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K2-18 b, il pianeta extrasolare con oceani d’acqua e segni di vita

Ecco come potrebbe essere l'esopianeta K2-18b
Ecco come potrebbe essere l'esopianeta K2-18b Diritti d'autore NASA
Diritti d'autore NASA
Di Luke Hurst
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Questo articolo è stato pubblicato originariamente in inglese

Gli astronomi sono a caccia di segni di vita nell'universo e il pianeta K2-18 b è di particolare interesse

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Una scoperta davvero particolare per gli scienziati alla ricerca di pianeti extrasolari che potrebbero ospitare la vita.

La Nasa ha comunicato che il telescopio spaziale James Webb potrebbe aver rilevato una molecola nell'atmosfera di un lontano esopianeta, molecola che si trova sulla Terra. 

Il telescopio orbitante che galleggia nello Spazio a oltre un milione e mezzo di Km dal nostro pianeta, nel punto lagrangiano L2, ha rilevato tracce di molecole di metano e anidride carbonica sull'esopianeta K2-18 b che si trova a circa 120 anni luce dal nostro pianeta, nella costellazione di Leone.

K2-18 b è stato oggetto di studi approfonditi da quando, nel 2019, gli astronomi hanno annunciato di aver trovato potenziali segni di vapore acqueo nella sua atmosfera.

Secondo i dati derivati dalle osservazioni, il pianeta, oltre 8 volte e mezza più massiccio della Terra, in orbita nella zona abitabile attorno a K2-18, una stella nana molto fredda, potrebbe essere un cosiddetto pianeta Hycean.

Ora il James Webb Telescope ha fornito una serie di nuovi dati.

Il telescopio ha rilevato la presenza di molecole contenenti carbonio - tra cui il metano e l'anidride carbonica - alimentando le ipotesi che K2-18 b possa avere un'atmosfera ricca di idrogeno e una superficie ricoperta di oceani d'acqua, quindi potenzialmente in grado di sostenere la vita.

Queste caratteristiche potrebbero essere segni di un pianeta che potrebbe ospitare la vita.

Indizi di vita?

Tra le osservazioni effettuate dal telescopio Webb anche la possibile presenza di solfuro di dimetile (Dms) una molecola che, almeno sulla Terra, è prodotta solo da attività biologiche. 

La maggior parte del Dms presente nell'atmosfera terrestre proviene dal fitoplancton, organismi microscopici presenti negli oceani.

In un comunicato, la Nasa ha dichiarato che l'ipotesi della presenza di solfuro di dimetile nell'atmosfera è "meno solida" di altre scoperte e necessita di ulteriori conferme.

"Le prossime osservazioni di Webb dovrebbero essere in grado di confermare se il Dms sia effettivamente presente nell'atmosfera di K2-18b a livelli significativi", ha spiegato Nikku Madhusudhan, astronomo dell'Università di Cambridge e autore principale dell'articolo che ha annunciato questi risultati.

L'Agenzia spaziale ha tuttavia affermato che l'abbondanza di metano e anidride carbonica rilevata nell'atmosfera, così come la scarsità di ammoniaca, supportano l'ipotesi che sul pianeta K2-18b possa esserci un oceano d'acqua al di sotto di un'atmosfera ricca di idrogeno.

Si pensa che il pianeta sia un esempio di mondo fatto di vapori ignei - un pianeta più grande della Terra ma più piccolo dei giganti gassosi del nostro sistema solare, coperto da un oceano liquido e da una spessa atmosfera di azoto.

Non ci sono pianeti come K2-18 b nel nostro sistema solare, quindi sono poco conosciuti, nonostante gli scienziati ritengano che siano comuni intorno alle stelle nane rosse. Alcuni astronomi ritengono che i pianeti Hycean potrebbero essere ambienti promettenti per la ricerca di prove di vita.

"I nostri risultati sottolineano l'importanza di considerare diversi ambienti abitabili nella ricerca di vita anche altrove", ha spiegato Madhusudhan.

"Tradizionalmente, la ricerca di vita sugli esopianeti si è concentrata principalmente sui pianeti rocciosi più piccoli, ma i mondi oceanici più grandi sono decisamente più favorevoli alle osservazioni atmosferiche".

Esopianeta in una zona abitabile

Gli astronomi sono particolarmente interessati a studiare K2-18 b perché si trova nella zona abitabile della sua stella ospite, ossia non è né troppo vicino né troppo lontano dal suo sole.

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La Nasa avverte però che, nonostante l'apparente composizione della sua atmosfera e la vicinanza alla sua stella, le dimensioni del pianeta significano che il suo interno contiene probabilmente un ampio mantello di ghiaccio ad alta pressione, come Nettuno, ma con un'atmosfera più sottile ricca di idrogeno e una superficie oceanica.

L'Agenzia spaziale afferma che, sebbene si preveda che i mondi oceaniani abbiano oceani d'acqua, è anche possibile che l'oceano sia troppo caldo per essere abitabile o liquido.

"Sebbene questo tipo di pianeta non esista nel nostro sistema solare, i sub-Nettuni sono un tipo di pianeta tra i più comune finora conosciuti nella galassia", ha spiegato il Dott. Subhajit Sarkar, uno dei membro del team dell'Università di Cardiff.

"Abbiamo ottenuto lo spettro più dettagliato di un sub-Nettuno della zona abitabile fino ad oggi e questo ci ha permesso di capire le molecole presenti nella sua atmosfera".

Misurare l'atmosfera

Studiare la potenziale composizione atmosferica di un esopianeta è un compito difficile, reso ancora più arduo dal fatto che la stella ospite è molto più luminosa del pianeta stesso.

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Gli astronomi sono riusciti ad analizzare K2-18 b osservando la luce della sua stella madre mentre attraversa l'atmosfera del pianeta. Poiché questo passa davanti alla stella, i nostri telescopi sono in grado di rilevare il calo di luminosità che si verifica in questo modo.

È una tecnica comune per rilevare la presenza di un pianeta intorno a una stella, ma porta anche a una luce che brilla attraverso l'atmosfera del pianeta - luce che può essere rilevata da telescopi potenti come il telescopio James Webb.

Studiando questa luce, gli esperti possono determinare alcuni dei gas che compongono l'atmosfera dell'esopianeta. "Questo risultato è stato possibile solo grazie all'estesa gamma di lunghezze d'onda e alla sensibilità senza precedenti di Webb, che ha permesso di rilevare in modo robusto le caratteristiche spettrali con soli due transiti", ha detto il Dott. Madhusudhan.

"Per fare un paragone, un'osservazione del transito di Webb ha fornito una precisione paragonabile a quella di otto osservazioni con Hubble condotte nell'arco di alcuni anni e in un intervallo di lunghezze d'onda relativamente ristretto".

I ricercatori hanno aggiunto che questo è solo l'inizio delle osservazioni di Webb, quindi ce ne saranno "molte altre in arrivo".

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I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Astrophysical Journal Letters.

Il team intende ora condurre una ricerca di follow-up con lo spettrografo MIRI (Mid-Infrared Instrument) del telescopio, che si spera possa convalidare ulteriormente le loro scoperte e fornire nuove informazioni sulle condizioni ambientali di K2-18 b.

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