Un team di astronomi guidato da UdeM ha trovato prove che due esopianeti in orbita attorno a una stella nana rossa sono "mondi acquatici", pianeti in cui l'acqua costituisce una grande parte del volume. Questi mondi, situati in un sistema planetario a 218 anni luce di distanza nella costellazione della Lira, sono diversi da tutti i pianeti che si trovano nel nostro sistema solare.
Un team guidato dalla ricercatrice post-dottorato Carolina Pielet del Trottier Institute for Exoplanet Research (iREx) dell'Università di Montreal ha pubblicato uno studio dettagliato del sistema planetario noto come Kepler-138 oggi, 15 dicembre, sulla rivista Nature Astronomy.
Piaule, che è un membro del gruppo di ricerca di Björn Benneke, ha osservato gli esopianeti Kepler-138c e Kepler-138d utilizzando il telescopio spaziale Hubble della NASA e il telescopio spaziale Spitzer dismesso e ha scoperto che i pianeti, che sono circa una volta e mezza le dimensioni di Terra, può essere composta principalmente da acqua Questi pianeti e il satellite del pianeta più vicino alla stella, Kepler-138b, sono stati scoperti in precedenza dal telescopio spaziale Kepler della NASA.
L'acqua non è stata rilevata direttamente, ma confrontando le dimensioni e le masse dei pianeti con i modelli, gli scienziati hanno concluso che una parte significativa del loro volume - fino alla metà - dovrebbe essere costituita da materiali più leggeri delle rocce, ma più pesanti dell'idrogeno o dell'elio ( che costituiscono la maggior parte dei pianeti giganti gassosi come Giove). Il più comune di questi materiali candidati è l'acqua.
"Pensavamo che i pianeti leggermente più grandi della Terra fossero grandi sfere di metallo e roccia, come versioni ingrandite della Terra, ed è per questo che li chiamavamo super-Terre", ha spiegato Benneke. - Tuttavia, ora abbiamo dimostrato che questi due pianeti, Kepler-138c e d, hanno una natura completamente diversa: gran parte del loro volume è probabilmente costituito da acqua. Per la prima volta osserviamo pianeti che possono essere identificati con sicurezza come mondi acquatici, il tipo di pianeti la cui esistenza è stata a lungo teorizzata dagli astronomi".
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Con più di tre volte il volume della Terra e il doppio della massa, i pianeti c e d sono molto meno densi della Terra. Ciò è sorprendente perché la maggior parte dei pianeti solo leggermente più grandi della Terra che sono stati studiati in dettaglio fino ad ora sembravano mondi rocciosi simili al nostro. Il confronto più vicino a questi due pianeti, dicono i ricercatori, potrebbero essere alcune delle lune ghiacciate nel sistema solare esterno, anch'esse in gran parte composte da acqua che circonda un nucleo roccioso.
"Immagina versioni più grandi di Europa o Encelado, lune ricche di acqua in orbita attorno a Giove e Saturno, ma molto più vicine alle loro stelle", ha spiegato Piaule. "Invece di una superficie ghiacciata, Kepler-138 c e d avrebbe grandi involucri di vapore acqueo".
I ricercatori avvertono che i pianeti potrebbero non avere oceani simili alla Terra direttamente sulla superficie del pianeta. "La temperatura nelle atmosfere di Kepler-138c e Kepler-138d è probabilmente superiore al punto di ebollizione dell'acqua, e ci aspettiamo che questi pianeti abbiano atmosfere dense e dense composte da vapore. Solo sotto questa atmosfera di vapore può potenzialmente esistere acqua liquida ad alta pressione, o anche acqua in un'altra fase che si verifica ad alta pressione, chiamata fluido supercritico", ha detto Piaule.
Di recente, un altro team dell'Università di Montreal ha trovato un altro pianeta, chiamato TOI-1452 b, che potrebbe essere potenzialmente ricoperto da un oceano di acqua liquida, ma servirà il James Webb Space Telescope della NASA per studiarne l'atmosfera e confermare la presenza di un oceano.
Sebbene le precedenti osservazioni del telescopio spaziale Kepler della NASA avessero mostrato solo il passaggio di tre pianeti minori attorno a Kepler-138, il team è stato sorpreso di scoprire che le osservazioni di Hubble e Spitzer indicavano la presenza di un quarto pianeta nel sistema, Kepler-138e.
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Questo pianeta appena scoperto è piccolo e più lontano dalla sua stella rispetto agli altri tre, impiegando 38 giorni per completare un'orbita. Il pianeta si trova nella zona abitabile della sua stella, una regione temperata in cui il pianeta riceve la giusta quantità di calore dalla sua stella fredda per non essere né troppo caldo né troppo freddo per consentire l'acqua liquida.
La natura di questo ulteriore esopianeta scoperto di recente, tuttavia, rimane una questione aperta, in quanto non sembra transitare sulla sua stella. Osservare il transito di un pianeta extrasolare consentirebbe agli astronomi di determinarne le dimensioni. Con Kepler-138e nella foto, le masse dei pianeti precedentemente noti che sono stati trovati sono diventate più precise.
Un'altra sorpresa attendeva i ricercatori: hanno scoperto che i due mondi acquatici Kepler-138c e d sono pianeti gemelli, con quasi le stesse dimensioni e massa, mentre in precedenza si pensava fossero radicalmente diversi. D'altra parte, il pianeta più vicino a noi, Kepler-138b, è stato confermato essere un pianeta minore di massa marziana, uno dei più piccoli esopianeti conosciuti fino ad oggi.
"Man mano che i nostri strumenti e metodi diventano abbastanza sensibili da trovare e studiare pianeti più lontani dalle loro stelle, potremmo iniziare a trovare molti altri mondi acquatici come Kepler-138 c e d", ha concluso Benneke.
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