Scoperta Super-Terra potenzialmente abitabile
Trent'anni dopo la scoperta del primo esopianeta, gli astronomi hanno individuato oltre 7.000 pianeti al di fuori del nostro sistema solare, ma si stima che ne esistano ancora miliardi da scoprire. Parallelamente, gli esoplanetologi hanno iniziato a studiare le caratteristiche di questi mondi, con l'obiettivo di trovare tracce di vita altrove nell'universo. È in questo contesto che è stato scoperto l'esopianeta HD 20794 d, una "Super-Terra" individuata da un team internazionale che include l'Università di Ginevra (UNIGE) e il NCCR PlanetS.
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Questo nuovo pianeta si trova in un'orbita eccentrica che lo porta a oscillare dentro e fuori dalla zona abitabile della sua stella. Il risultato è frutto di 20 anni di osservazioni con i migliori telescopi al mondo ed è stato pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
"Siamo soli nell'universo?"
Per migliaia di anni, questa domanda è rimasta confinata alla filosofia. Solo di recente la scienza moderna ha iniziato a fornire ipotesi solide e prove concrete per rispondere. Tuttavia, i progressi degli astronomi sono lenti e ogni nuova scoperta, teorica o osservativa, contribuisce ad ampliare i confini della conoscenza. La scoperta nel 1995 del primo pianeta orbitante attorno a una stella diversa dal Sole è stata un passo fondamentale in questa direzione, valendo a Michel Mayor e Didier Queloz, ricercatori dell'UNIGE, il Premio Nobel per la Fisica nel 2019. Oggi, il consenso scientifico riconosce l'esistenza di un sistema planetario per ogni stella della nostra galassia.
Gli astronomi ora cercano esopianeti più facili da caratterizzare o con caratteristiche particolarmente interessanti per testare le loro ipotesi. HD 20794 d è un esempio di questi pianeti.
Nella zona abitabile della sua stella
HD 20794 d è una Super-Terra, un pianeta roccioso più grande della Terra, e fa parte di un sistema planetario con altri due pianeti. Orbita attorno a una stella di tipo G, simile al Sole, a una distanza di soli 19,7 anni luce: una vicinanza che, su scala cosmica, lo colloca nel "vicinato" della Terra.
Questa "prossimità" facilita gli studi, poiché i segnali luminosi emessi sono più visibili e forti. "HD 20794, la stella attorno a cui orbita HD 20794 d, non è una stella ordinaria," spiega Xavier Dumusque, docente e ricercatore presso il Dipartimento di Astronomia dell'UNIGE e co-autore dello studio. "La sua luminosità e vicinanza la rendono un candidato ideale per i futuri telescopi, la cui missione sarà osservare direttamente le atmosfere degli esopianeti."
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Il grande interesse per HD 20794 d risiede nella sua posizione nella zona abitabile della stella, ossia l'area in cui l'acqua liquida può esistere: una delle condizioni essenziali per lo sviluppo della vita come la conosciamo. Questa zona dipende da diversi fattori, principalmente dalle proprietà stellari. Per stelle come il Sole o HD 20794, si estende da 0,7 a 1,5 unità astronomiche (UA), includendo non solo l'orbita terrestre ma anche quella di Marte, nel caso del nostro sistema solare. HD 20794 d impiega 647 giorni per completare un'orbita attorno alla sua stella, circa 40 giorni in meno rispetto a Marte.
A differenza della Terra o di Marte, che seguono orbite quasi circolari, HD 20794 d segue una traiettoria ellittica, con variazioni significative nella distanza dalla sua stella durante la rivoluzione. Questo lo porta a oscillare tra il bordo interno della zona abitabile (0,75 UA) e l'esterno (2 UA) lungo la sua orbita.
Questa configurazione è di particolare interesse per gli astronomi, poiché permette di affinare i modelli teorici e testare la comprensione del concetto di abitabilità planetaria. Se su HD 20794 d esiste acqua, essa potrebbe alternarsi tra lo stato solido e quello liquido durante la rivoluzione del pianeta, creando condizioni favorevoli alla vita.
Decenni di osservazioni
Individuare questa Super-Terra non è stato semplice e il processo è stato iterativo. Il team ha analizzato oltre 20 anni di dati provenienti da strumenti all'avanguardia come ESPRESSO e HARPS. Per quest'ultimo, i ricercatori hanno utilizzato YARARA, un algoritmo di riduzione dati sviluppato recentemente presso l'UNIGE.
Per anni, i segnali planetari sono stati oscurati dal "rumore", rendendo difficile distinguere se i pianeti esistessero realmente. "Abbiamo analizzato i dati per anni, eliminando con attenzione le fonti di contaminazione," spiega Michael Cretignier, ricercatore post-dottorato presso l'Università di Oxford, co-autore dello studio e sviluppatore di YARARA durante il suo dottorato all'UNIGE.
La scoperta di HD 20794 d offre agli scienziati un laboratorio interessante per modellare e testare nuove ipotesi nella ricerca della vita nell'universo. La vicinanza di questo sistema planetario alla sua stella luminosa lo rende inoltre un obiettivo privilegiato per strumenti di nuova generazione, come lo spettrografo ANDES per il telescopio ELT (Extremely Large Telescope) dell'ESO.
Determinare se questo pianeta ospiti forme di vita richiederà ancora numerosi traguardi scientifici e un approccio interdisciplinare. Le condizioni per la sua abitabilità sono già oggetto di studio presso il nuovo Centro per la Vita nell'Universo (CVU) della Facoltà di Scienze dell'UNIGE.