Vita al di là della Terra? Il telescopio spaziale Webb indaga su un sorprendente pianeta di ghiaccio vicino

Pianeta extrasolare temperato LHS 1140 b potrebbe essere un mondo completamente coperto di ghiaccio (sinistra) simile alla luna di Giove Europa o potrebbe essere un mondo di ghiaccio con un oceano substellare liquido e un'atmosfera nuvolosa (al centro). LHS 1140 b è 1,7 volte le dimensioni del nostro pianeta Terra (a destra) ed è l'esopianeta in zona abitabile più promettente trovato finora nella ricerca di acqua liquida al di là del Sistema Solare. Credito: Benoit Gougeon, Université de Montréal

I ricercatori hanno utilizzato dati provenienti da diversi telescopi spaziali, tra cui il James Webb Space Telescope (JWST), per studiare l'esopianeta LHS 1140 b, situato a 48 anni luce nella costellazione di Cetus. Questo esopianeta, che orbita attorno a una stella nana rossa, si trova nella zona abitabile e mostra segni di potenzialmente possedere un'atmosfera ricca di azoto e una composizione ricca di acqua, che potrebbe includere un oceano di acqua liquida. Ciò rende LHS 1140 b uno dei candidati più promettenti per futuri studi sulla abitabilità.

Scienziati hanno identificato un esopianeta temperato come un promettente super-Terra di ghiaccio o acqua. Guidata dall'Université de Montréal, il team di ricerca include un astronomo dell'Università del Michigan.

I risultati mostrano che l'esopianeta in zona abitabile, LHS 1140 b, non è probabilmente un mini-Nettuno, un piccolo gigante gassoso—grandi pianeti composti principalmente di gas—con una spessa atmosfera ricca di idrogeno. Il pianeta, situato a circa 48 anni luce nella costellazione di Cetus, emerge come uno dei candidati più promettenti di esopianeti in zona abitabile conosciuti, che potrebbero ospitare un'atmosfera e persino un oceano di acqua liquida.

I dati provenienti dal telescopio spaziale James Webb sono stati raccolti nel dicembre 2023 e aggiunti ai dati precedenti degli altri telescopi spaziali Spitzer, Hubble e TESS per solidificare questo risultato, accettato per la pubblicazione in The Astrophysical Journal Letters in questa settimana.

“Questa è la prima volta che abbiamo mai visto un accenno di atmosfera su un esopianeta roccioso o ricco di ghiaccio in una zona abitabile. Rilevare atmosfere su piccoli mondi rocciosi è un obiettivo importante del JWST, ma questi segnali sono molto più difficili da vedere rispetto alle atmosfere dei pianeti giganti,” ha detto Ryan MacDonald, borsista NASA Sagan nel Dipartimento di Astronomia dell'U-M, che è stato fondamentale nell'analisi dell'atmosfera di LHS 1140 b. “LHS 1140 b è uno dei migliori piccoli esopianeti nella zona abitabile in grado di sostenere un'atmosfera spessa, e potremmo aver appena trovato prove di un'atmosfera su questo mondo.”

Lanciato nel 2021, il James Webb Space Telescope è il prossimo grande osservatorio spaziale scientifico dopo Hubble, progettato per rispondere a domande irrisolte sull'Universo e per fare scoperte rivoluzionarie in tutti i campi dell'astronomia. Le sue capacità infrarosse gli consentono di studiare dettagliatamente le atmosfere di pianeti lontani, identificando elementi come il vapore d'acqua, il metano e possibili biosignature. Credito: ESA/ATG medialab

LHS 1140 b, un esopianeta che orbita attorno a una stella nana rossa a bassa massa approssimativamente un quinto delle dimensioni del sole, ha affascinato gli scienziati per essere uno dei più vicini esopianeti al sistema solare che si trova nella zona abitabile della sua stella. Gli esopianeti trovati in questa "Zona dei Porsi" hanno temperature che permetterebbero l'esistenza di acqua su di essi sotto forma liquida, un elemento cruciale per la vita come la conosciamo sulla Terra.

Una delle domande fondamentali su LHS 1140 b era se si tratta di un esopianeta di tipo mini-Nettuno o di una super-Terra—un pianeta roccioso o ricco di acqua più grande della Terra.

“Tra tutti gli esopianeti temperati attualmente conosciuti, LHS 1140 b potrebbe benissimo essere il nostro miglior punto d'appoggio per confermare un giorno in modo indiretto l'esistenza di acqua liquida sulla superficie di un mondo alieno al di là del nostro sistema solare,” ha detto Charles Cadieux, primo autore della ricerca e dottorando all'Université de Montréal. “Questo sarebbe un traguardo importante nella ricerca di esopianeti potenzialmente abitabili.”

Ryan MacDonald. Credito: Università del Michigan

Un'analisi delle osservazioni del team ha fortemente escluso lo scenario del mini-Nettuno, con prove che suggeriscono che l'esopianeta LHS 1140 b sia una super-Terra che potrebbe anche avere un'atmosfera ricca di azoto come quella della Terra. Tuttavia, il team avverte che saranno necessarie ulteriori osservazioni con il JWST per confermare la firma del gas azoto.

Le stime basate su tutti i dati accumulati rivelano che LHS 1140 b è meno denso di quanto ci si aspetterebbe per un pianeta roccioso con una composizione simile alla Terra, suggerendo che il 10-20% della sua massa potrebbe essere composto da acqua. Questa scoperta indica che LHS 1140 b è un candidato convincente per un mondo d'acqua, probabilmente simile a un pianeta di ghiaccio o neve con un potenziale oceano liquido nel punto substellare, o la regione della superficie del pianeta che sarebbe sempre rivolta verso la stella ospite del sistema a causa della rotazione sincrona del pianeta (molto simile alla luna della Terra).