Il metodo di identificazione degli esopianeti è quello del transito (leggi anche A caccia di altre Terre!). Si basa sulle eclissi provocate dal transito di un pianeta di fronte alla stella intorno alla quale orbita. Osservando la luce emessa da una stella, ogni diminuzione periodica della sua luminosità può essere attribuita al passaggio di un pianeta di fronte alla stella stessa. Guardando questa animazione, sarà facile avere un'idea del principio su cui si basa il metodo del transito. La frazione di luce mancante rispetto a quella emessa dalla stella senza il pianeta in transito fornisce informazioni anche sulla dimensione del pianeta. In questo modo Kepler ha registrato circa 5000 transiti, la maggior parte dei quali è risultata dovuta a pianeti appartenenti a due categorie: le super-Terre, quelli di dimensioni simili alla Terra o poco più grandi e quelli di poco inferiori a Nettuno, i mini-Nettuno. Tra i molti mondi alieni scoperti, ce ne sono alcuni con caratteristiche singolari. Per esempio, KOI1843.03, di dimensioni simili a quelle della Terra, orbita così vicino alla sua stella che la temperatura superficiale della zona illuminata è di migliaia di gradi ed è, probabilmente, coperto da oceani di lava. Oppure c'è Kepler-16b che ha due Soli in cielo in quanto orbita intorno a una coppia di stelle binarie. Kepler-36, invece, condivide la sua orbita con un altro pianeta e interagisce con questo in maniera caotica, tanto che se Keplero fosse vissuto su uno di questi due pianeti difficilmente avrebbe scoperto le leggi fisiche alla base del movimento dei pianeti! Insomma, mondi simili a quelli immaginati in Star Wars.
La missione Kepler aveva tra i suoi obiettivi principali quello di identificare i cosiddetti pianeti nella "zona abitabile". Cioè quei pianeti in cui ci potrebbe essere acqua liquida, condizione considerata indispensabile per la vita. Ebbene, Kepler ne ha identificati una dozzina. Per ora, non possiamo sapere se ospitano organismi viventi.

La prima immagine inviata dal telescopio spaziale TESS il 7 agosto 2018 (Immagine ripresa dal sito della NASA)

La missione Kepler, per quanto proficua di risultati, ha avuto un grosso limite. Il telescopio ha analizzato solo 1/400 del cielo fornendo informazioni su stelle a migliaia di anni luce di distanza dalla Terra. Questo porta a grosse limitazioni per quanto riguarda la stima delle masse dei pianeti identificati. Per questo motivo sono nate le missioni TESS e CHEOPS. TESS ha a bordo quattro piccoli telescopi che allergheranno fino al 90 % del cielo il suo campo visibile. Il numero di stelle analizzato da TESS sarà enorme e gli esopianeti identificati saranno molti di più di quelli scoperti da Kepler. TESS, tuttavia, non lavorerà da solo, ma "in stretta collaborazione" con CHEOPS. Mentre TESS esplorerà ampie aree di cielo, CHEOPS punterà su singole stelle indicate da TESS come quelle, più probabilmente, aventi sistemi planetari. Per esplorare un così grande numero di stelle e sistemi planetari i due telescopi spaziali non punteranno la stessa porzione di cielo per molto tempo. Ciò significa che esiste un limite al numero di pianeti della "zona abitabile" e simili alla Terra che potranno essere identificati. Infatti, pianeti nelle condizioni della Terra impiegano parecchio tempo per compiere un'intera orbita e osservare più transiti di questo tipo di pianeti significava dover diminuire la porzione di cielo analizzata. Tra i pianeti, osservati dai due telescopi, con tempi di rivoluzione della durata di qualche settimana, quelli abitabili si troveranno intorno a stelle abbastanza fioche. Infatti, in questo caso anche i pianeti più vicini alla stella mantengono una temperatura tale da permettere la presenza di acqua liquida. Saranno allora le nane rosse le stelle che potrebbero ospitare pianeti nella "zona abitabile". È per questo motivo che TESS e CHEOPS osserveranno molte nane rosse, circa 50000 tra le centinaia di migliaia di stelle osservate.
Ovviamente anche queste missioni non ci sazieranno. Infatti, il prossimo obiettivo sarà proprio quello di identificare tracce di vita sui pianeti della "zona abitabile". Per fare questo si deve analizzare la composizione chimica dell'atmosfera dei pianeti. Per esempio, trovare ossigeno in un'atmosfera extraterrestre sarebbe un chiaro indizio di attività biologica, in quanto in assenza di sistemi viventi che lo rimettono in circolo, questo elemento si fisserebbe come ossido nelle rocce del pianeta. L'analisi spettroscopica dell'atmosfera di pianeti candidati a ospitare vita sarà uno degli obiettivi del James Webb Space Telescope, sicuramente una meraviglia tecnologica da 10 miliardi di dollari. Il suo lancio è previsto per il 2021.
E quale sarà il prossimo obiettivo? Beh, mi sembra chiaro...

Referenze

Joshua N. Winn (2018) Ombre di altri mondi. Le Scienze, 597: 30-37.

Kepler and K2

TESS Exoplanet Mission

TESS Exoplanet Mission - Mission objectives

CHEOPS - CHaracterising ExOPlanet Satellite

James Webb Space Telescope

The Extrasolar Planets Encyclopaedia

Download the ABCs of Exoplanets

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)