Il telescopio James Webb sta osservando piccoli pianeti lontani

BALTIMORA — Quando il telescopio spaziale James Webb è stato concepito per la prima volta, gli esopianeti non erano ancora stati scoperti. Ora l’osservatorio sta mostrando agli astronomi cosa può imparare sui pianeti in orbita attorno ad altre stelle, comprese quelle piccole.

Dal suo lancio nel dicembre 2021, JWST aveva già “annusato” le atmosfere dei pianeti delle dimensioni di Giove in orbita ardentemente vicino alle loro stelle (SN: 26/08/22). Quei mondi intensi sono interessanti, ma non i luoghi in cui gli astronomi sperano di cercare segni di vita. Il telescopio sta ora ottenendo scorci di atmosfere su esopianeti noti della persuasione più terrestre, gli astronomi hanno riferito il 13 e 14 dicembre al Primi risultati scientifici da JWST conferenza.

E anche JWST sta iniziando a trovare nuovi mondi rocciosi.

Queste prime sbirciatine a mondi lontani non rivelano ancora molto su questi luoghi remoti. Ma i ricercatori sono incoraggiati da ciò che la visione nitida di JWST nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso potrebbe alla fine portare alla luce sui pianeti più piccoli oltre il nostro sistema solare.

“Il messaggio principale è che siamo in affari”, ha detto l’astronomo dell’Università di Montreal Björn Benneke. “Non abbiamo ancora nemmeno tutte le osservazioni, ma sono già piuttosto entusiasmanti”.

Uno dei pianeti più piccoli che JWST ha esaminato è GJ 1214b, che ha frustrato gli astronomi sin dalla sua scoperta nel 2009 (SN: 16/12/09). Il pianeta è un sub-Nettuno, il che significa che le sue dimensioni sono da qualche parte tra quelle di un mondo roccioso come la Terra e uno gassoso come Nettuno.

“Che diamine sono i sub-Nettuno?” ha chiesto l’astronomo Eliza Kempton dell’Università del Maryland a College Park. Potrebbero essere sfere di roccia con spesse atmosfere di idrogeno ed elio, o forse mondi d’acqua (SN: 22/02/12). “Quello che vorremmo fare con la caratterizzazione atmosferica è misurare le loro atmosfere e vedere quale è quale”, ha detto Kempton.

In precedenza, gli astronomi hanno cercato di osservare la composizione dell’atmosfera di GJ 1214b osservando come la luce delle stelle filtrava attraverso di essa. Ma l’atmosfera è densa e nebbiosa, bloccando la capacità degli astronomi di rilevare le singole molecole in essa contenute.

Invece di guardare il pianeta passare davanti alla sua stella, Kempton e colleghi hanno usato JWST per cercare il bagliore del pianeta appena prima che scomparisse dietro a la stella. E ha funzionato: dopo 38 ore di osservazione, i ricercatori hanno rilevato il bagliore infrarosso del pianeta, ha detto Kempton in una presentazione del 13 dicembre.

C’è ancora molto lavoro da fare, ma i dati iniziali suggeriscono che il pianeta ha molti componenti chimici, forse tra cui acqua e metano. È anche arricchito di elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio.

Per quanto riguarda sapere che tipo di mondo è GJ 1214b, “direi che non ci siamo ancora del tutto”, ha detto Kempton. Potrebbe essere un pianeta acquoso, ha detto, o un pianeta gassoso che ha perso una discreta quantità dei suoi elementi più leggeri.

Il telescopio ha anche dato una prima occhiata all’allettante sistema TRAPPIST-1, ha detto Benneke in una diversa presentazione del 13 dicembre (SN: 13/12/17). Scoperto nel 2017, il sistema contiene sette mondi delle dimensioni della Terra che sono probabilmente rocciosi. Tre di questi pianeti potrebbero avere le giuste temperature per l’esistenza di acqua liquida sulla loro superficie, rendendoli obiettivi particolarmente interessanti per JWST e altri telescopi per cercare segni di vita.

Ma TRAPPIST-1 è una piccola stella rossa chiamata nana M, un tipo di stella noto per violenti bagliori e forti radiazioni. Per anni, gli astronomi hanno discusso se i pianeti intorno a queste stelle sarebbero ospitali per la vita, o se le stelle avrebbero spogliato le atmosfere dei loro pianeti (SN: 14/06/17).

“Se i pianeti TRAPPIST non hanno atmosfere, allora dobbiamo andare avanti” da M nani nella ricerca di vita extraterrestre, dice l’astronomo Mercedes Lόpez-Morales dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a Cambridge, Mass., che era non coinvolto nelle nuove osservazioni JWST.

Il primo sguardo di JWST a uno di quei mondi potenzialmente abitabili, TRAPPIST-1g, non ha rivelato alcun chiaro segno di atmosfera. Ma il telescopio ha osservato il pianeta solo per circa cinque ore. Con più osservazioni, un’atmosfera dovrebbe essere rilevabile se è lì, ha detto Benneke.

Anche JWST sta entrando nel gioco della caccia ai pianeti, ha detto l’astronomo Kevin Stevenson il 14 dicembre. Il telescopio ha ricontrollato un’osservazione potenzialmente interessante da un altro telescopio e ha confermato di aver visto un mondo roccioso delle dimensioni della Terra attorno a una vicina nana M. Ciò dimostra che JWST ha la precisione per trovare tali mondi.

“È un risultato entusiasmante, forse la prima scoperta di un pianeta extrasolare da parte del JWST”, ha affermato Stevenson, dello Space Telescope Science Institute di Baltimora. Il pianeta orbita attorno alla sua debole stella ogni due giorni, quindi è probabilmente intorno ai 225° Celsius sulla superficie, probabilmente troppo caldo per essere abitabile, dice. “È più simile a un’exo-Venere che a un’exo-Terra.”

Sebbene sia ancora presto, hanno sottolineato i ricercatori, le previsioni per la caccia al pianeta utilizzando JWST sono buone.

I risultati stanno spianando la strada anche per futuri osservatori, ha affermato l’astrofisico John Mather del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Md. lista dei desideri per missioni future include un telescopio che può scavare ancora più a fondo nei dettagli di mondi potenzialmente abitabili.

“Se non è impossibile”, disse Mather, “facciamolo”.