Primo pianeta potenzialmente abitabile delle dimensioni della Terra confermato: potrebbe avere acqua liquida

La cui scoperta di Kepler-186F conferma l'esistenza di pianeti simili alla Terra nella zona abitabile di altre stelle e rappresenta un significativo passo in avanti nel riuscire a trovare un mondo simile alla Terra. La rappresentazione artistica di Kepler-186F, immagine sopra, è il risultato della collaborazione tra scienziati e artisti per aiutare a immaginare l'aspetto di questi mondi lontani.

Credit: Danielle Futselaar

Il primo pianeta extrasolare delle dimensioni della Terra che orbita nella zona abitabile di un'altra stella è stato confermato da osservazioni compiute dal Kepler Space Telescope della NASA e validata poi dal WM Keck Observatory e dal  Gemini Observatory.

"Ciò che rende questa scoperta particolarmente interessante è che questo pianeta delle dimensioni della Terra, uno dei cinque orbitanti intorno a questa stella, che è più fredda del Sole, risiede in una regione temperata dove l'acqua potrebbe esistere in forma liquida", dice Elisa Quintana del SETI Institute e del NASA Ames Research Center che ha condotto lo studio pubblicato sull'ultimo numero della rivista Science. Si ritiene che in queste regioni orbitali sia possibile la presenza di acqua in forma liquida, favorevole allo sviluppo della vita.

Steve Howell, Project Scientist del Kepler Space Telescope e co-autore dell'articolo, aggiunge che nessun telescopio è attualmente in grado di individuare direttamente un pianeta extrasolare di queste dimensioni e la vicinanza al suo sole. "Tuttavia, ciò che possiamo fare è eliminare tutte le altre possibilità in modo che l'esistenza di questi pianeti sia davvero l'unica opzione praticabile."

Per fare questo, il team ha ottenuto osservazioni a una risoluzione spaziale estremamente elevata con il  telescopio Gemini Nord telescopio sul Mauna Kea nelle Hawaii, utilizzando una tecnica chiamata di speckle imaging. Altre osservazioni fatte con l'ottica adattiva (AO) del telescopio Keck II, vicino di casa di Gemini sul Mauna Kea. Insieme, questi dati hanno permesso alla squadra di escludere fonti abbastanza vicine alla linea visiva della stella per concludere che il segnale rilevato dal Kepler Space Telescope deve essere un piccolo pianeta in transito attorno alla sua stella ospite.

Il grafico mette a confronto i pianeti del sistema solare interno a Kepler-186, un sistema a cinque pianeta a circa 500 anni luce dalla Terra nella costellazione del Cigno. I cinque pianeti di Kepler-186 orbitano una stella classificata come nana M1, che misura la metà delle dimensioni e della massa del sole. Il sistema Kepler-186 è la patria di Kepler-186F, un pianeta più grande della Terra del dieci per cento, ma la cui massa e composizione non sono noti. Kepler-186F orbita attorno alla sua stella una volta ogni 130 giorni e riceve un terzo dell'energia termica che la Terra riceve dal Sole, mettendolo vicino al bordo esterno della zona abitabile. I quattro pianeti compagni, tutti su orbite più interne, misurano meno del cinquanta per cento delle dimensioni della Terra e  ruotano troppo velocemente intorno al loro sole, questo li rende molto caldi e inospitali per la vita come noi la conosciamo. Il Kepler Space Telescope, che ha simultaneamente e continuamente misurato la luminosità di oltre 150.000 stelle, è la prima missione NASA in grado di individuare pianeti simili alla Terra formati attorno a stelle simili al nostro sole. Il telescopio spaziale deduce la loro esistenza dalla quantità di luce stellare bloccata quando il pianeta orbitante passa davanti a una stella lontana dal punto di vista dell'osservatore.

Credit: NASA Ames / SETI Institute / JPL-Caltech.

"I dati del Keck e del Gemini sono due pezzi chiave di questo puzzle", dice Quintana. "Senza queste osservazioni complementari, non saremmo stati in grado di confermare questo pianeta delle dimensioni della Terra."

I dati di speckle imaging del Gemini hanno ripreso direttamente il sistema in circa 400 milioni miglia (circa 4 UA, pari a circa l'orbita di Giove nel nostro sistema solare), della stella ospite e hanno confermato che non vi erano altri oggetti di dimensioni stellari orbitanti attorno alla stella. Inoltre, le osservazioni fatte con l'ottica adattiva (AO) del Keck hanno sondato una regione più ampia intorno alla stella, ma a limiti più deboli.

Rappresentazione artistica di Kepler-186F. Credit: NASA Ames / SETI Institute / JPL-Caltech.

Secondo Quintana, "Questi pianeti simili alla Terra in dimensioni sono estremamente difficili da individuare e confermare, e ora che ne abbiamo trovato uno, vogliamo cercare di più. I telescopi Gemini e Keck giocano senza dubbio un ruolo importante in questi sforzi."

La stella ospite, Kepler-186, è una stella nana di tipo M1 relativamente vicina al nostro sistema solare, a circa 500 anni luce e si trova nella costellazione del Cigno. La stella è molto debole, essendo oltre mezzo milione di volte più debole delle stelle più deboli che possiamo vedere ad occhio nudo. Cinque piccoli pianeti sono stati trovati in orbita intorno a questa stella, di cui quattro sono in orbite di breve periodo e sono molto caldi. Il pianeta chiamato Kepler-186F, tuttavia, è delle dimensioni della Terra e orbita all'interno della cosiddetta zona abitabile. Le prove portate dal Kepler Space Telescope per questo sistema planetario derivano dalla rilevazione di transiti planetari. Questi transiti possono essere pensati come piccoli eclissi della stella ospite causate da un pianeta (o pianeti), come si è visto dalla Terra. Quando questi pianeti bloccano parte della luce della stella, la sua luminosità totale diminuisce. Il Kepler Space Telescope rileva la variazione della produzione totale di luce della stella e di conseguenza la presenza di pianeti. Finora oltre 3800 possibili pianeti sono stati rilevati da questa tecnica.