TRAPPIST-1: SECONDO ROUND!

Il mondo intero è rimasto affascinato dalla scoperta dei tre pianeti potenzialmente abitabili attorno alla vicina stella TRAPPIST-1 e gli appassionati, oltre agli addetti ai lavori, stanno cercando di imparare tutto quello che possono su questi mondi assai promettenti.

Passata l'euforia dell'annuncio, i lavori vanno avanti e procedono spediti verso nuove osservazioni e dunque nuove informazioni sull'intero sistema ed in particolare sui tre mondi posti all'interno della fascia di abitabilità.
Infatti, i principali telescopi terrestri e spaziali (oltre a quelli che saranno ultimati nel prossimo futuro) hanno in programma osservazioni dettagliate e ripetute del sistema al fine di ottenere quanti più dati possibili e migliorare i dati già in possesso.

Il telescopio spaziale Kepler, in prima linea sul fronte della scoperta di esopianeti transitanti, sta conducendo un instancabile lavoro di monitoraggio del sistema. Dal 15 dicembre 2016 al 4 marzo 2017, nell'ambito della missione K2, ha osservato i minuscoli cali di luce prodotti dal transito dei 7 pianeti davanti alla loro stella. I dati raccolti da Kepler sono disponibili da oggi (scaricabili qui) e gli astronomi sperano, grazie ad essi, di poter aumentare la precisione dei dati già in possesso ed in particolare di poter stimare con precisione anche la massa ed il periodo orbitale del settimo pianeta, TRAPPIST-1h, fino ad oggi note con grande incertezza.

L'osservazione di Kepler, nota come K2 Campaign 12, è in assoluto la più lunga osservazione continuativa condotta sul sistema di TRAPPIST-1 e permetterà di studiare anche le interazioni gravitazionali tra i pianeti del sistema (assai vicini tra loro, oltre che alla loro stella) e la possibilità che se ne nascondano altri finora sfuggiti alle osservazioni.

Per dare un'idea della priorità rappresentata dallo studio di questo sistema basti pensare a quanto è stato fatto di recente dal team di Kepler. Nell'ottobre 2015, quando non erano noti i promettenti pianeti di TRAPPIST-1, vennero stabilite le coordinate entro cui Kepler doveva osservare e raccogliere dati nella sua Campaign 12: la stella TRAPPIST-1 ed il suo seguito non erano incluse nell'area di cielo osservata. Nel maggio 2016, appena annunciata la scoperta dei primi 3 pianeti terrestri nel sistema, il team si mise al lavoro per correggere il puntamento di Kepler e includere la stella nelle osservazioni future. Nell'ottobre dello stesso anno il telescopio era pronto per raccogliere dati. Durante la campagna 12 c'è stata un'interruzione nella raccolta dei dati dovuta ad un reset del software di bordo in seguito al bombardamento di raggi cosmici, problema risolto in cinque giorni senza gravi conseguenze.

Lo studio approfondito del sistema quindi prosegue, con appassionati ed astronomi sempre più affascinati e a caccia di certezze.

Nuovi dati di Kepler
Articolo

TRAPPIST-1: IL SISTEMA DELLE MERAVIGLIE

Mobilitando la stampa mondiale e dandole appuntamento per le 19 di questa sera (ora italiana), la NASA aveva già fatto intuire la portata dell'annuncio. E quello condiviso poco fa rappresenta solamente l'ultimo degli storici annunci a cui ci ha abituato la NASA in materia di pianeti extrasolari. 

Su questo blog ho sottolineato spesso quanto il nostro sistema planetario sia in realtà un caso più unico che raro nel panorama delle centinaia di sistemi planetari extrasolari che oggi conosciamo: l'unico (per quanto ne sappiamo) composto da 8 pianeti e tra i pochissimi con più di 5 pianeti.
Da stasera sappiamo che esiste almeno un altro sistema che si aggiunge a questo piccolo gruppo: si tratta di TRAPPIST-1, ad appena 39.13 anni luce in direzione della costellazione dell'Acquario.
Dalla Terra il sole di questo sistema planetario appare come una debolissima stellina di magnitudine apparente 18.8.

