ASTROFISICA/ L’enigma Kepler-78b, l’esopianeta che non dovrebbe esistere

E’ stato scoperto un pianeta dalle caratteristiche analoghe a quelle della Terra. Capire come si è formato, spiega NICOLA SABATINI, ci aiuterà a comprendere l’evoluzione del sistema solare

04.11.2013 - Nicola Sabatini
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Immagine di archivio

La “caccia” agli esopianeti, i pianeti non appartenenti al Sistema Solare, e lo studio delle loro caratteristiche sono oggetto di crescente interesse. Da un lato infatti la verifica di ipotesi e congetture sulla storia evolutiva del nostro pianeta e dei sistemi solari in genere può essere effettuata guardando la storia di altri pianeti, dall’altro l’eventualità di trovare pianeti simili alla Terra potrebbe dire di più sul punto focale di tutto, uno dei misteri più grandi dell’Universo: cosa permette alla vita di emergere dalla materia inanimata? Gruppi di scienziati sparsi un po’ in tutto il mondo negli ultimi anni hanno perciò sviluppato tecniche di osservazione sempre più precise per questo affascinante campo di studi, con il supporto dei più grandi enti spaziali, che hanno messo in campo diversi nuovi strumenti e nuove missioni per questo scopo. Il risultato è la scoperta di centinaia di esopianeti con caratteristiche di solito molto differenti da quelle del nostro pianeta e generalmente molto più grandi della Terra.

Verso la fine di agosto la missione Kepler della Nasa ha però identificato un pianeta a 400 anni luce dal Sole di massa simile alla Terra. L’esopianeta, chiamato Kepler-78b, è diventato oggetto di studi approfonditi, proprio in virtù delle sue dimensioni, così simili a quelle della Terra, che lo rendono uno dei più piccoli esopianeti mai osservati.

Kepler-78b ha diverse caratteristiche particolari: innanzitutto la distanza dalla sua stella, inferiore al milione di km, poi la velocità con la quale sfreccia intorno alla stella -conclude un’orbita in sole 8 ore e mezza- e la sua densità, pari a circa 5,3 grammi per centimetro cubico, a fronte dei 5,5 gr/cm3 della Terra, per una dimensione complessiva pari a circa 1,2 volte quella della Terra (circa 14.800 km di diametro, contro i circa 12.700 della Terra). La misurazione precisa di questo pianeta è stata resa possibile da tecniche spettroscopiche e fotometriche messe a punto negli ultimi anni. Kepler 78b è il più piccolo esopianeta di cui si conoscano tutte queste caratteristiche, ed è il primo a presentare una densità così vicina a quella della Terra. È il vero e proprio prototipo di una nuova classe di esopianeti.

Nonostante le sue caratteristiche lo rendano così simile alla Terra dal punto di vista della densità (e quindi della composizione, rocciosa, come tutti i pianeti nelle orbite interne dei sistemi solari) e delle dimensioni, Kepler-78b non può assolutamente essere paragonato al nostro pianeta per quanto riguarda la possibilità di ospitare la vita. La sua incredibile vicinanza alla sua stella lo rende un pianeta totalmente inospitale, con una temperatura superficiale sopra i 2000 gradi, squassato continuamente dalle fortissime forze mareali dovute all’attrazione gravitazionale della vicina stella. Essendo un pianeta roccioso, è facile immaginare cosa comporti la sua temperatura: la superficie di Kepler 78b è interamente ricoperta di lava. Impossibile perciò immaginare che una eventuale forma di vita abbia scelto questo pianeta come sua dimora.

Questi e altri dati, trovati con estrema difficoltà, vista la distanza del pianeta, le sue piccole dimensioni e la incredibile vicinanza alla sua stella, costituiscono la carta di identità di Kepler 78b. Ma, come accade spesso, mettere insieme alcuni dati non è che il primo passo per conoscere veramente qualcosa. Le osservazioni su Kepler-78b sono proseguite, portando alla pubblicazione di un lavoro a più mani, nel quale sono coinvolti anche diversi italiani, dello Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics. Il team ha studiato il pianeta utilizzando un nuovo spettrografo ad alta precisione costruito per questo scopo all’osservatorio di Roque de los Muchachos, sull’isola di La Palma a Tenerife, confrontando i dati ottenuti con un team indipendente del Keck Observatory, a Mauna Kea, Hawaii.

Le osservazioni hanno portato a qualcosa di imprevisto: secondo le correnti teorie sulla formazione planetaria, infatti, Kepler-78b non si potrebbe essere formato così vicino alla sua stella, né si potrebbe essere avvicinato fino a quel punto. Insomma, Kepler-78b è in un pianeta che non dovrebbe esistere!

«Questo pianeta è un completo mistero – constata l’astronomo David Latham – non sappiamo come si sia formato o come possa essere arrivato dove si trova oggi. Quello che sappiamo certamente è che non rimarrà lì per sempre», alludendo al fatto che la sua orbita si restringe sempre di più, e molto velocemente (si stima che in meno di tre miliardi di anni il suo raggio si ridurrà a zero). L’orbita stessa è una sfida per i teorici: quando il suo sistema solare si stava formando, la giovane stella era più grande di adesso, tanto che l’attuale orbita di Kepler-78b avrebbe dovuto essere all’interno della stella allargata, «ma non si sarebbe potuto formare in quel posto, perché – spiega un collega di Latham, Dimitar Sasselov – non si può formare un pianeta all’interno di una stella. Né si sarebbe potuto formare all’esterno e poi migrare verso l’interno, perché sarebbe finito direttamente dentro la stella. Questo pianeta è un enigma!»

Il piccolo Kepler-78b, dunque, è là fuori e sfida con la sua stessa presenza teorie più o meno consolidate che cercano di spiegare la formazione di sistemi solari. La sua imprevista esistenza rappresenta il bello della scienza e lascia nell’animo di chi ricerca come funzionano le cose una rinnovata esigenza di capire.

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