Il telescopio spaziale James Webb ha osservato quattro transiti dell’esopianeta TRAPPIST-1e, situato a 40 anni luce di distanza nella costellazione dell’Acquario. Un team internazionale guidato da ricercatori del MIT ha analizzato i dati raccolti dallo strumento NIRSpec nel 2023 e nel 2024. I risultati, pubblicati di recente, né confermano né escludono in modo definitivo la presenza di un’atmosfera sul pianeta roccioso in orbita attorno alla nana ultrafredda TRAPPIST-1.
Gli spettri di trasmissione hanno rivelato variazioni causate dall’attività stellare, complicando la separazione del segnale planetario. L’analisi ha escluso, con una confidenza del 95%, atmosfere dense e ricche di CO2 simili a quelle di Venere o Marte. Restano praticabili due scenari: un pianeta senza atmosfera o uno sottile dominato dall’azoto.
- TRAPPIST-1e ha un raggio pari al 92% di quello terrestre e riceve radiazioni simili alla Terra.
- Il periodo orbitale di 6,1 giorni facilita le osservazioni ripetute.
- Il sistema scoperto nel 2016 ha sette pianeti rocciosi.
Sistema TRAPPIST-1 in primo piano
TRAPPIST-1 ospita sette pianeti terrestri, tre nella zona abitabile: d, e ed f. Il pianeta si distingue per il suo equilibrio termico favorevole all’acqua liquida.
La stella nana ultrafredda emette intense radiazioni nelle sue fasi iniziali, erodendo potenzialmente le atmosfere primordiali. I processi vulcanici possono generare involucri secondari resistenti.
Tecnica della spettroscopia di trasmissione
Il metodo cattura la luce stellare filtrata dall’atmosfera durante i transiti. Le molecole assorbono lunghezze d’onda specifiche, creando firme chimiche.
JWST funziona nell’infrarosso, ideale per rilevare CO2, metano e vapore acqueo. Sono stati monitorati quattro transiti di TRAPPIST-1e.
Le macchie e le facole sulla superficie stellare variano in luminosità, imitando i segnali atmosferici. Modelli gaussiani corretti per parte della contaminazione.
Risultati di osservazioni recenti
I dati escludono atmosfere primordiali di idrogeno, confermando studi precedenti. La mancanza di un forte segnale di CO2 limita le opzioni dense.
Lo scenario di roccia nuda si adatta agli spettri osservati. Alternativa all’azoto rarefatto compatibile anche con tracce di altri gas.
I residui nei dati suggeriscono una contaminazione residua o sottili segnali atmosferici. L’analisi statistica 2-sigma rafforza le esclusioni.
Sfide attività stellari
Le nane rosse come TRAPPIST-1 mostrano un’elevata variabilità superficiale. Le disomogeneità complicano l’interpretazione dei transiti esoplanetari.
La squadra ha fatto domandagerarchie di modelli atmosferici per differenziare le origini. I progressi nella correzione del rumore stellare avvantaggiano gli obiettivi futuri.
Possibilità per TRAPPIST-1e
Il pianeta mantiene il potenziale abitabile se ha un’atmosfera secondaria. L’azoto stabilizza il clima e protegge dalle radiazioni.
L’assenza di un involucro esporrebbe la superficie a condizioni estreme. Più transiti pianificati rispetto a TRAPPIST-1b per isolare i segnali.
Progressi metodologici con JWST
Lo studio stabilisce protocolli per i pianeti nani attivi. La sensibilità del telescopio rileva variazioni in parti per milione.
Tecniche raffinate applicabili a migliaia di esopianeti catalogati. TRAPPIST-1 funge da laboratorio per l’evoluzione atmosferica.
Passi successivi osservativi
Le osservazioni simultanee dei pianeti vicini riducono gli errori stellari. I telescopi terrestri completano i dati JWST.
Strumenti futuri come l’ELT promettono risoluzioni più elevate. Il set di dati in crescita chiarisce la composizione di TRAPPIST-1e.
