Sulla base delle nuove evidenze osservative rilevate dal telescopio spaziale James Webb, questa illustrazione mostra come potrebbe essere l’esopianeta Lhs 475 b: roccioso e di dimensioni confrontabili a quelle della Terra. Il pianeta gira intorno alla sua stella in soli due giorni, molto più velocemente di qualsiasi altro pianeta del Sistema solare. I ricercatori faranno ulteriori osservazioni del sistema stellare con Webb la prossima estate, sperando di riuscire a concludere definitivamente se il pianeta abbia o meno un’atmosfera. Crediti: Nasa, Esa, Csa, L. Hustak (StScI)
Un gruppo di ricerca guidato da Kevin Stevenson e Jacob Lustig-Yaeger, entrambi del laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University a Laurel, nel Maryland, è riuscito a confermare con il James Webb Space Telescope della Nasa/Esa/Csa un presunto esopianeta individuato dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) della Nasa. I risultati del team sono stati presentati in una conferenza stampa dell’American Astronomical Society (Aas) mercoledì 11 gennaio 2023.
Lo spettrografo nel vicino infrarosso di Webb (NirSpec) ha catturato molto chiaramente il passaggio del pianeta davanti alla sua stella per ben due volte. «Non c’è dubbio che il pianeta sia lì. I dati incontaminati di Webb lo convalidano», afferma Lustig-Yaeger.
Si chiama Lhs 475 b, ha quasi le stesse dimensioni della Terra e si trova relativamente vicino, a soli 41 anni luce di distanza, nella costellazione meridionale dell’Ottante.
«Questi primi risultati osservativi di un pianeta roccioso delle dimensioni della Terra aprono la porta a molte possibilità future per studiare con Webb le atmosfere dei pianeti rocciosi», sostiene Mark Clampin, direttore della divisione di astrofisica presso il quartier generale della Nasa, a Washington. «Webb ci sta avvicinando sempre di più a una nuova comprensione dei mondi simili alla Terra al di fuori del Sistema solare, e la missione è solo all’inizio».
Esopianeta Lhs 475 b: la curva di luce misurata da NirSpec mostra il cambiamento di luminosità del sistema stellare nel tempo, mentre il pianeta transitava davanti alla stella il 31 agosto 2022. Crediti: Nasa, Esa, Csa, L. Hustak (StScI), K. Stevenson, J. Lustig-Yaeger, E. May (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory), G. Fu (Johns Hopkins University), and S. Moran (University of Arizona)
Tra tutti i telescopi operativi, solo Webb è in grado di caratterizzare le atmosfere degli esopianeti delle dimensioni della Terra. Il team ha tentato di valutare cosa ci sia nell’atmosfera del pianeta analizzando il suo spettro di trasmissione. Sebbene i dati mostrino che si tratta di un pianeta terrestre delle dimensioni della Terra, non si sa ancora se abbia un’atmosfera. «I dati dell’osservatorio sono molto buoni», riporta Erin May, anche lei del laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University. «Il telescopio è così sensibile che può facilmente rilevare una serie di molecole, ma non possiamo ancora trarre conclusioni definitive sull’atmosfera del pianeta».
Sebbene il team non possa stabilire ciò che è presente nell’atmosfera del pianeta – o addirittura se ne abbia una – può sicuramente dire ciò che non è presente. «Ci sono alcune atmosfere di tipo terrestre che possiamo escludere», spiega Lustig-Yaeger. «Non può avere una densa atmosfera dominata dal metano, simile a quella della luna di Saturno, Titano».
Non si possono escludere alcune composizioni atmosferiche, come un’atmosfera di pura anidride carbonica. «Controintuitivamente, un’atmosfera di anidride carbonica al 100 percento è molto più compatta e difficile da rilevare», afferma Lustig-Yaeger. Sono necessarie misurazioni ancora più precise affinché il team possa distinguere un’atmosfera di pura anidride carbonica da nessuna atmosfera. I ricercatori hanno in programma di ottenere altri spettri con ulteriori osservazioni, la prossima estate.
Una linea piatta in uno spettro di trasmissione, come questa, può dirci molto sul pianeta. I ricercatori hanno utilizzato Jwst per osservare l’esopianeta Lhs 475 b il 31 agosto 2022. Come mostra questo spettro, Webb non ha osservato una quantità rilevabile di alcun elemento o molecola. I dati (punti bianchi) sono coerenti con uno spettro rappresentativo di un pianeta privo di atmosfera (linea gialla). La linea viola rappresenta un’atmosfera di pura anidride carbonica ed è indistinguibile da una linea piatta con l’attuale livello di precisione. La linea verde rappresenta un’atmosfera di puro metano, che non è favorita poiché il metano, se presente, dovrebbe bloccare più luce stellare a 3,3 micron. Crediti: Nasa, Esa, Csa, L. Hustak (StScI), K. Stevenson, J. Lustig-Yaeger, E. May (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory), G. Fu (Johns Hopkins University), and S. Moran (University of Arizona)
Webb ha anche rivelato che il pianeta è di qualche centinaio di gradi più caldo della Terra, quindi se venissero rilevate nubi, i ricercatori potrebbero concludere che sia più simile a Venere, caratterizzato da un’atmosfera di anidride carbonica e perennemente avvolto da fitte nubi. I ricercatori hanno anche confermato che il pianeta completa un’orbita in soli due giorni. Informazioni, queste, che sono state rivelate quasi istantaneamente dalla precisa curva di luce di Webb.
Nonostante Lhs 475 b sia più vicino alla sua stella di qualsiasi pianeta del Sistema solare, la nana rossa attorno alla quale orbita ha una temperatura che è meno della metà di quella del Sole, quindi si prevede che potrebbe supportare un’atmosfera.
È quindi evidente come sia possibile con Jwst individuare pianeti delle dimensioni della Terra in orbita attorno a stelle nane rosse più piccole. «Questa conferma del pianeta roccioso evidenzia la precisione degli strumenti della missione», conclude Stevenson. «Ed è solo la prima di molte scoperte che farà». E Lustig-Yaeger concorda: «Con questo telescopio, gli esopianeti rocciosi sono la nuova frontiera».