Il sistema in questione contiene 7 pianeti, tutti rocciosi e di taglia terrestre!
Tre di questi mondi orbitano all'interno della zona abitabile del sistema, là dove la temperatura è tale da permettere la presenza di acqua liquida in superficie.
La somiglianza strutturale tra il sistema solare ed il sistema planetario in orbita attorno alla stella TRAPPIST-1 termina però con l'aspetto numerico! La stella del sistema infatti è molto diversa dal nostro Sole: si tratta di una nana rossa ultrafredda (2550 K superficiali) con una massa ed una dimensione pari a circa 1/10 di quella solare ed una luminosità pari al 4%.
Dopo alcuni anni di studio è risultata essere una stella tranquilla, ovvero non soggetta ad eventi violenti ed improvvisi come invece capita ad altre nane rosse.

Un ulteriore fatto interessante è la longevità di questo tipo di stelle: TRAPPIST-1 si stima possa vivere nell'ordine delle migliaia di miliardi di anni, assicurando stabilità e sicurezza all'intero sistema planetario. Inoltre, nella sola Via Lattea, le stelle come questa sono ben il 15% del totale!

Utilizzando il telescopio TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope - La Silla, Cile), un piccolo telescopio ad altissima precisione studiato per rilevare i transiti di piccoli pianeti e planetesimi, erano già stati scoperti ben 3 pianeti di taglia terrestre nel sistema.

Un'altra profonda diversità tra il nuovo sistema planetario ed il nostro sta nella disposizione e nella distanza tra i pianeti: i 7 pianeti sono tutti vicinissimi alla stella ed anche tra di loro! Ciò vuol dire che la forte interazione gravitazionale che li lega al loro astro li costringe a mostrare sempre il medesimo emisfero alla loro stella; la vicinanza tra i singoli pianeti genera invece ulteriori e reciproche interazioni gravitazionali.
Basti pensare che il più interno orbita a 0,01 UA (1,5 milioni di km) ed il più lontano di tutti, TRAPPIST-1h, orbita ad appena 0,06 UA (9 milioni di km) dalla sua stella: Mercurio orbita a 0,4 UA ed è il primo pianeta del sistema solare!
Ad orbite così strette corrispondono anni assai brevi: i periodi oscillano tra 1.5 e 12.4 giorni.
A causa della massa ridotta e della bassa temperatura superficiale della stella, i pianeti sono sottoposti ad un irraggiamento simile a quello ricevuto dai pianeti terrestri del sistema solare.
Tutti i pianeti percorrono orbite circolari nello stesso senso, indicando un'origine comune e coeva con la loro stella. E' possibile quindi che i pianeti si siano inizialmente formati su orbite più esterne e che, in un secondo momento, i pianeti siano migrati verso le regioni più interne del sistema.

I pianeti hanno dimensioni variabili tra il 75% ed il 110% di quelle terrestri:  b,c,e,f,g hanno dimensioni terrestri mentre i pianeti d e h hanno le dimensioni di Marte.
I dati raccolti sono sufficientemente accurati da poter rilevare e quantificare le interazioni gravitazionali tra i singoli pianeti e dunque stimare la massa e la densità dei primi sei. La densità, parametro importantissimo per comprendere la composizione e la struttura di un pianeta, varia tra il 60 ed il 117% di quella terrestre.

Lo spettro di TRAPPIST-1b e TRAPPIST-1c aveva già escluso in precedenza la presenza di un'importante atmosfera di idrogeno priva di sistemi nuvolosi, suggerendo agli astronomi la possibile presenza di atmosfere più simili a quella di Venere o comunque ricche di vapore acqueo.
Ma ciò che ha strabiliato di più il team di astronomi autore della scoperta è la presenza di ben 3 pianeti all'interno della fascia abitabile del sistema, tutti molto simili alla Terra per dimensioni e massa. Si tratta dei pianeti TRAPPIST-1e, TRAPPIST-1f e TRAPPIST-1g. Un quadro già promettente in partenza, ma che necessita ulteriori studi sulla composizione della loro atmosfera e sulla loro temperatura.

