Sette mondi, di cui tre potenzialmente abitabili, attorno ad una stella vicina

Nuove osservazioni eseguite dal telescopio spaziale Spitzer della NASA e dall'osservatorio La Silla, in Cile, hanno rivelato che la stella TRAPPIST-1, una nana rossa ultrafredda situata a meno di 40 anni luce dalla Terra, vanta un sistema planetario con ben sette mondi simili in dimensioni al nostro pianeta. Tre di questi pianeti si trovano nella fascia abitabile del loro sistema, ovvero a una distanza tale da consentire, almeno in teoria, la presenza di acqua liquida sulle loro superfici.

Il sistema di TRAPPIST-1. Credits: NASA/R. Hurt/T. Pyle

I sette pianeti - TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g e h, dal più interno al più esterno - sono stati individuati grazie al metodo dei transiti, che consite nell'osservare debolissimi cali nella luminosità di una stella dovuti al passaggio di un oggetto di fronte al suo disco. I dati raccolti da Spitzer hanno permesso agli scienziati di determinare con buona precisione le dimensioni, la composizione e alcuni parametri orbitali di questi mondi. Il risultato? Almeno i sei pianeti più interni sono simili alla Terra, sia in termini di dimensioni che di temperatura.

La configurazione orbitale dei sette pianeti attorno a TRAPPIST-1. Credit: ESO/M. Gillon et al.

"Questo sistema planetario è incredibile - non solo perché ha così tanti pianeti, ma perché sono tutti così simili alla Terra per dimensioni," spiega Michael Gillon dell'Università di Liegi.

TRAPPIST-1 è caratterizzata da una massa pari ad appena l'8% di quella del nostro Sole e supera a malapena Giove in termini di dimensioni. Vista la natura della stella, la fascia abitabile del sistema planetario risulta essere molto più vicina alla superficie stellare rispetto a quella del sistema solare.

Un raro transito triplo: l'11 Dicembre 2015, i paineti c, f ed e sono passati di fronte al disco di TRAPPIST-1 contemporaneamente. Credits: ESO/M. Gillon et al.

"L'energia rilasciata da stelle nane come TRAPPIST-1 è molto più debole di quella del Sole," spiega Amaury Triaud, che ha partecipato alla scoperta. "Per poter possedere acqua, i pianeti dovrebbero essere molto più vicini alla propria stella rispetto ai pianeti nel sistema solare. Per fortuna, questa configurazione compatta è proprio ciò che abbiamo osservato."

La curva fotometrica della stella in un periodo di 20 giorni a cavallo tra Settembre e Ottobre 2016, interrotta da numerosi transiti. Credits: ESO/M. Gillon et al.

I pianeti hanno un periodo orbitale di 1.5, 2.4, 4.0, 6.1, 9.2, 12 e 20 giorni; un raggio pari a 1.1, 1.1, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1 e 0.8 raggi terrestri, rispettivamente. Le stime sulla loro massa suggeriscono che almeno i sei pianeti più interni abbiano una densità compatibile con una composizione rocciosa. Non si hanno invece informazioni sulla massa o sulla densità del pianeta h, il più esterno.

Un confronto tra la struttura dei transiti di ciascun pianeta. Credits: ESO/M. Gillon et al.

Tre dei pianeti - e, f, g - hanno una temperatura di equilibrio simile a quella della Terra: -22, -54 e -74 gradi centigradi, rispettivamente. La temperatura di equilibrio è un buon indicatore delle condizioni sulla superficie di un pianeta, ma può differire notevolmente dalla temperatura effettiva a causa di fenomeni di riscaldamento (o raffreddamento) globale.

I modelli climatici non escludono che anche i pianeti b, c e d abbiano regioni sulle loro superfici in cui l'acqua potrebbe esistere in maniera stabile nello stato liquido. Si hanno invece molte meno informazioni sul pianeta più esterno, h, di cui è stato osservato solamente un transito. Degli altri sei pianeti, al contrario, sono stati osservati 37, 29, 9, 7, 4 e 5 transiti, rispettivamente.

Le proprietà dei pianeti del sistema di TRAPPIST-1 e quelle dei pianeti rocciosi del sistema solare.

I pianeti confinanti hanno periodi orbitali molto vicini a rapporti come 5:3 o 3:2, il che suggerisce che si siano formati tutti allo stesso momento e che abbiano seguito un percorso evolutivo simile.

Il prossimo passo sarà cercare eventuali atmosfere attorno a questi lontani mondi. Studiando la luce stellare filtrata attraverso le atmosfere aliene, gli astronomi potranno osservare le impronte chimiche delle molecole presenti, e ricostruire con maggiore precisione la composizione di questi affascinanti pianeti.