Comunicato Stampa

Una nana ultrafredda e sette pianeti

Mondi di dimensioni simili alla Terra e temperati in un sistema planetario straordinariamente ricco

22 Febbraio 2017

Alcuni astronomi hanno trovato un sistema di sette pianeti di dimensioni simili alla Terra ad appena 40 anni luce da noi, usando telescopi da terra e dallo spazio, tra cui il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO. I pianeti sono stati tutti individuati mentre passavano di fronte alla propria stella madre, la nana ultrafredda nota come TRAPPIST-1. Secondo l'articolo pubblicato oggi dalla rivista Nature, tre dei pianeti si trovano nella zona abitabile e potrebbero ospitare oceani d'acqua in superficie, aumentando la probabilità che il sistema stellare possa ospitare la vita. Questo sistema contiene il maggior numero di pianeti di dimensione terrestre trovato finora e il più grande numero di mondi che possano sostenere acqua liquida in superficie.

Alcuni astronomi, usando il telescopio TRAPPIST-South all'Osservatorio di La Silla dell'ESO, il VLT (Very Large Telescope) al Paranal e il telescopio spaziale Spitzer della NASA, così come altri telescopi in tutto il mondo [1], hanno ora confermato l'esistenza di almeno sette piccoli pianeti in orbita intorno alla nana rossa fredda TRAPPIST-1 [2]. Tutti i pianeti, chiamati TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g e h in ordine di distanza crescente dalla stella madre, hanno dimensioni simili a quelle della Terra [3].

Piccoli cali nell'emissione di luce della stella, causati da ciascuno dei sette pianeti mentre le passano di fronte - questi eventi sono noti come transiti - hanno permesso agli astronomi di dedurre informazioni sulle loro dimensioni, composizione e orbita [4]. Si è trovato che almeno i sei pianeti più interni sono confrontabili alla Terra per dimensione e temperatura

Il primo autore Michaël Gillon dell'Istituto STAR all'Università di Liegi in Belgio è entusiasta dei risultati ottenuti: "È un sistema planetario sorprendente - non solo perchè abbiamo trovato così tanti pianeti, ma perchè sono incredibilmente simili per dimensione alla Terra!"

Con una massa pari all'8% del Sole, TRAPPIST-1, nella costellazione dell'Acquario, è molto piccola in termini stellari - solo marginalmente più grande del pianeta Giove - e anche se vicina a noi appare molto debole. Gli astronomi si aspettavano che queste stelle nane potessero ospitare molti pianeti di dimensione terrestre in orbite molto strette, rendendole obiettivi promettenti per la caccia alla vita extraterrestre, e TRAPPIST-1 è il primo di questi sistemi a essere stato scoperto.

Il co-autore Amaury Triaud spiega: "La produzione energetica delle stelle nane come TRAPPIST-1 è molto più debole di quella del Sole. Perchè ci sia acqua liquida in superficie, i pianeti dovrebbero essere in orbite più vicine di quanto vediamo nel Sistema Solare. Fortunatamente sembra che questa configurazione compatta sia proprio ciò che troviamo intorno a TRAPPIST-1!"

L'equipe ha determinato che tutti i pianeti nel sistema sono di dimensioni simili alla Terra e Venere nel Sistema Solare o appena più piccoli. Le misure di densità suggeriscono che almeno i sei pianeti più interni siano probabilmente rocciosi.

Le orbite planetarie non sono molto più grandi di quelle delle lune di Galileo e sono invece molto più piccole dell'orbita di Mercurio nel Sistema Solare. Ma la dimensione minuscola e la bassa temperatura di TRAPPIST-1 implicano che l'energia che arriva ai pianeti è simile a quella ricevuta dai pianeti interni nel nostro Sistema Solare; TRAPPIST-1c, d e f ricevono quantità di energia simili a Venere, Terra e Marte, rispettivamente.

