Esopianeti spiegati: come gli scienziati trovano e studiano i mondi potenzialmente abitabili
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In breve
Gli scienziati rilevano gli esopianeti principalmente osservando il piccolissimo oscuramento della luce stellare quando un pianeta passa davanti alla sua stella, oppure misurando il leggero ondeggiamento che la gravità di un pianeta causa nel movimento della stella. La NASA ha confermato più di 6.000 esopianeti in questo modo, e un piccolo numero di loro — quelli che orbitano nella "zona abitabile" di una stella dove potrebbe esistere acqua liquida — sono ora studiati per possibili segni di vita con telescopi come James Webb.
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Nessun telescopio ha mai scattato una fotografia ravvicinata di un pianeta simile alla Terra attorno a un'altra stella. Invece, quasi tutto ciò che è noto sui migliaia di mondi oltre il nostro sistema solare proviene da indizi indiretti: un tremolìo della luce stellare, un piccolo cambiamento nello spettro di una stella, o un breve picco di luminosità da una stella di sfondo distante. La divisione scientifica degli esopianeti della NASA conferma il numero attuale a più di 6.000 pianeti, con migliaia di candidati aggiuntivi in attesa di conferma.
Cosa conta come esopianeta
Un esopianeta è semplicemente un pianeta che orbita intorno a una stella diversa dal Sole. Il primo esopianeta confermato intorno a una stella simile al Sole, 51 Pegasi b, è stato scoperto nell'ottobre 1995 utilizzando il metodo della velocità radiale, secondo la NASA. Tre decenni dopo, la divisione scientifica della NASA nota che i ricercatori ora credono che ci siano più pianeti che stelle nella galassia Via Lattea.
I principali metodi di rilevamento
Poiché i pianeti sono deboli e si trovano vicino a stelle molto più luminose, gli astronomi si affidano principalmente ai segnali indiretti piuttosto che alle immagini dirette. Il team di scienza degli esopianeti della NASA elenca quattro tecniche principali, ciascuna adatta a diversi tipi di pianeti e distanze.
Come funzionano i principali metodi di rilevamento degli esopianeti
Metodo
Come funziona
Più adatto per
Transito
Misura il piccolissimo calo della luminosità di una stella quando un pianeta passa davanti ad essa, come utilizzato dalle missioni Kepler e TESS della NASA
Pianeti le cui orbite si trovano direttamente tra la loro stella e la Terra
Velocità radiale (ondeggiamento)
Rileva i cambiamenti nello spettro luminoso di una stella causati dall'effetto Doppler mentre la gravità di un pianeta tira avanti e indietro la stella
Pianeti più grandi e più vicini attorno a stelle vicine e luminose
Imaging diretto
Utilizza coronografi o schermi stellari per bloccare lo splendore di una stella in modo che il pianeta stesso possa essere fotografato
Giovani, grandi giganti gassosi autoluminosi lontani dalla loro stella
Microlente gravitazionale
Traccia un breve picco di luminosità di una stella di sfondo distante quando una stella in primo piano e la gravità del suo pianeta piegano e ingrandiscono la luce
Pianeti a grandi distanze, inclusi quelli che non orbitano vicino alla loro stella
Una quinta tecnica, la spettroscopia di transito, non viene utilizzata per trovare i pianeti ma per studiarli una volta che sono noti. La luce stellare che filtra attraverso l'atmosfera di un pianeta durante un transito lascia impronte chimiche che telescopi come Hubble e il James Webb Space Telescope possono leggere, secondo la divisione scientifica della NASA.
Cosa rende un mondo 'potenzialmente abitabile'
I ricercatori generalmente si concentrano su pianeti nella cosiddetta zona abitabile di una stella — l'intervallo di distanze in cui le temperature potrebbero consentire l'esistenza di acqua liquida sulla superficie di un pianeta. Essere in quella zona non prova che un pianeta sia abitabile; significa solo che la domanda vale la pena fare con ulteriori osservazioni. La NASA sottolinea che molti dei pianeti rocciosi accessibili agli studi atmosferici attuali orbitano intorno a stelle relativamente deboli e più fredde, perché questi pianeti producono un segnale più forte e più rilevabile.
Il caso K2-18b: come viene testata una rivendicazione di biosignatura
L'esempio più chiaro e recente è K2-18b, un pianeta circa 8,6 volte la massa della Terra situato a circa 120-124 anni luce di distanza, a seconda della fonte. Orbita nella zona abitabile della sua stella ed è stato proposto come possibile mondo 'Hycean' — un pianeta coperto da un oceano di acqua liquida sotto un'atmosfera ricca di idrogeno, secondo la divisione scientifica della NASA.
Utilizzando i dati del James Webb Space Telescope, un team guidato da Nikku Madhusudhan dell'Istituto di Astronomia dell'Università di Cambridge ha riferito firme chimiche coerenti con il dimetil solfuro (DMS) e possibilmente il dimetil disolfuro (DMDS) nell'atmosfera di K2-18b. Sulla Terra, questi composti sono prodotti quasi esclusivamente da organismi viventi come il fitoplancton marino, secondo l'Università di Cambridge.
