Negli ultimi decenni, gli astronomi hanno scoperto migliaia di pianeti extrasolari in orbita attorno ad altre stelle. Tra questi mondi lontani vi è una classe particolarmente affascinante e assente nel nostro Sistema Solare: le “Super-Terre”. In questo articolo esploreremo cosa sono le Super-Terre e in cosa differiscono dagli altri esopianeti, come riusciamo a scoprirle, quali caratteristiche comuni presentano e alcuni esempi notevoli tratti dal catalogo NASA. Infine, vedremo cosa possono dirci questi pianeti sulla possibilità di vita oltre la Terra.
Cosa sono le Super-Terre?
Le super-Terre sono pianeti extrasolari di natura probabilmente rocciosa, con massa e dimensioni intermedie tra quelle della Terra e di Nettuno. Il termine descrive dunque la taglia del pianeta, non implica necessariamente somiglianze con la Terra in termini di ambiente o abitabilità. In genere una super-Terra ha fino al doppio del diametro terrestre e una massa che può arrivare a circa 10 volte quella della Terra.
Dal punto di vista della composizione, le super-Terre potrebbero essere molto diverse tra loro. Alcune potrebbero essere versioni ingrandite dei pianeti terrestri rocciosi, magari con terre emerse e oceani se abbastanza temperate. Altre potrebbero assomigliare a mini-Nettuno, ovvero avere un piccolo nucleo solido ricoperto da uno spesso strato di gas (principalmente idrogeno ed elio). Non è esclusa l’esistenza di “mondi oceano” dominati dall’acqua o di pianeti palla di neve completamente ghiacciati a determinate distanze dalla loro stella.
Una delle scoperte più sorprendenti emerse dalla missione Kepler è che i pianeti di piccole dimensioni sono in realtà molto comuni nella nostra galassia. In particolare, sembra che i pianeti più numerosi siano proprio quelli di dimensioni appena maggiori della Terra ma inferiori a Nettuno. Questo dato è notevole perché, come detto, il nostro Sistema Solare non ne possiede alcuna. Eppure, studiando migliaia di stelle, Kepler ha indicato che le super-Terre sono probabilmente uno dei tipi di pianeta più abbondanti nella Via Lattea.
Come si scoprono le Super-Terre?
Rilevare pianeti attorno ad altre stelle è una sfida tecnologica notevole, poiché gli esopianeti sono piccoli e deboli rispetto alla luce accecante delle loro stelle. Nel tempo, gli astronomi hanno sviluppato diversi metodi di scoperta, spesso indiretti, per individuare questi mondi lontani:
- Metodo del transito: consiste nel misurare la minuscola diminuzione di luminosità di una stella quando un pianeta le passa davanti (transita) dal nostro punto di vista, causando una sorta di piccola eclissi.
- Metodo della velocità radiale: si basa sul fatto che un pianeta esercita una piccola attrazione gravitazionale sulla sua stella, facendola oscillare leggermente mentre il pianeta orbita.
- Altri metodi: includono le microlenti gravitazionali, l’astrometria e l’immagine diretta (quest’ultima efficace solo per pianeti molto grandi e distanti dalla stella).
Ogni metodo ha i suoi bias osservativi. Il transito e la velocità radiale tendono a rivelare super-Terre con orbite brevi perché sono più facili da individuare. Ciò significa che molte super-Terre catalogate orbitano abbastanza vicino alla loro stella.
Caratteristiche comuni e varietà delle Super-Terre
Pur nella diversità di questo gruppo di pianeti, possiamo evidenziare alcune caratteristiche comuni osservate fra le super-Terre finora note:
- Massa e raggio: da 2 a 10 masse terrestri e da 1,2 a 2 raggi terrestri.
- Orbita e distanza dalla stella: molte orbitano molto vicino alla loro stella, ma alcune si trovano nella zona abitabile.
- Temperature superficiali: variano da roventi (pianeti lava) a gelide (pianeti palla di neve).
- Atmosfere: alcune super-Terre possiedono atmosfere, altre no; la composizione varia da idrogeno/elio a vapore acqueo o CO2.
Tabella 1: Caratteristiche di alcune super-Terre note nel catalogo NASA.
| Pianeta (Stella) | Massa (M⊕) | Raggio (R⊕) | Periodo orbitale | Anno scoperta |
|---|---|---|---|---|
| 55 Cancri e | 8,08 | ~1,9 | 0,74 giorni | 2004 |
| Kepler-452b | 3,3 | 1,63 | 384,8 giorni | 2015 |
| K2-18b | 8,9 | ~2,7 | 32,9 giorni | 2015 |
| LHS 1140 b | 6,4 | 1,7 | 24,7 giorni | 2017 |
Esempi notevoli di Super-Terre
- 55 Cancri e: orbita estremamente ravvicinata, temperature elevate, possibile composizione ricca di carbonio.
- Kepler-22b: potenziale “mondo acquatico” nella zona abitabile.
- Kepler-452b: orbita in una zona abitabile attorno a una stella simile al Sole.
- K2-18b: prima super-Terra nella zona abitabile con presenza confermata di vapore acqueo atmosferico.
- LHS 1140 b: super-Terra massiccia nella zona abitabile, probabile composizione rocciosa.
- Barnard’s Star b: possibile super-Terra vicina ma molto fredda.
Super-Terre e la vita oltre la Terra
Le super-Terre ampliano i nostri orizzonti su quali tipi di pianeti potrebbero offrire condizioni adatte alla vita. Alcuni studi suggeriscono che pianeti leggermente più grandi della Terra potrebbero trattenere meglio l’atmosfera e avere una tettonica più duratura, risultando potenzialmente più favorevoli alla vita. Le super-Terre nella zona abitabile sono obiettivi chiave nella ricerca di biosignature. Studiarle ci aiuterà a capire se esistono mondi più grandi della Terra che possano supportare ambienti temperati e magari abitabili.
Una frontiera emozionante
Le super-Terre rappresentano una frontiera emozionante dell’esplorazione planetaria. Sono mondi abbastanza simili al nostro da stimolare il paragone, ma spesso molto diversi ed estremi. Ogni nuova super-Terra scoperta arricchisce il mosaico delle possibilità planetarie. Forse un giorno, puntando un telescopio verso una super-Terra lontana, rileveremo l’inconfondibile firma di qualcosa di biologico. Nel frattempo, continuiamo a studiarle, transito dopo transito.
Stefano Camilloni