Tutti e sette i pianeti scoperti nel sistema potrebbero avere acqua liquida in superficie, anche se le distanze orbitali rendono alcuni candidati più promettenti di altri. Modelli climatici suggeriscono che i pianeti più interni, TRAPPIST-1b, c e d, siano probabilmente troppo caldi per avere acqua liquida, tranne forse su una piccola frazione della superficie. La distanza orbitale del pianeta più esterno, TRAPPIST-1h, non è confermata, anche se è probabilmente troppo distante e freddo per l'acqua liquida - assumendo che non ci siano altri processi di riscaldamento [5]. TRAPPIST-1e, f e g perciò rappresentano il "Santo Graal" degli astronomi alla ricerca di pianeti, poichè orbitano nella zona abitabile e potrebbero ospitare oceani di acqua in superficie [6].

Queste nuove scoperte rendono il sistema TRAPPIST-1 molto importante per studi futuri. Il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA viene già usato per ricercare atmosfere intorno ai pianeti e Emmanuël Jehin, membro della collaborazione, è entusiasta sulle possibilità future: "Con la nuova generazione di telescopi, come l'ELT (Extremely Large Telescope) dell'ESO e il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA saremo presto in grado di cercare l'acqua e forse anche evidenza di vita in questi mondi."

Note

[1] Oltre al telescopio spaziale Spitzer della NASA, l'equipe ha usato anche molte strutture da terra: TRAPPIST-South all'Osservatorio della Silla dell'ESO in Cile, HAWK-I sul VLT (Very Large Telescope) dell'ESO, TRAPPIST-North in Marocco, il telescopio UKIRT da 3,8 metri in Hawaii, il telescopio da 2 metri Liverpool e William Herschel da 4 metri a La Palma nelle Isole Canarie e il telescopio SAAO da 1 metro in Sud Africa.

[2] TRAPPIST-South (il telescopio TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope–South) è un telescopio robotico belga da 0,6 metri di diametro gestito dall'Università di Liegi e ubicato all'Osservatorio dell'ESO di La Silla in Cile. Per la maggior parte del tempo controlla la luce di 60 tra le più vicine stelle nane ultrafredde e nane brune ("stelle" non abbastanza massicce da dare inizio a fusione nucleare al loro interno), cercando evidenza di transiti planetari. TRAPPIST-South, insieme con il gemello TRAPPIST-North, è un precursore del sistema SPECULOOS, al momento in fase di installazione all'Osservatorio del Paranal dell'ESO.

[3] All'inizio del 2016 un'equipe di astronomi, guidata da Michaël Gillon, ha annunciato la scoperta di tre pianeti in orbita intorno a TRAPPIST-1. Hanno intensificato le osservazioni del sistema soprattutto a causa di un notevole triplo transito osservato dallo strumento HAWK-I sul VLT. Questo transito ha mostrato chiaramente che almeno un altro pianeta sconosciuto era in orbita intorno alla stella. La curva di luce ormai storica mostra per la prima volta tre pianeti temperati di dimensione simile alla Terra, due dei quali nella zona abitabile, che passano di fronte alla stella nello stesso momento!

[4] Questo è uno dei metodi principali che gli astronomi usano per identificare la presenza di un pianeta intorno a una stella: osservare la luce proveniente dalla stella per vedere se parte di essa viene bloccata mentre il pianeta passa di fronte alla sua stella madre sulla linea di vista della Terra - transita di fronte alla stella, come dicono gli astronomi. Durante l'orbita ci aspettiamo di vedere diminuzioni regolari nella luce proveniente dalla stella quando il pianeta le passa di fronte.

[5] Questi processi potrebbero comprendere il riscaldamento mareale, per cui l'attrazione gravitazione di TRAPPIST-1 deforma ripetutamente il pianeta, portando a un aumento dell'attrito interno e alla produzione di calore. Questo processo causa il vulcanismo attivo sulla luna di Giove Io. Se anche TRAPPIST-1h avesse mantenuto un'atmosfera primordiale ricca di idrogeno, il tasso di perdita di calore potrebbe essere molto basso.

