Forse c’è una forte presenza d’acqua nei pianeti di TRAPPIST-1

Concetto artistico del panorama sul pianeta TRAPPIST-1f (Immagine NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC))
Concetto artistico del panorama sul pianeta TRAPPIST-1f (Immagine NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC))

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” descrive una ricerca sul possibile spostamento delle orbite dei 7 pianeti del sistema della stella nana ultra-fredda TRAPPIST-1 e della loro composizione. Un team di ricercatori di Arizona State University (ASU) e Vanderbilt University ha messo assieme le informazioni disponibili su quel sistema per effettuare una serie di calcoli concludendo che i pianeti si sono formati molto più lontano dalla loro stella rispetto alle loro posizioni attuali e che alcuni di essi hanno un contenuto d’acqua molto elevato, paradossalmente eccessivo perché sia abitabile.

La conferma che 7 pianeti rocciosi orbitano attorno alla stella nana ultra-fredda TRAPPIST-1, annunciata nel febbraio 2017, l’ha reso il sistema più studiato con un’attenzione particolare alle possibilità che vi sia acqua liquida sulla superficie di almeno alcuni di essi. Le ripetute osservazioni dei passaggi di quegli esopianeti di fronte alla loro stella hanno fornito molti dati grazie al fatto che il loro anno dura pochi giorni terrestri e ciò ha permesso di stimare con precisione crescente le loro masse e dimensioni.

Per gli astronomi è diventato sempre più evidente che i pianeti di TRAPPIST-1 hanno una densità media piuttosto bassa e ciò suggerisce che possiedano una notevole quantità d’acqua. Ciò perché essi sono troppo piccoli per essere dei mini-Nettuno, la cui densità è abbassata da un’atmosfera molto estesa che però aumenta molto le dimensioni di quei pianeti, molto maggiori rispetto a quelli di TRAPPIST-1.

Per cercare di ottenere stime più accurate dell’acqua presente sui pianeti di TRAPPIST-1, Cayman Unterborn, Steven Desch e Alejandro Lorenz della ASU e Natalie Hinkel della Vanderbilt University hanno usato un software chiamato ExoPlex, lo stato dell’arte nel campo della fisica minerale. Come paragone sono stati usati i dati di esopianeti già conosciuti in sistemi vicini al Sole.

Il risultato è che secondo i modelli creati, la massa dei pianeti interni TRAPPIST-1b e TRAPPIST-1c è composta per meno del 15% di acqua. La sorpresa è nel risultato dei pianeti esterni TRAPPIST-1f e TRAPPIST-1g, che risultano essere composti per oltre il 50% di acqua. Vista la distanza dei pianeti estreni, più che rocciosi potrebbero essere definiti pianeti di ghiaccio.

Quest’abbondanza di acqua suggerisce che i pianeti di TRAPPIST-1 si siano formati molto più lontano dalla loro stella. Questa conclusione arriva tenendo presente il limite della neve, la distanza da una stella a cui l’acqua può congelarsi e il ghiaccio può entrare nel processo di accrescimento di un pianeta. In questo caso, i pianeti sono troppo vicini alla stella per giustificare la presenza di tanta acqua perciò è probabile che si siano formati a una distanza molto superiore per poi avvicinarsi.

Stelle come TRAPPIST-1 si affievoliscono col passare del tempo perciò il limite della neve si sposta. Le stime dell’età di quel sistema sono ancora molto grossolane perciò è impossibile costruire un modello raffinato della sua evoluzione ma i suoi pianeti potrebbero essersi formati a una distanza almeno doppia di quella attuale.

L’acqua è uno dei composti maggiormente cercati sugli esopianeti perché fondamentale per supportare forme di vita simili a quelle terrestri. Paradossalmente, i pianeti di TRAPPIST-1 potrebbero averne troppa ed essere casi limite di pianeti oceano in cui importanti cicli geochimici importanti per lo sviluppo della vita vengono inibiti da tanta acqua.

Secondo questa ricerca, il concetto artistico del pianeta TRAPPIST-1f nell’immagine è forse non del tutto corretto, nel senso che la superficie potrebbe essere ghiacciata. Questi risultati contraddicono almeno in parte ricerche precedenti, che stimavano una presenza di acqua fino al 5% sui pianeti di TRAPPIST-1. Sarebbe comunque una quantità pensando che l’acqua costituisce lo 0.02% della massa della Terra. Se le nuove stime dovessero risultare corrette sarebbe comunque un risultato interessante perché costituirebbe un passo in avanti nella comprensione di un certo tipo di esopianeti.

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