Un pianeta a 49 anni luce potrebbe conservare la sua atmosfera: perché LHS 1140 b entusiasma gli astronomi

Una volta scoperto un pianeta extraterrestre, la ricerca si focalizza sul caratterizzarne l'atmosfera, composizione chimica e proprietà fisiche, soprattutto se si tratta di un pianeta roccioso in fascia di abitabilità.

È quello che è stato fatto per la super-Terra LHS 1140b in fascia di abitabilità. Con sorpresa si è scoperto come la stella madre con il suo intenso irraggiamento ne ha fatto evaporare l'atmosfera più alta, ormai priva di idrogeno e da pochissimo anche di elio.

Lo studio di questo esopianeta offre un caso importante per lo studio dell'evoluzione nel tempo delle atmosfere degli esopianeti.

Una super-Terra in zona abitabile

La stella LHS 1140 è classificata come nana rossa, una tipologia di stella più piccola e più fredda del Sole.

Questa si trova a circa 49 anni luce dalla Terra e possiede un sistema planetario con due pianeti: LHS 1140b, il suo primo ad essere stato scoperto, e LHS 1140c, il secondo in ordine di scoperta.

Il pianeta LHS 1140b orbita attorno alla sua stella madre completando un giro ogni 24,7 giorni.

Con una massa stimata circa 5,6 volte quella terrestre e un raggio circa 1,73 volte maggiore, questo esopianeta è classificato come super-Terra.

Ciò che rende LHS 1140b interessante è il suo essere una super-Terra che orbita all’interno della fascia di abitabilità, per cui ci si aspetta che possieda acqua liquida in superficie.

LHS 1140b sta perdendo la sua atmosfera di elio

Una volta scoperto un esopianeta, soprattutto se di tipo roccioso ed in fascia di abitabilità, l’obiettivo primario degli astronomi è quello di capire se possieda un’atmosfera e, in caso affermativo, quale siano la composizione chimica e le caratteristiche fisiche.

Nel caso di LHS 1140b gli astronomi sono stati fortunati. Infatti, questo pianeta (come anche LHS 1140c) è stato scoperto con il metodo dei transiti. Il pianeta, nel suo moto orbitale, transita davanti al disco della stella producendo un’eclissi visibile che ne ha svelato l’esistenza.

Gli astronomi nel corso degli anni più recenti hanno sviluppato una tecnica, la cosiddetta spettroscopia di trasmissione, che permette di analizzare la composizione chimica dell’atmosfera di un esopianeta.

Grazie a questa tecnica gli astronomi hanno scoperto la presenza di elio, ma non solo. Hanno scoperto che la stella sta perdendo elio ad un tasso di circa 200-400 tonnellate al secondo. Invece, non hanno rilevato nessuna traccia di idrogeno.

Queste osservazioni sono state effettuate dal gruppo guidato da Collin Cherubim che ha osservato il sistema con WINERED, uno spettrografo nel vicino infrarosso installato sul telescopio Magellan Clay, da 6,5 metri, all’Osservatorio di Las Campanas, in Cile.

Circa un anno dopo, lo stesso pianeta è stato riosservato ma di elio non c’era più alcuna traccia.

Questo è un risultato molto importante perché fornisce un caso, quasi unico, in cui sia possibile studiare l’atmosfera di una super-Terra, ma anche la sua evoluzione temporale.

L’ipotesi formulata dagli astronomi è che il forte irraggiamento di questo pianeta da parte della sua stella madre ne abbia fatto evaporare completamente, almeno nell’alta atmosfera, l’idrogeno. Questo è l’elemento chimico più leggero e più facilmente può sfuggire all’attrazione gravitazionale.

Successivamente, il pianeta ha perso anche l’elio, che dopo l’idrogeno è l’elemento più leggero. Ancora presente nel 2024, l’elio dell’alta atmosfera era già quasi tutto evaporato nel 2025.

La mancata rilevazione di elio nel 2025 non “dimostra” con certezza che l’atmosfera sia scomparsa, ma rende necessarie nuove osservazioni.

Che cosa possiamo dire sull’acqua e sull’abitabilità?

Questo studio dice parecchio, ma solo sulle regioni superiori dell’atmosfera di LHS 1140b. Non descrive direttamente l’atmosfera vicino alla superficie, dove potrebbero concentrarsi elementi e molecole più pesanti come ossigeno, carbonio e azoto. L’eventuale acqua potrebbe essere trattenuta più in basso dalla condensazione negli strati freddi: una possibilità fisica, non una rilevazione d’acqua.

Coerentemente con questo scenario, l’altro pianeta LHS 1140c, che essendo più vicino alla stella riceve un irraggiamento circa 10 volte maggiore, non mostra presenza di elio, assenza indicativa di un’atmosfera ormai tenue o assente.

Anche se l’elio non è una firma biologica, questa scoperta permette di studiare la presenza e l’evoluzione del gas attorno a un piccolo pianeta nella zona abitabile. Per comprenderne il clima serviranno nuove misure per una migliore conoscenza della stella e ulteriori informazioni sulla composizione degli strati atmosferici più profondi.