[6] Questa scoperta rappresenta anche la più grande catena di esopianeti nota con orbite in quasi risonanza . Gli astronomi misurano con precisione quanto occorre a ogni pianeta del sistema per completare un'orbita intorno a TRAPPIST-1 - il cosiddetto periodo di rivoluzione - e quindi calcolano il rapporto tra il periodo di ogni pianeta e quello del successivo. I sei pianeti più interni di TRAPPIST-1 hanno rapporti tra i periodi molto vicini a frazioni semplici , come per esempio 5: 3 o 3: 2. Ciò significa che i pianeti probabilmente si sono formati insieme più lontani dalla loro stella e successivamente si sono spostati verso l'interno nella loro configurazione attuale. Se fosse così, potrebbero essere corpi a bassa densità e ricchi di gas volatili, suggerendo la presenza di una superficie ghiacciata e / o un'atmosfera.

Ulteriori Informazioni

Questo risultato è stato presentato nell'articolo “Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1”, di M. Gillon et al., pubblicato dalla rivista Nature.

L'equipe è composta da M. Gillon (Université de Liège, Liège, Belgio), A. H. M. J. Triaud (Institute of Astronomy, Cambridge, Regno Unito), B.-O. Demory (University of Bern, Bern, Svizzera; Cavendish Laboratory, Cambridge, Regno Unito), E. Jehin (Université de Liège, Liège, Belgio), E. Agol (University of Washington, Seattle, USA; NASA Astrobiology Institutès Virtual Planetary Laboratory, Seattle, USA), K. M. Deck (California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA), S. M. Lederer (NASA Johnson Space Center, Houston, USA), J. de Wit (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA), A. Burdanov (Université de Liège, Liège, Belgio), J. G. Ingalls (California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), E. Bolmont (University of Namur, Namur, Belgio; Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA/DRF - CNRS - Univ. Paris Diderot - IRFU/SAp, Centre de Saclay, Francia), J. Leconte (Univ. Bordeaux, Pessac, Francia), S. N. Raymond (Univ. Bordeaux, Pessac, Francia), F. Selsis (Univ. Bordeaux, Pessac, Francia), M. Turbet (Sorbonne Universités, Paris, Francia), K. Barkaoui (Oukaimeden Observatory, Marrakesh, Marocco), A. Burgasser (University of California, San Diego, California, USA), M. R. Burleigh (University of Leicester, Leicester, Regno Unito), S. J. Carey (California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA), C. M. Copperwheat (Liverpool John Moores University, Liverpool, Regno Unito), L. Delrez (Université de Liège, Liège, Belgio; Cavendish Laboratory, Cambridge, Regno Unito), C. S. Fernandes (Université de Liège, Liège, Belgio), D. L. Holdsworth (University of Central Lancashire, Preston, Regno Unito), E. J. Kotze (South African Astronomical Observatory, Cape Town, Sud Africa), A. Chaushev (University of Leicester, Regno Unito), V. Van Grootel (Université de Liège, Liège, Belgio), Y. Almleaky (King Abdulaziz University, Jeddah, Arabia Saudita; King Abdullah Centre for Crescent Observations and Astronomy, Makkah Clock, Arabia Saudita), Z. Benkhaldoun (Oukaimeden Observatory, Marrakesh, Marocco), P. Magain (Université de Liège, Liège, Belgio), e D. Queloz (Cavendish Laboratory, Cambridge, Regno Unito; Astronomy Department, Geneva University, Svizzera).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Links

• Articolo scientifico su Nature
• Sito web del telescopio TRAPPIST telescope all'Université de Liège
• Ulteriori informazioni su TRAPPIST-South
• OrCA Lab all'Université de Liège
• Il progetto SPECULOOS all'Université de Liège
• Comunicato stampa sul sito del telescopio Spitzer della NASA
• Fotografie del VLT

Contatti

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University of Liege
Liege, Belgium
Tel.: +32 43 669 743
Cell.: +32 473 346 402
E-mail: michael.gillon@ulg.ac.be

Amaury Triaud
Kavli Exoplanet Fellow, University of Cambridge
Cambridge, United Kingdom
Tel.: +44 1223 766 690
E-mail: aht34@cam.ac.uk

Emmanuël Jehin
University of Liège
Liège, Belgium
Tel.: +32 495237298
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Brice-Olivier Demory
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