Rappresentazione artistica di una delle super-Terre in orbita intorno alla nana rossa Gliese 667 C. Le due stelle visibili sulla sinistra del pianeta sono la coppia binaria formata dalle due stelle principali di questo sistema triplo [ESO/L. Calçada]

Pianeti che esistono e pianeti che non esistono

Gliese 667 C, una nana rossa distante poco più di 22 anni luce dalla Terra, si è rivelata la casa di un complesso sistema planetario, costituito da almeno sei pianeti, forse sette, tre dei quali sono super-Terre situate nella zona abitabile della stella. Ma, secondo alcuni ricercatori, di questi sei o sette pianeti quelli realmente esistenti sono soltanto due, al massimo tre. Purtroppo al momento non possediamo strumenti in grado di accertare come stanno effettivamente le cose

Le tre stelle di Gliese 667

Nella costellazione dello Scorpione, a circa 22,3 anni luce dalla Terra, c’è un sistema triplo, Gliese 667, che ricorda un po’ quello di Alfa Centauri: è formato da due stelle in orbita relativamente ravvicinata, indicate con le lettere A e B, e da una più distante e fioca, indicata con la lettera C.

**Gliese 667 A**, la stella primaria del sistema, appartiene alla classe spettrale K3. Ha una luminosità stimata tra l’11 e il 12 per cento di quella solare. La massa e il raggio sono rispettivamente il 73 e il 76 per cento dei valori solari.

La stella secondaria, **Gliese 667 B**, appartiene al tipo spettrale K5, irradia solo il 5 per cento della luminosità del Sole e ha massa e raggio pari al 69 e al 70 per cento dei corrispondenti valori solari. Percorre intorno al centro di massa del sistema un’orbita piuttosto eccentrica, la cui durata è di poco più di 42 anni. La distanza dalla stella primaria varia da un minimo di 5 unità astronomiche — più o meno la distanza di Giove dal Sole — a un massimo di 20 unità astronomiche, corrispondente all’incirca alla distanza di Urano dal Sole.

**Gliese 667 C**, la terza stella del sistema, è una nana rossa di magnitudine visuale apparente 10,22. È situata a una distanza angolare di 32,4 secondi d’arco dalla coppia formata dalle stelle A e B, il che equivale a una distanza lineare di almeno 230 unità astronomiche (per avere un termine di paragone, il Voyager 1, nei 42 anni trascorsi dal lancio avvenuto nel 1977, ha percorso in tutto 146 unità astronomiche).

Data una simile distanza, l’orbita di Gliese 667 C intorno alla coppia binaria A e B dura un tempo lunghissimo se paragonato a quello delle cose umane: oltre 500.000 anni. Classificata con il tipo spettrale M1.5, questa nana rossa ha una luminosità pari ad appena l’1,37 per cento della luminosità solare e una temperatura effettiva di 3.350 gradi Kelvin: circa 2.400 gradi in meno della fotosfera solare. La sua massa è il 33 per cento di quella del Sole e il raggio il 42 per cento (292 mila chilometri: poco più di quattro volte il raggio di Giove). È una stella magneticamente tranquilla, con un periodo di rotazione superiore ai 100 giorni.

Tutte e tre le stelle del sistema hanno un contenuto di metalli più basso di quello solare e tutte e tre sono sulla sequenza principale, con un’età stimata tra due e dieci miliardi di anni.

Gliese 667 A e B sono troppo vicine per essere separate e appaiono come un’unica brillante stella, al centro di quest’immagine tratta dalla Digitized Sky Survey 2. Gliese 667 C è visibile appena in basso a sinistra, indicata dai due segmenti verdi, avvolta dal bagliore delle altre due stelle

Emergono dai numeri i primi pianeti

Gliese 667 C si rivelò ben presto un bersaglio ideale per la ricerca di esopianeti con il metodo della velocità radiale, per almeno tre buone ragioni:

• è relativamente vicina alla Terra, per cui è possibile ottenere dati spettroscopici di ottima qualità, indispensabili per rilevare l’impronta gravitazionale di corpi di massa planetaria;
• è poco massiccia, sicché le oscillazioni della velocità radiale causate dalla presenza di pianeti sono più marcate di quanto accade per stelle di massa maggiore;
• è relativamente fredda, con una zona abitabile compresa in una regione la cui ampiezza non supera quella dell’orbita di Mercurio. Ciò significa che gli eventuali pianeti scoperti misurando la velocità radiale — generalmente molto vicini alla stella madre — sarebbero stati con buona probabilità anche pianeti abitabili.

Nonostante le buone premesse, le 143 osservazioni di Gliese 667 C condotte tra il 2004 e il 2008 con il precisissimo spettrometro HARPS dell’ESO produssero molto poco: solo l’annuncio della presenza di un candidato pianeta con un periodo di circa 7 giorni. Dunque un mondo bruciato dal calore stellare, certamente inabitabile. L’annuncio, avvenuto durante una conferenza nel 2009, non fu seguito da alcuna pubblicazione scientifica.

