Il James Webb Space Telescope della NASA si sta preparando a darci la migliore visione dei mondi oltre il nostro sistema solare, comunemente noti come esopianeti. Gli scienziati dell’Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley californiana saranno tra i primi a osservare il cosmo con Webb, e stanno cercando indizi su come si formano gli esopianeti, di cosa sono fatti e se qualcuno potrebbe essere potenzialmente abitabile.

Il 24 gennaio 2022, il telescopio ha raggiunto la sua destinazione, un’orbita a circa un milione di miglia dalla Terra attorno a una posizione chiamata Punto di Lagrange Sole-Terra 2, noto anche come L2. Ora, Webb è un passo più vicino al lancio della sua missione scientifica per trasformare la nostra comprensione dell’universo. Quando cercano esopianeti, gli scienziati spesso usano i mondi che conoscono meglio come riferimento: il nostro e i nostri vicini nel sistema solare. Ma la maggior parte dei pianeti là fuori non sono proprio come quelli a noi più vicini.

“La diversità dei pianeti che abbiamo scoperto all’interno della galassia supera di gran lunga la diversità dei pianeti all’interno del nostro sistema solare”, ha dichiarato Natasha Batalha, ricercatrice di Ames che è co-ricercatrice di diversi programmi Webb. “Nel nostro sistema solare, abbiamo i mondi rocciosi interni e i pianeti gassosi esterni, ma gli esopianeti più comuni che vediamo sono in realtà nel mezzo”.

Il team di Batalha utilizzerà Webb per studiare 11 di quei pianeti “intermedi”, più grandi della Terra ma più piccoli di Nettuno, per saperne di più su come si sono formati e si sono evoluti nel tempo. Gran parte della ricerca sugli esopianeti dell’Ames Research Center della NASA si concentrerà sul mettere assieme più pezzi di puzzle per capire come appare la popolazione di pianeti oltre il nostro sistema solare e se tali mondi potrebbero ospitare potenzialmente la vita.

Thomas Greene, astrofisico di Ames che ha contribuito allo sviluppo della strumentazione e delle tecniche di analisi di Webb per oltre 20 anni, sta conducendo uno studio su nove pianeti che sono meno massicci e più freddi di molti studiati dai telescopi precedenti. Il suo studio si concentrerà sulla composizione chimica delle atmosfere che circondano quei mondi, l’abbondanza di elementi più pesanti nella loro composizione rispetto alle loro stelle ospiti, le temperature sulla superficie di ciascun pianeta e altro ancora.

Un altro tipo di pianeta che ha bisogno di ulteriori studi sono piccoli mondi rocciosi in orbita attorno a stelle nane fredde. Questi pianeti sono spesso molto vicini ai loro soli, ma poiché i loro soli sono piccoli e freschi, si trovano all’interno della zona abitabile. Tuttavia, si sa molto poco di questi mondi, incluso se sono in grado di mantenere le atmosfere, per non parlare della possibilità di ospitare la vita.

Sebbene la maggior parte dei mondi nello studio di Greene siano fatti di gas, uno di essi è roccioso: TRAPPIST-1b. È il pianeta più interno del sistema TRAPPIST-1, un gruppo di sette pianeti rocciosi, approssimativamente delle dimensioni della Terra, che orbitano vicino a una piccola stella nana fredda. Con così poche conoscenze sulla composizione del pianeta, incluso se ha un’atmosfera o meno, i dati raccolti da Webb potrebbero rivelare se si tratta di un mondo morto e sterile, o uno con il potenziale per ospitare la vita.

“L’atmosfera di un pianeta è essenziale per la possibilità della vita come la conosciamo”, ha spiegato Greene. “Abbiamo sviluppato degli strumenti di Webb in grado di fornirci i dati di cui abbiamo bisogno non solo per rilevare le atmosfere, ma per determinare di cosa sono fatte”.

Il team di Greene darà un’occhiata da vicino allo spettro del pianeta per vedere che tipo di luce emette, che dà una visione della sua composizione chimica. Lo studio si concentrerà sulle emissioni infrarosse del pianeta e cercherà segni di anidride carbonica. Se ci sono segni che è presente un’atmosfera, e in particolare anidride carbonica, allora TRAPPIST-1b potrebbe essersi formato ed evoluto come i pianeti rocciosi nel nostro sistema solare che hanno anche anidride carbonica: Venere, Terra e Marte.

Batalha sta anche contribuendo a due programmi Webb incentrati sulla caratterizzazione di cinque mondi rocciosi simili, di cui due nello stesso sistema: TRAPPIST-1h e TRAPPIST-1e, l’ultimo dei quali si trova nella zona abitabile. Questi programmi determineranno quanti di quei mondi hanno atmosfere e, se lo fanno, di cosa sono fatte. Molti degli obiettivi di Webb sono a centinaia o addirittura miliardi di anni luce di distanza, ma alcuni degli esopianeti più vicini a noi sono piccoli mondi rocciosi. Proxima Centauri, la stella più vicina a noi, a poco più di quattro anni luce di distanza, è una nana M e potenzialmente sede di due di questi mondi. Conoscere mondi lontani potrebbe aiutarci a capire le prospettive di abitabilità più vicine a casa.

Il telescopio Webb è il più grande osservatorio spaziale astrofisico e la missione scientifica tecnicamente più complessa che la NASA abbia mai costruito. “Circa 10.000 persone hanno contribuito a questo telescopio e altre migliaia in oltre 400 istituzioni analizzeranno i dati del suo primo ciclo. È una straordinaria opportunità per arrivare a fare scienza su vasta scala” ha affermato Batalha.