vita nello spazio è strettamente legata alla ricerca di acqua su pianeti che orbitano intorno ad altre stelle. L’acqua è una delle molecole più comuni nell’universo e tutta la vita sulla Terra ne ha bisogno. Funziona come solvente, sciogliendo sostanze e consentendo reazioni chimiche fondamentali nelle cellule animali, vegetali e microbiche. È molto più efficace in questo rispetto ad altri liquidi.

• La scoperta di vapore acqueo nell’atmosfera di un esopianeta

• Il telescopio spaziale Hubble trova vapore acqueo nell’atmosfera di un piccolo esopianeta

Gli astronomi sono affascinati quando trovano prove di vapore acqueo sugli esopianeti. Un recente obiettivo è il pianeta GJ 9827d, che potrebbe avere un’atmosfera ricca di acqua intorno ad esso. Non più grande del doppio del diametro della Terra, il pianeta potrebbe essere un esempio di potenziali mondi ricchi d’acqua altrove nella nostra galassia. Ma non pianificate di acquistare proprietà su GJ 9827d. Il pianeta è caldo come Venere, a circa 427 gradi Celsius. Questo lo rende un mondo vaporoso.

Il telescopio spaziale Hubble trova vapore acqueo nell’atmosfera di un piccolo esopianeta

Gli astronomi che utilizzano il telescopio spaziale Hubble della NASA hanno osservato il più piccolo esopianeta in cui è stato rilevato vapore acqueo nell’atmosfera. Con un diametro di circa il doppio di quello della Terra, il pianeta GJ 9827d potrebbe essere un esempio di potenziali pianeti con atmosfere ricche d’acqua altrove nella nostra galassia.

“Questa sarebbe la prima volta che possiamo dimostrare direttamente attraverso una rilevazione atmosferica, che questi pianeti con atmosfere ricche d’acqua possono effettivamente esistere intorno ad altre stelle”, ha detto il membro del team Björn Benneke dell’Istituto Trottier per la Ricerca sugli Esopianeti presso l’Université de Montréal. “Questo è un passo importante verso la determinazione della prevalenza e della diversità delle atmosfere sui pianeti rocciosi.”

“L’acqua su un pianeta così piccolo è una scoperta fondamentale”, ha aggiunto il co-principale investigatore Laura Kreidberg dell’Istituto Max Planck per l’Astronomia di Heidelberg, in Germania. “Ci avvicina più che mai a caratterizzare mondi veramente simili alla Terra.”

Tuttavia, è ancora troppo presto per dire se Hubble ha misurato spettroscopicamente una piccola quantità di vapore acqueo in un’atmosfera ricca di idrogeno, o se l’atmosfera del pianeta è composta principalmente da acqua, rimasta dopo che un’atmosfera primordiale di idrogeno/elio è evaporata sotto la radiazione stellare.

“Il nostro programma di osservazione, guidato dal principale investigatore Ian Crossfield dell’Università del Kansas a Lawrence, Kansas, è stato progettato specificamente con l’obiettivo di non solo rilevare le molecole nell’atmosfera del pianeta, ma di cercare specificamente il vapore acqueo. Qualsiasi risultato sarebbe eccitante, sia che il vapore acqueo sia dominante o solo una piccola specie in un’atmosfera dominata dall’idrogeno”, ha detto l’autore principale del documento scientifico, Pierre-Alexis Roy dell’Istituto Trottier per la Ricerca sugli Esopianeti presso l’Université de Montréal.

“Fino ad ora, non eravamo stati in grado di rilevare direttamente l’atmosfera di un pianeta così piccolo. E ora stiamo lentamente entrando in questo regime”, ha aggiunto Benneke. “Ad un certo punto, mentre studiamo pianeti più piccoli, deve esserci una transizione dove non c’è più idrogeno su questi piccoli mondi, e hanno atmosfere più simili a Venere (che è dominata dall’anidride carbonica).”

Perché il pianeta è caldo come Venere, a circa 427 gradi Celsius, sarebbe sicuramente un mondo inospitale e vaporoso se l’atmosfera fosse prevalentemente vapore acqueo.

Al momento il team si trova di fronte a due possibilità. Uno scenario è che il pianeta stia ancora aggrappandosi a un’atmosfera ricca di idrogeno mescolata con acqua, rendendolo un mini-Nettuno. In alternativa, potrebbe essere una versione più calda della luna di Giove, Europa, che ha il doppio dell’acqua della Terra sotto la sua crosta. “Il pianeta GJ 9827d potrebbe essere metà acqua, metà roccia. E ci sarebbe molto vapore acqueo sopra un corpo roccioso più piccolo”, ha detto Benneke.

Se il pianeta ha un’atmosfera residua ricca d’acqua, allora deve essersi formato più lontano dalla sua stella ospite, dove la temperatura è fredda e l’acqua è disponibile sotto forma di ghiaccio, rispetto alla sua posizione attuale. In questo scenario, il pianeta si sarebbe poi spostato più vicino alla stella e avrebbe ricevuto più radiazioni. L’idrogeno si è riscaldato ed è sfuggito, o è ancora in fase di fuga dalla debole gravità del pianeta. L’alternativa è che il pianeta si sia formato vicino alla stella calda, con una traccia di acqua nella sua atmosfera.

Il programma Hubble ha osservato il pianeta durante 11 transiti, eventi in cui il pianeta ha attraversato davanti alla sua stella, che si sono verificati nell’arco di tre anni. Durante i transiti, la luce stellare viene filtrata attraverso l’atmosfera del pianeta e ha l’impronta spettrale delle molecole d’acqua. Se ci sono nuvole sul pianeta, sono abbastanza basse nell’atmosfera da non nascondere completamente la vista di Hubble dell’atmosfera, e Hubble è in grado di sondare il vapore acqueo al di sopra delle nuvole.

“Osservare l’acqua è un passaggio verso la scoperta di altre cose”, ha detto Thomas Greene, astrofisico presso il centro di ricerca Ames della NASA nella Silicon Valley in California. “Questa scoperta di Hubble apre la porta allo studio futuro di questi tipi di pianeti dal telescopio spaziale James Webb. JWST può vedere molto di più con osservazioni infrarosse aggiuntive, tra cui molecole contenenti carbonio come monossido di carbonio, anidride carbonica e metano. Una volta ottenuto un inventario completo degli elementi di un pianeta, possiamo confrontarli con la stella che orbita e capire come si è formato.”

GJ 9827d è stato scoperto dal telescopio spaziale Kepler della NASA nel 2017. Completa un’orbita attorno a una stella nana rossa ogni 6,2 giorni. La stella, GJ 9827, si trova a 97 anni luce dalla Terra nella costellazione dei Pesci.