Il rilevamento ha raggiunto una confidenza statistica di tre sigma — il che significa approssimativamente una probabilità dello 0,3% che il modello si sia verificato per rumore casuale — che il team di Cambridge dice è ben al di sotto dello standard a cinque sigma (circa una probabilità dello 0,00006% di un fluke) normalmente richiesto per chiamare un risultato una scoperta scientifica consolidata. I ricercatori hanno stimato che 16-24 ore aggiuntive di tempo di osservazione di Webb potrebbero raggiungere quella soglia.
Considerato tutto ciò che sappiamo di questo pianeta, uno scenario di mondo Hycean con un oceano traboccante di vita è lo scenario che si adatta meglio ai dati che abbiamo.
— Nikku Madhusudhan, Università di Cambridge
Madhusudhan ha anche esortato la cautela, sottolineando che la chimica non biologica sconosciuta potrebbe in linea di principio produrre le stesse molecole, e che è necessario ulteriore lavoro teorico e di laboratorio prima di poter fare qualsiasi affermazione più ferma. La divisione scientifica della NASA fa eco a questo, affermando che il rilevamento di una singola molecola non equivarrebbe a una scoperta della vita; gli scienziati richiedono più linee di prove convergenti e i risultati possono essere complicati da come la stella e l'atmosfera del pianeta cambiano nel tempo.
Perché questa ricerca è difficile
La NASA nota che la conferma delle biosignature può richiedere centinaia di ore di tempo di osservazione di Webb per un singolo pianeta — una risorsa scarsa e molto richiesta. I segnali coinvolti sono deboli, le stelle studiate sono spesso piccole e soggette a brillamenti o variabilità, e ogni impronta chimica deve essere controllata rispetto sia a spiegazioni biologiche che non biologiche prima che gli scienziati la trattino come evidenza di vita.
Secondo la divisione scientifica della NASA, sono stati confermati più di 6.000 esopianeti, con migliaia di candidati aggiuntivi in attesa di conferma
Lo stato della zona abitabile si riferisce alla distanza orbitale e alla possibile temperatura superficiale, non alla prova dell'abitabilità
Una molecola rilevata associata alla vita sulla Terra non è, di per sé, una prova della vita altrove
La confidenza statistica (livello sigma) indica quanto è probabile che un risultato sia un caso fortuito, non quanto sia certa una spiegazione biologica
Il NASA Nancy Grace Roman Space Telescope, lanciato nell'agosto 2026, dovrebbe trovare circa 100.000 esopianeti in più, principalmente tramite microlente gravitazionale
Cosa viene dopo
La divisione scientifica della NASA descrive la caratterizzazione degli esopianeti come un processo continuo piuttosto che come un singolo momento di scoperta: ogni nuova osservazione rafforza o indebolisce le spiegazioni candidate delle biosignature. Il tempo di osservazione aggiuntivo di James Webb per K2-18b, insieme al telescopio spaziale Roman appena lanciato, dovrebbe aggiungere sia nuovi pianeti candidati che dati atmosferici più nitidi negli anni a venire.
Domande
Cos'è esattamente un esopianeta?
Un esopianeta è un pianeta che orbita intorno a una stella diversa dal Sole. Il primo confermato intorno a una stella simile al Sole, 51 Pegasi b, è stato trovato nel 1995, secondo la NASA.
Come trovano gli scienziati i pianeti che non riescono a vedere direttamente?
La maggior parte degli esopianeti viene trovata indirettamente: il metodo del transito rileva una stella che si oscura quando un pianeta passa davanti ad essa, mentre il metodo della velocità radiale rileva una leggera oscillazione di una stella dovuta alla gravità di un pianeta. L'imaging diretto e la microlente gravitazionale vengono utilizzati meno spesso e in situazioni diverse, secondo la divisione scientifica degli esopianeti della NASA.
Quanti esopianeti sono stati confermati finora?
La divisione scientifica della NASA mette il numero confermato a più di 6.000, con migliaia di altri pianeti candidati in attesa di conferma al momento dell'ultimo aggiornamento.
La vita è stata effettivamente trovata su un esopianeta come K2-18b?
No. I ricercatori guidati da Nikku Madhusudhan hanno riferito una possibile molecola di biosignatura nell'atmosfera di K2-18b con una confidenza statistica di tre sigma, che è al di sotto dello standard a cinque sigma necessario per chiamarla una scoperta consolidata, secondo l'Università di Cambridge e la NASA.
Cos'è la 'zona abitabile'?
È l'intervallo di distanze da una stella in cui la temperatura superficiale di un pianeta potrebbe teoricamente consentire l'esistenza di acqua liquida — una condizione necessaria che gli scienziati cercano, non una prova che un pianeta sia effettivamente abitabile o abitato.
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