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7 Dicembre 2019
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    «Un primo passo verso lo studio delle atmosfere di pianeti di tipo terrestre», dice Luigi Mancini dell’Università di Roma Tor Vergata, tra gli scopritori di uno strato gassoso attorno a Gliese 1132b, che assurge al titolo di pianeta extrasolare con la gravità più simile alla Terra dotato di atmosfera.

    Una rappresentazione artistica di Gj 1132b. Crediti. Mpia

    Un gruppo di astronomi provenienti da istituti di ricerca europei è riuscito a rilevare l’atmosfera che circonda un pianeta extrasolare di taglia simile alla Terra, denominato Gliese 1132b (o, in breve, Gj 1132b). Il pianeta in questione orbita attorno alla stella nana rossa Gj 1132 nella costellazione delle Vele, a una distanza di 39 anni luce da noi. La stella ha un diametro appena un quinto quello del Sole, oltre ad essere molto più fredda e debole, emettendo solo un duecentesimo della radiazione luminosa.

    Definito al momento della scoperta un pianeta “Venere style” a causa della temperatura attorno ai 230 gradi, non così calda da impedire la formazione di un’atmosfera, Gj 1132b è risultato subito un soggetto molto interessante perché possiede misure simili alla Terra, con un 40 per cento in più di “girovita” e un 60 per cento in più di massa, tali da far supporre una composizione rocciosa simile al nostro pianeta.

    Ulteriori possibili affinità della storia evolutiva di Gj 1132b con quella che ha portato Venere a essere il pianeta bollente che osserviamo ora sono state poi suggerite da più recenti studi teorici, secondo i quali l’atmosfera del pianeta extrasolare potrebbe avere una certa abbondanza di anidride carbonica.

    Ma finora mancava la prova dell’esistenza stessa dell’atmosfera. Prova che è stata presentata in un nuovo studio pubblicato su Astronomical Journal, guidato da ricercatori dell’Istituto Max Planck per l’astronomia, in Germania, secondo un progetto ideato da Luigi Mancini, ora al Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma Tor Vergata e associato Inaf.

    «Venere e Gliese 1132b sono forse “gemelli” per via della temperatura molto simile, ma le cose sono decisamente più complesse», commenta Mancini a Media Inaf. «La nostra rilevazione non è infatti consistente con uno spettro piatto, tipico di un’atmosfera densa (composta al 100 per cento di vapore d’acqua o anidride carbonica). In ogni caso, per le caratteristiche del nostro studio, sulla reale abbondanza di anidride carbonica non possiamo dire nulla».

    Luigi Mancini all’Osservatorio di La Silla, in Cile.

    Per rilevare l’atmosfera, i ricercatori hanno utilizzato il telescopio da 2.2 metri Eso/Mpgin Cile con il metodo indiretto dei transiti planetari, misurando il calo di luminosità della stella dovuto al passaggio del pianeta di fronte ad essa sulla linea di vista terrestre. Passaggio che nel caso di Gj 1132b avviene piuttosto frequentemente, completando un giro completo attorno alla stella pressappoco in un giorno e mezzo.

    «Il trucco è quello di utilizzare la luce della stella genitrice», spiega Mancini, «luce che in piccola parte attraversa l’atmosfera del pianeta – se esiste – e ne viene assorbita. A seconda della lunghezza d’onda a cui noi osserviamo questo assorbimento, possiamo ipotizzare la presenza di alcuni elementi rispetto ad altri». Durante i transiti, il gruppo ha utilizzato una tecnica di fotometria a banda larga, ottenendo 7 “curve di luce” contemporaneamente con diversi filtri.

    Le dimensioni di stelle come Gj 1132 sono ben note grazie ai modelli stellari, e dalla frazione di luce complessiva “eclissata” dal pianeta si può calcolare la dimensione del pianeta. Le nuove osservazioni hanno mostrato che Gj 1132 risulta essere un po’ più grande alle lunghezze d’onda infrarosse rispetto alle altre frequenze. Questo suggerisce la presenza di un’atmosfera opaca a questa specifica luce infrarossa, ma trasparente alla luce visibile.

    «È la prima rilevazione abbastanza chiara dell’atmosfera attorno a un pianeta con una gravità paragonabile a quella della Terra e rappresenta quindi un primo passo verso lo studio delle atmosfere di pianeti di tipo terrestre», conclude Mancini. «Con la fotometria a banda larga non siamo in grado di apprezzare le differenze che ci possono essere tra un’atmosfera fatta di vapore acqueo, o di anidride carbonica, o di metano, e così via. Ora abbiamo la detection, però occorrono strumenti più fini, come il futuro telescopio spaziale James Webb, per uno studio più preciso dell’atmosfera, specialmente alle lunghezze d’onda che noi non abbiamo potuto investigare».

    Per saperne di più:

    • Leggi l’anteprima dell’articolo pubblicato su Astronomical JournalDetection of the Atmosphere of the 1.6 M ⊕ Exoplanet GJ 1132 b“, di John Southworth, Luigi Mancini, Nikku Madhusudhan, Paul Molliere, Simona Ciceri, Thomas Henning

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