Alla scoperta e caratterizzazione di questi pianeti hanno collaborato i maggiori telescopi spaziali (Spitzer, Hubble) e terrestri (VLT, TRAPPIST North e South, UK Infrared Telescope, i telescopi W. Herschel e Liverpool, l'Osservatorio Astronomico del Sudafrica).
Nel prossimo futuro il loro monitoraggio, alla ricerca di tracce di vita, di acqua e della struttura e composizione della loro atmosfera, continuerà con il James Webb Space Telescope  e la nuova generazione di supertelescopi terrestri attualmente in costruzione.

Articolo

IMPORTANTI NOVITA' DA TRAPPIST-1

Avevamo già parlato, lo scorso maggio, dell'importante scoperta di TRAPPIST-1. 

Il sistema, che ospita tre pianeti posti nella zona abitabile della loro stella, si trova ad appena 40 anni luce dalla Terra in direzione della costellazione dell'Acquario.

Ora ci sono importanti novità, evidenziate in un articolo pubblicato su Nature il mese scorso.

I due pianeti più interni del sistema sarebbero rocciosi e possiedono atmosfere compatte: una situazione simile a quella presente su Venere e sulla Terra nel nostro sistema solare.

Per raggiungere questo importante risultato però si è resa necessaria una joint venture tra il telescopio TRAPPIST, l'Hubble Space Telescope e lo Spitzer Space Telescope.

Poco dopo l'annuncio della scoperta di TRAPPIST-1, il team autore della scoperta ha richiesto l'utilizzo di Hubble per poter studiare a fondo le atmosfere di due pianeti del sistema (TRAPPIST-1b e TRAPPIST-1c). Secondo i dati precedentemente raccolti da Spitzer, di lì a poco si sarebbe verificato un rarissimo doppio transito: due pianeti del sistema sarebbero transitati contemporaneamente di fronte alla stella fornendo informazioni su entrambe le atmosfere in un unico momento.

Durante il transito (osservato con la WFC3 di Hubble) sono state osservate diminuzioni della luminosità stellare in uno stretto intervallo di lunghezze d'onda, indice di un'atmosfera compatta e non estesa come quella di un gigante gassoso.

L'evidenza di un'atmosfera compatta, simile a quella che circonda Venere, Terra e Marte, ha permesso di convalidare la natura rocciosa dei due pianeti.

Il passo successivo è ora comprendere la struttura e la composizione atmosferica: sarà simile alla densa atmosfera di Venere, satura di anidride carbonica? Simile alla sottile atmosfera terrestre, carica di nuvole di vapore acqueo? O simile alla sottile e rarefatta atmosfera marziana?

Per rispondere a questa fondamentale domanda la comunità astronomica si sta muovendo per
costruire una batteria di quattro nuovi telescopi simili a TRAPPIST, ma di dimensioni maggiori. Il nuovo consorzio SPECULOOS (Search for habitable Planets Eclipsing ULtra-cOOl Stars) si concentrerà in particolare sulle stelle nane ultrafredde, particolarmente interessanti per la ricerca di pianeti e per la loro caratterizzazione. L'interesse per queste stelle nasce dalla loro emissione concentrata principalmente nell'infrarosso (e ridotta nel visibile) che permette di osservare più agevolmente eventuali pianeti in orbita e le relative atmosfere, senza rischiare che l'abbaglio della luce stellare complichi o cancelli del tutto i deboli segnali dei pianeti.

L'autore della scoperta, il telescopio TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), nacque per l'osservazione infrarossa del cielo australe e per la caccia alle comete ed ai pianeti extrasolari. La scoperta di TRAPPIST-1 è avvenuta all'interno di un programma dedicato allo studio di un centinaio di stelle nane del cielo australe.

