55 Cancri: un mondo di lava

Un team internazionale di astronomi, guidato dall’University of Cambridge, ha ottenuto la più dettagliata ‘impronta digitale’ di un pianeta roccioso al di fuori del nostro Sistema Solare, e ha trovato un pianeta con due metà: una quasi completamente fusa, e l’altra quasi completamente solida.

Secondo i ricercatori, le condizioni sul lato caldo del pianeta sono così estreme che possono aver causato l’evaporazione dell’atmosfera, con il risultato che le condizioni sui due lati del pianeta variano ampiamente: la temperatura sul lato caldo può raggiungere i 2500 gradi Celsius, mentre la temperature sul lato freddo è di circa 1100 gradi.
I risultati sono riportati sulla rivista Nature.

Utilizzando i dati del telescopio spaziale Spitzer della NASA, i ricercatori hanno esaminato un pianeta noto come 55 Cancri e, che orbita attorno a una stella simile al Sole e si trova a 40 anni luce di distanza nella costellazione del Cancro; hanno mappato come le condizioni sul pianeta si modifichino durante un’orbita completa. È la prima volta che questo è stato fatto per un pianeta così piccolo.

55 Cancri e è una ‘super-Terra’: un esopianeta roccioso che ha circa due volte la dimensione e otto volte la massa della Terra e percorre attorno alla sua stella un’orbita così ravvicinata che un anno dura appena 18 ore. Il pianeta è anche in rotazione sincrona, il che significa che mostra sempre la stessa faccia alla sua stella madre, per cui vi è un lato dove è sempre ‘giorno’ e un lato dove è sempre ‘notte’. Dal momento che è tra le super-Terre più vicine la cui composizione può essere studiata, 55 Cancri e è tra i migliori candidati per compiere osservazioni dettagliate della superficie e delle condizioni atmosferiche sugli esopianeti rocciosi. Scoprire le caratteristiche delle Super-Terre è difficile, dal momento che sono così piccole rispetto alla loro stella madre.

“Non abbiamo ancora trovato nessun altro pianeta che sia piccolo come questo e orbiti così vicino alla sua stella madre, e sia inoltre relativamente vicino a noi, cosicchè 55 Cancri e offre un sacco di possibilità”, ha detto il dottor Brice-Olivier Demory dell’University Cavendish Laboratory, autore principale dello studio. “Noi ancora non sappiamo esattamente da cosa è composto questo pianeta, è ancora un enigma. Questi risultati equivalgono ad aggiungere un altro mattone al muro, ma l’esatta natura di questo pianeta non è ancora completamente chiarita”.
55 Cancri e è stato ampiamente studiato da quando è stato scoperto nel 2011. Sulla base di indagini eseguite si è ritenuto che fosse un mondo d’acqua, o anche di diamante, ma i ricercatori ora credono che sia quasi completamente ricoperto di lava. “Siamo entrati in una nuova era della rilevazione dell’atmosfera sugli esopianeti rocciosi,” ha detto il co-autore Dr Nikku Madhusudhan, dell’Istitute of Astronomy a Cambridge.

Sulla base di queste nuove misurazioni a infrarossi, pare che il lato ‘giorno’ del pianeta sia quasi completamente fuso, mentre il lato ‘notte’ sia quasi completamente solido. Ma la circolazione del calore dal lato diurno verso quello notturno non è efficace. Sulla Terra, l’atmosfera aiuta in questo, mantenendo la temperatura attraverso l’intero pianeta entro un intervallo relativamente ristretto. Ma su 55 Cancri e, il lato caldo rimane caldo, e il lato freddo rimane freddo.

Secondo Demory, una possibilità per questa differenziazione potrebbe essere una completa mancanza di atmosfera, o un’atmosfera che è stata parzialmente distrutta a causa del forte irraggiamento dalla vicina stella.
“Sul lato giorno, la temperatura è di circa 2500 gradi Celsius, mentre sul lato notte è di circa 1100 gradi, una differenza enorme”, ha detto. “Pensiamo che ci potrebbe essere ancora un’atmosfera sul lato notturno, ma le temperature sul lato giorno sono così estreme che l’atmosfera potrebbe essere evaporata del tutto, il che significa che il calore non viene efficacemente trasferito, o non viene trasferito per nulla, dal lato diurno al lato notturno”.

Un’altra possibilità per l’enorme discrepanza tra il lato diurno e il lato notturno può essere che la lava sul lato diurno muova il calore lungo la superficie, ma poiché la lava si trova prevalentemente allo stato solido sul lato notturno, il calore non viene trasferito in modo realmente  efficiente. Quello che non è chiaro, tuttavia, è esattamente da dove viene il calore ‘extra’ su 55 Cancri e, dal momento che le osservazioni rivelano una fonte sconosciuta di calore che rende il pianeta più caldo di quanto previsto unicamente a causa della radiazione proveniente dalla stella. Ma i ricercatori potrebbero dover attendere fino alla prossima generazione di telescopi spaziali per scoprirlo.

Per Demory, questi nuovi studi dimostrano anche quanto sarà difficile identificare un pianeta simile alla Terra: più piccolo è un pianeta, tanto più sarà difficile. E una volta che sia stato trovato un pianeta roccioso, rimane aperta la questione se si trovi nella cosiddetta zona abitabile, dove ci sono le condizioni favorevoli per la vita.
“Il problema è che non si è d’accordo su cosa significhi esattamente zona abitabile”, ha detto Demory. “Per esempio, alcuni studi considerano Marte e Venere nella zona abitabile, ma la vita come la conosciamo non è possibile su entrambi questi pianeti. Comprendere le proprietà della superficie e del clima di altri mondi alla fine permetterà di inserire nel contesto il clima e l’abitabilità della Terra”.

Una possibilità potrebbe essere quella di considerare le stelle che sono molto più fredde e più piccole del nostro Sole, come le nane-M: in questo caso i pianeti potrebbero essere molto più vicini alla loro stella e ancora nella zona abitabile. La dimensione di questi pianeti rispetto alla loro stella sarebbe più grande, il che li renderebbe più identificabili dalla Terra.

Ma per il momento, Demory e i suoi colleghi hanno in programma di continuare a studiare 55 Cancri e, al fine di vedere quali altri segreti potrebbe nascondere.
Nel 2018, il successore di Hubble e Spitzer, il James Webb Space Telescope, verrà lanciato in orbita, e permetterà agli astronomi di osservare pianeti al fuori del Sistema Solare con nuovi livelli di precisione.

http://phys.org/news/2016-03-rocky-exoplanet-reveals-lava-world.html