L’esopianeta temperato Lhs 1140 b potrebbe essere un mondo completamente ricoperto di ghiaccio (a sinistra), simile alla luna di Giove Europa, oppure un mondo di ghiaccio con un oceano substellare liquido e un’atmosfera nuvolosa (al centro). Lhs 1140 b è grande 1,7 volte la Terra (a destra) ed è l’esopianeta in zona abitabile più promettente finora trovato. Crediti: Benoit Gougeon, Université de Montréal
Un team internazionale di astronomi guidato dall’Università di Montréal ha fatto una scoperta entusiasmante sul già noto esopianeta Lhs 1140 b: potrebbe essere una promettente super-Terra ricoperta di ghiaccio o acqua.
Quando è stato scoperto, gli astronomi hanno ipotizzato che Lhs 1140 potesse essere un mini-Nettuno: un pianeta essenzialmente gassoso di dimensioni molto ridotte rispetto a Nettuno. Ma dopo aver analizzato i dati del James Webb Space Telescope (Jwst) raccolti nel dicembre 2023, insieme a quelli ottenuti precedentemente con altri telescopi spaziali come Spitzer, Hubble e Tess, sono giunti a una conclusione molto diversa.
Situato a circa 48 anni luce dalla Terra nella costellazione della Balena, Lhs 1140 b sembra essere uno degli esopianeti più promettenti nella zona abitabile della sua stella, potenzialmente in grado di ospitare un’atmosfera e persino un oceano di acqua liquida. I risultati di questa scoperta saranno presto pubblicati su The Astrophysical Journal Letters.
Il pianeta orbita attorno a una stella nana rossa di bassa massa, grande circa un quinto del Sole. L’esopianeta ha affascinato gli scienziati sin dalla sua scoperta, perché è fra i più vicini al Sistema solare che si trova nella zona abitabile della sua stella. Gli esopianeti che si trovano in questa “zona Goldilocks” (o Riccioli d’oro, dalla famosa favola) hanno temperature che permettono all’acqua di trovarsi in forma liquida.
All’inizio di quest’anno, i ricercatori guidati da Charles Cadieux hanno ottenuto nuove stime di massa e raggio del pianeta con un’accuratezza eccezionale, paragonabile a quelle dei noti pianeti di Trappist-1: 1,7 volte le dimensioni della Terra e 5,6 volte la sua massa.
Come si diceva all’inizio, una delle questioni aperte su Lhs 1140 b era se si trattasse di un mini-Nettuno (un piccolo gigante gassoso con una spessa atmosfera ricca di idrogeno) o di una super-Terra (un pianeta roccioso più grande della Terra). Quest’ultimo scenario include la possibilità di un cosiddetto mondo iceano – dalle parole hydrogen (idrogeno) e ocean (oceano) – con un oceano liquido globale avvolto da un’atmosfera ricca di idrogeno, che avrebbe mostrato un segnale atmosferico ben distinto, osservabile con il potente telescopio Webb.
Gli autori dello studio sono riusciti a ottenere prezioso tempo di osservazione con Webb lo scorso dicembre, durante il quale hanno osservato due transiti di Lhs 1140 b usando lo strumento canadese Niriss (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph). L’analisi di queste osservazioni ha escluso lo scenario del mini-Nettuno e ottenuto prove consistenti che suggeriscono che l’esopianeta Lhs 1140 b sia di fatto una super-Terra che potrebbe anche avere un’atmosfera ricca di azoto. Se questo risultato venisse confermato, Lhs 1140 b sarebbe il primo pianeta temperato a mostrare prove di un’atmosfera secondaria, formatasi dopo la formazione iniziale del pianeta.
Le stime basate su tutti i dati accumulati rivelano che Lhs 1140 b è meno denso di un pianeta roccioso con una composizione simile alla Terra, il che suggerisce che il 10-20% della sua massa potrebbe essere sotto forma di acqua. Potrebbe trattarsi di un mondo acquatico, dunque, probabilmente simile a un pianeta “palla di neve”, o a un pianeta di ghiaccio con un potenziale oceano liquido nella zona sub-stellare – l’area della superficie del pianeta rivolta sempre verso la stella ospite, dato che il pianeta si trova in rotazione sincrona (come avviene per la Luna).
Inoltre, i modelli attuali indicano che se avesse un’atmosfera simile a quella della Terra, Lhs 1140 b potrebbe essere un pianeta palla di neve con un vasto oceano “a occhio di bue” di circa 4mila chilometri di diametro, equivalente alla metà della superficie dell’Oceano Atlantico. La temperatura superficiale al centro di questo oceano alieno potrebbe addirittura raggiungere i 20 gradi centigradi: da farci il bagno, insomma.
Per confermare la presenza e la composizione dell’atmosfera di Lhs 1140 b e discernere tra gli scenari di pianeta palla di neve e pianeta con un oceano a occhio di bue sono necessarie ulteriori osservazioni. Gli autori dello studio hanno sottolineato la necessità di effettuare ulteriori misurazioni dei transiti e delle eclissi con il telescopio Webb, concentrandosi su un segnale specifico che potrebbe rivelare la presenza di anidride carbonica. Questa caratteristica è fondamentale per comprendere la composizione atmosferica e rilevare potenziali gas serra che potrebbero indicare condizioni di abitabilità sull’esopianeta.
«Rilevare un’atmosfera simile a quella terrestre su un pianeta temperato significa spingere le capacità di Webb ai suoi limiti: è fattibile, abbiamo solo bisogno di molto tempo di osservazione», afferma René Doyon, principal investigator di Niriss. «L’attuale accenno a un’atmosfera ricca di azoto richiede una conferma con ulteriori dati. Abbiamo bisogno di almeno un altro anno di osservazioni per confermare che Lhs 1140 b ha un’atmosfera, e probabilmente di altri due o tre per rilevare l’anidride carbonica».
Data la limitata visibilità di Lhs 1140 b con Webb – sono possibili al massimo otto osservazioni all’anno – gli astronomi avranno bisogno di diversi anni di osservazioni per rilevare l’anidride carbonica e confermare la presenza di acqua liquida sulla superficie del pianeta.
«Tra tutti gli esopianeti temperati attualmente conosciuti, Lhs 1140 b potrebbe essere la nostra migliore possibilità di confermare un giorno, in modo indiretto, la presenza di acqua liquida sulla superficie di un mondo alieno al di là del nostro sistema solare», conclude Cadieux. «Si tratterebbe di un’importante pietra miliare nella ricerca di esopianeti potenzialmente abitabili».
Per saperne di più:
- Leggi su arXiv il pre-print dell’articolo “Transmission Spectroscopy of the Habitable Zone Exoplanet LHS 1140 b with JWST/NIRISS” di Charles Cadieux, René Doyon, Ryan J. MacDonald, Martin Turbet, Étienne Artigau, Olivia Lim, Michael Radica, Thomas J. Fauchez, Salma Salhi, Lisa Dang, Loïc Albert, Louis-Philippe Coulombe, Nicolas B. Cowan, David Lafrenière, Alexandrine L’Heureux, Caroline Piaulet, Björn Benneke, Ryan Cloutier, Benjamin Charnay, Neil J. Cook, Marylou Fournier-Tondreau, Mykhaylo Plotnykov, Diana Valencia