Il fatto che anche la stella TRAPPIST-1 sia una nana rossa ultrafredda ha permesso di condurre osservazioni tanto dettagliate e precise sul suo sistema planetario che il team si aspetta nei prossimi anni grandissimi risultati con l'entrata in funzione del James Webb Space Telescope e dei grandi telescopi di nuova generazione.

Articolo

TRE NUOVI PIANETI POTENZIALMENTE ABITABILI

Il telescopio belga TRAPPIST, posto a La Silla (Atacama, Cile) ha osservato in dettaglio la stella 2MASS J23062928 – 0502285 (in breve TRAPPIST-1). L'astro, situato a 40 anni luce dal Sole in direzione della costellazione dell'Acquario, è notevolmente più piccolo e freddo del nostro Sole ma ha rivelato attorno a sé la presenza di ben 3 pianeti di taglia terrestre.

Nonostante la vicinanza al Sole, a causa delle dimensioni ridotte ( poco più grande di Giove) e della sua bassa temperatura (che genera emissione nella banda rossa dello spettro visibile e nell'infrarosso), la stella non è visibile nei telescopi amatoriali (mv: 18,8). Gli astronomi l'hanno catalogata come nana ultra-fredda e fa parte di un tipo di stelle molto comuni nella Via Lattea ed anche nei dintorni del Sole. 

I tre pianeti però sono i primi ad essere scoperti attorno a questo tipo di stelle. 

La presenza di pianeti di tipo terrestre attorno a stelle piccole e poco luminose rappresenta un grande aiuto agli astronomi che cercano di determinare la presenza o meno di vita su un pianeta. L'unico metodo proficuo che abbiamo oggi a disposizione per determinate se un pianeta è abitabile o abitato è l'analisi della luce che filtra attraverso l'atmosfera di questi pianeti quando essi transitano di fronte alla loro stella. L'analisi di quella porzione di luce filtrata ci racconta la composizione chimica e fisica di quell'atmosfera, permettendoci di trarre determinate conclusioni. Una controindicazione che riguarda però tutte le atmosfere dei pianeti terrestri o super-terre orbitanti attorno a stelle normali scoperti finora è legata alla troppa luminosità stellare che limita o rende addirittura impossibile l'analisi delle atmosfere. Lo studio delle atmosfere planetarie migliora sensibilmente se la stella in questione è meno luminosa, esattamente come il caso di TRAPPIST-1. 

In queste particolari condizioni, i telescopi attuali e quelli disponibili a breve, sono in grado di condurre studi approfonditi di carattere chimico e fisico alla ricerca di tracce di attività biologica diretta o indiretta nell'atmosfera di questi mondi.

Successive osservazioni del VLT hanno stabilito che i pianeti in orbita attorno a TRAPPIST-1 sono tre ed orbitano attorno alla stella in 1.5, 2.4 e 4.5-73 giorni.  Un anno su questi esopianeti dura mediamente pochi giorni e questa situazione li colloca molto vicini alla loro stella. Ma è proprio a questo punto che la stella fa valere la sua taglia ridotta: nonostante la vicinanza al loro piccolo sole i pianeti ricevono tra le 2 e le 4 volte la radiazione che riceve la Terra dal Sole. 

Gli astronomi ritengono che la quantità di radiazione incidente sui due pianeti interni li collochi troppo vicini alla stella per rientrare nella fascia di abitabilità, ma tenderebbero a non escludere la possibile formazione di acqua liquida in superficie. Il terzo pianeta ha un'orbita ancora non ben determinata e dal periodo orbitale variabile tra i 4.5 ed i 73 giorni: status che potrebbe farlo rientrare nella zona abitabile.
Va notato che la vicinanza dei pianeti alla loro stella (rispettivamente l'1, 1.5 e 3%  della distanza Terra-Sole) li costringerebbe a mostrare alla stella sempre il medesimo emisfero, posizionando probabilmente le aree abitabili a cavallo del terminatore, tra l'emisfero diurno e quello notturno.

Dal 15 dicembre 2016 al 4 marzo 2017 il telescopio Kepler osserverà la stella durante le Campagna 12, producendo i primi risultati per la fine di maggio 2017.

Articolo