Un team internazionale di astronomi, tra cui un ricercatore chiave di McMaster, ha scoperto un esopianeta unico delle dimensioni della Terra che potrebbe essere ricoperto di vulcani.
LP 791-18 d, qui illustrato, è un mondo delle dimensioni della Terra a circa 90 anni luce di distanza. Il rimorchiatore gravitazionale di un esopianeta più massiccio nel sistema, mostrato come un disco blu sullo sfondo, può provocare riscaldamento interno ed eruzioni vulcaniche, tanto quanto la luna di Giove Io, il corpo geologicamente più attivo del sistema solare. Gli astronomi hanno scoperto e studiato il pianeta utilizzando i dati dello Spitzer Space Telescope e del Transiting Exoplanet Survey Satellite della NASA insieme a molti altri osservatori. Credito immagine: Goddard Space Flight Center della NASA/Chris Smith
L’esopianeta, noto come LP 791-18 d, potrebbe subire esplosioni vulcaniche tanto frequentemente quanto La luna di Giove Ioil corpo vulcanicamente più attivo del nostro sistema solare.
La ricerca condotta dall’Università di Montréal e la NASA hanno scoperto e studiato il pianeta utilizzando i dati di Il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA e il telescopio spaziale Spitzer in pensione, così come una suite di osservatori a terra. Le osservazioni di Spitzer del sistema sono state tra le ultime raccolte dal satellite prima che lo fosse dismesso nel gennaio 2020.
I risultati sono pubblicati oggi sulla rivista Natura.
“Ciò che rende particolarmente interessante questo pianeta appena scoperto è la sua configurazione orbitale unica che può sostenere il vulcanismo attivo sulla superficie del pianeta”, afferma Ryan Cloutier, assistente professore nel dipartimento di Fisica e Astronomia di McMaster, che ha lavorato alla scoperta.
“Abbiamo osservato molti transiti di questo pianeta e l’abbiamo visto essere trascinato avanti e indietro da un altro pianeta nel sistema. Queste osservazioni ci hanno permesso di misurare la massa del pianeta e dedurre la forza del riscaldamento delle maree che potrebbe dare origine a un vulcanismo estremo».
Per lo studio, Cloutier ha lavorato per ottenere e analizzare le osservazioni dall’Osservatorio Las Cumbres, una rete globale di telescopi che copre l’intero globo, e MEarth, che è una serie di otto singoli telescopi ottimizzati per guardare stelle di piccola massa come LP 791-18 , attorno al quale orbita il nuovo esopianeta.
Queste osservazioni, raccolte nell’arco di 20 mesi, sono state utilizzate per confermare la natura fisica del nuovo esopianeta e misurarne la massa: un parametro fondamentale necessario per distinguere tra una composizione rocciosa simile alla Terra e una composizione simile a Nettuno che è in gran parte composta di gas.
Gli scienziati hanno anche riferito che il pianeta è bloccato in modo mareale, il che significa che lo stesso lato è costantemente rivolto verso la sua stella.
“Il lato diurno sarebbe probabilmente troppo caldo perché l’acqua liquida possa esistere in superficie”, ha affermato Björn Benneke, il corrispondente coautore e professore di astronomia, che ha pianificato e sta dirigendo lo studio con Merrin Peterson, uno studente laureato presso il Trottier Institute. per la ricerca sugli esopianeti (iREx) con sede presso l’Università di Montreal.
“Ma la quantità di attività vulcanica che sospettiamo si verifichi in tutto il pianeta potrebbe sostenere un’atmosfera, che potrebbe consentire all’acqua di condensarsi sul lato notturno”.
LP 791-18 d orbita attorno a una piccola stella nana rossa a circa 90 anni luce di distanza nella costellazione meridionale del Cratere. Il team stima che sia solo leggermente più grande e più massiccio della Terra.
Gli astronomi conoscevano già altri due mondi nel sistema prima di questa scoperta, chiamati LP 791-18 b e c. Il pianeta interno, b, è circa il 20% più grande della Terra. Il pianeta esterno, c, è circa 2,5 volte la dimensione della Terra e più di sette volte la sua massa.
Durante ogni orbita, gli esopianeti d e c passano molto vicini l’uno all’altro. Ogni passaggio ravvicinato del Pianeta c più massiccio produce un rimorchiatore gravitazionale sul Pianeta d, rendendo la sua orbita alquanto ellittica. Su questo percorso ellittico, il pianeta d è leggermente deformato dalle maree ogni volta che gira intorno alla stella. Queste deformazioni possono creare un attrito interno sufficiente a riscaldare sostanzialmente l’interno del pianeta e produrre attività vulcanica sulla sua superficie. Giove e alcune delle sue lune influenzano Io in modo simile.
Il pianeta d si trova sul bordo interno della zona abitabile, il tradizionale intervallo di distanze da una stella in cui gli scienziati ipotizzano che l’acqua liquida possa esistere sulla superficie di un pianeta. Se il pianeta è geologicamente attivo come sospetta il team di ricerca, potrebbe mantenere un’atmosfera. Le temperature potrebbero scendere abbastanza sul lato notturno del pianeta da far condensare l’acqua sulla superficie.
Planet c è già stato approvato per il tempo di osservazione sul lanciato di recente Telescopio spaziale James Webbe il team pensa che Planet d sia anche un candidato eccezionale per gli studi atmosferici della missione.
“Una grande domanda in astrobiologia, il campo che studia ampiamente le origini della vita sulla Terra e oltre, è se l’attività tettonica o vulcanica sia necessaria per la vita”, ha affermato la coautrice Jessie Christiansen, ricercatrice presso Exoplanet Science Institute della NASA al California Institute of Technology di Pasadena.
“Oltre a fornire potenzialmente un’atmosfera, questi processi potrebbero produrre materiali che altrimenti affonderebbero e rimarrebbero intrappolati nella crosta, compresi quelli che riteniamo importanti per la vita, come il carbonio”.
Fonte: Università McMaster
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