Un pianeta potenzialmente abitabile attorno a Proxima Centauri

Usando il potente occhio robotico del telescopio cileno di La Silla (il telescopio ASH2 all’Osservatorio Celestial Explorations di San Pedro de Atacama in Cile e aiutati dalla rete di telescopi dell’Osservatorio di Las Cumbres), un gruppo di astronomi è riuscito a rilevare gli effetti gravitazionali dovuti alla presenza di un pianeta roccioso situato nella fascia abitabile attorno al sistema stellare di Proxima Centauri, la stella più vicina al Sole.

Le analisi preliminari indicano che il pianeta, conosciuto come Proxima b, è caratterizzato da una massa minima di 1,09 – 1,45 masse terrestri (in media, 1,27), il che suggerisce che si tratti di un pianeta roccioso. Proxima b risulta inoltre situato nella fascia abitabile del proprio sistema, orbitando a una distanza media di 7 milioni di chilometri dalla stella (appena però 0,0485 unità astronomiche, quindi molto più vicino in realtà alla sua stella rispetto a quanto la Terra al Sole). La fascia abitabile di un sistema planetario è definita come l’intervallo di distanze a cui un pianeta si deve trovare dalla propria stella per avere temperature tali da rendere l’acqua liquida stabile sulla sua superficie.

La scoperta è stata consentita dal metodo delle velocità radiali, una delle tecniche di individuazione planetaria più usate negli ultimi decenni. La tecnica si basa sulla misurazione delle oscillazioni che una stella —lievemente strattonata di qua e di là dalla gravità di un pianeta in orbita — compie attorno al baricentro gravitazionale del proprio sistema.

Non è del tutto esatto, infatti, dire che un pianeta orbita intorno a una stella: in realtà, entrambi i corpi orbitano attorno a un punto comune, il baricentro del sistema, il quale è spesso contenuto all’interno della stella stessa (essendo solitamente di massa molto più grande), pur non coincidendo con il suo centro fisico.

Questa oscillazione da parte dell’astro si traduce in continui cambiamenti nella frequenza delle sue radiazioni; tramite accurate analisi spettroscopiche, questi continui spostamenti — prima verso il blu, quando la stella si avvicina alla Terra, e poi verso il rosso, quando si allontana — possono essere usati per smascherare la presenza di un oggetto di massa planetaria in orbita attorno alla stella. Tali spostamenti spettrali sono dovuti al cosiddetto effetto Doppler. Nel caso di Proxima Centauri, l’oscillazione risulta di 1,4 metri al secondo (circa 5 chilometri orari), e si ripete periodicamente ogni 11,186 giorni — che coincide con il periodo orbitale di Proxima b.

Il metodo delle velocità radiali ha un’unica limitazione, di natura prettamente tecnologica. Rilevare le oscillazioni di una stella, infatti, è un’impresa assai ardua: le oscillazioni del nostro Sole dovute alla presenza gravitazionale della Terra, ad esempio, ammontano ad appena 9 centimetri al secondo (!). Non deve sorprendere, quindi, il fatto che molti dei pianeti individuati con questo metodo appartengono alla famiglia dei gioviani caldi, ovvero siano pianeti simili in massa a Giove ma su orbite paragonabili a quella di Mercurio. Nel caso di Proxima Centauri, la vicinanza della stella — appena 4,23 anni luce dalla Terra — ha contribuito enormemente alla capacità degli strumenti di rilevare un pianeta così leggero.

Le analisi non sono state ancora in grado di escludere la presenza di acqua liquida sulla sua superficie. Nel caso di una rotazione sincrona, tali bacini potrebbero trovarsi sul volto perennemente illuminato del pianeta; oppure, nel caso di una rotazione 3:2, attorno alle fasce tropicali.

Orbitando attorno a una stella particolarmente irrequieta, inoltre, è probabile che il clima di Proxima b sia molto diverso da quello della Terra.
Le abbondanti radiazioni elettromagnetiche che inondando costantemente il pianeta, soprattutto alle lunghezze d’onda dei raggi-X e dell’ultravioletto, potrebbero aver plasmato nel tempo un’atmosfera molto diversa da quella che avvolge la Terra, secondo i ricercatori. Attualmente, il pianeta riceve 60 volte più radiazioni della Terra; nell’arco della sua storia, potrebbe averne ricevute da 7 a 16 volte più del nostro pianeta.

E non è ancora chiaro il meccanismo che ha portato alla formazione del pianeta: i modelli, infatti, prevedono che i dischi protoplanetari attorno a una stella come Proxima Centauri contengano meno di una massa terrestre di materiale nel raggio di un’unità astronomica dalla stella. Gli scienziati sospettano che il pianeta si sia formato a distanze maggiori e che si sia poi spostato verso Proxima Centauri, oppure che a migrare siano stati gli stessi embrioni planetari o planetesimi, che poi si sarebbero aggregati a formare il pianeta.

Proxima Centauri appartiene a un sistema stellare triplo, assieme alla coppia di Alpha Centauri. La stella si trova a 0,24 anni luce dalle due compagne, e i suoi legami gravitazionali all’interno del sistema non sono ancora del tutto chiari. Nel 2012, l’ESO aveva annunciato la scoperta di un pianeta attorno a Proxima Centauri B, anche in quell’occasione in seguito ad analisi delle velocità radiali. Nel 2015, altri ricercatori avevano dimostrato che, rimuovendo l’attività stellare dai dati, il già debole segnale del pianeta scompariva quasi del tutto, indicando che molti altri scenari dinamici avrebbero potuto ricreare le condizioni osservate dagli scienziati tre anni prima.

Come sempre, saranno necessari ulteriori osservazioni per aggiungere dettagli al quadro ancora incompleto di Proxima b. Osservare il pianeta con altri metodi — quello dei transiti, ad esempio — rivelerebbe le sue dimensioni, che, unite alla massa che già conosciamo, permetterebbero agli astronomi di verificare la composizione del pianeta. Purtroppo, l’inclinazione del piano orbitale di Proxima b non è ancora stata determinata (infatti il limite di 1,3 masse terrestri è un valore minimo), quindi non è chiaro se sia possibile o meno osservare un suo transito dal punto di vista di noi terrestri.

Il pianeta dista soli 39 milliarcosecondi dalla propria stella, ma essendo proprio “dietro l’angolo” i grandi telescopi del futuro (il terrestre E-ELT e gli spaziali James Webb e WFIRST, tra i molti) potrebbero avere la risoluzione angolare necessaria a scovarlo nell’accecante bagliore della propria stella. Eventuali studi spettrali dell’atmosfera, poi, ci aiuterebbero a stabilire la sua reale abitabilità.

L’unica cosa certa, a questo punto, è che Proxima b sarà uno dei protagonisti assoluti della ricerca astronomica nei prossimi anni.

Risorse online

Il sito del progetto “Pale Red Dot” e la sua pagina facebook

Lo studio “A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri”, di G. Anglada-Escudé et al., pubblicato dalla rivista Nature il 25 agosto 2016 (qui il PDF)

Il comunicato stampa dell’ESO

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