Ci vollero altri tre anni perché un gruppo di ricercatori, guidato dall’astrofisico catalano Guillem Anglada-Escudé, pubblicasse su The Astrophysical Journal Letters un articolo in cui per la prima volta veniva riportata la presenza di un sistema planetario intorno a Gliese 667 C. L’articolo, del maggio 2012, confermava la presenza del candidato pianeta annunciato nel 2009: Gliese 667 Cb, una super-Terra con una massa minima di 5,68 masse terrestri e periodo di 7,2 giorni, orbitante a una distanza media di appena 7 milioni di chilometri dalla superficie della nana rossa (meno di un ventesimo di unità astronomica).

Gli autori aggiungevano poi di aver rilevato altri tre segnali nelle analisi della velocità radiale.

Il segnale più significativo era una tendenza secolare, corrispondente a una variazione di 1,8 metri al secondo per anno della velocità radiale di Gliese 667 C, associata a una probabilità di falso allarme statistico dello 0,055 per cento. Questo segnale poteva essere determinato dall’attrazione gravitazionale esercitata sulla nana rossa dalle due stelle principali del sistema oppure da un compagno finora invisibile, di massa relativamente ridotta, per esempio una nana bruna o un gigante gassoso con un periodo orbitale di circa dieci anni. Gli autori conclusero che solo nuove osservazioni spettroscopiche di lunga durata avrebbero potuto chiarire l’origine del segnale.

Non vi era dubbio invece che il secondo dei tre nuovi segnali, con una probabilità di falso allarme statistico di appena 0,034 per cento, implicasse la presenza di una seconda super-Terra, Gliese 667 Cc, con una massa minima di 4,54 masse terrestri. Anche questo pianeta, il cui periodo è di 28,15 giorni, si trova vicinissimo alla stella: il semiasse maggiore dell’orbita è appena un dodicesimo di unità astronomica (circa 18,4 milioni di chilometri). Tuttavia, benché tale distanza sia solo un terzo del semiasse maggiore dell’orbita di Mercurio, la quantità di radiazione che Gliese 667 Cc riceve è una modesta frazione di quella che raggiunge Mercurio nel Sistema Solare. La nana rossa è infatti una stella fredda e poco luminosa, sicché il pianeta percorre la sua orbita nel bel mezzo della zona abitabile di Gliese 667 C.

L’ultimo segnale scovato da Anglada-Escudé e colleghi nelle misurazioni della velocità radiale era il meno chiaramente definibile dei tre, con una periodicità incerta di 75 o 91 giorni, collegata probabilmente al periodo di rotazione stellare di 105 giorni. Era possibile, cioè, che il segnale dipendesse semplicemente dall’attività stellare. I calcoli statistici e le simulazioni orbitali suggerivano però anche un’altra possibilità: che quel segnale periodico provenisse da una terza super-Terra, Gliese 667 Cd, con periodo di 75 giorni e massa minima di 5,65 masse terrestri. Se effettivamente esistente, anche questo terzo pianeta sarebbe rientrato nella zona abitabile, con possibilità di acqua liquida in superficie, a condizione di possedere un’atmosfera con un’elevata concentrazione di anidride carbonica.

Le zone abitabili del sistema solare e di Gliese 667 C a confronto, in un’immagine tratta dallo studio pubblicato a maggio 2012 da Anglada-Escudé e colleghi. Il punto interrogativo vicino alla lettera ‘d’ indica che l’esistenza di Gliese 667 Cd appariva dai calcoli meno certa di quella degli altri due candidati pianeti

… E poi il resto del sistema

Facile chiedersi a questo punto come mai i due (o tre) pianeti di Gliese 667 C non fossero stati scoperti prima, visto che il grosso dei dati analizzati dal gruppo di Anglada-Escudé nello studio del 2012 era costituito dalle medesime misurazioni della velocità radiale della nana rossa ottenute dall’ESO tra il 2004 e il 2008, dalle quali era emerso un unico candidato pianeta: la super-Terra caldissima Gliese 667 Cb.

Il problema—riportarono gli autori dello studio — non era dovuto a scarsa attenzione, ma al software usato per analizzare gli spettri stellari: i segnali periodici dei nuovi pianeti rimanevano nascosti nei dati, come una scena osservata da una lente non perfettamente a fuoco. Anglada-Escudé e colleghi usarono perciò al posto del precedente software di analisi uno strumento da loro stessi sviluppato proprio con lo scopo di sfruttare al meglio i dati forniti dallo spettrometro HARPS. Fu dunque grazie al nuovo software, chiamato HARPS-TERRA (dove TERRA sta per Template Enhanced Radial velocity Re-analysis Application), che furono individuati i segnali supplementari, contenuti in realtà fin dall’inizio nei dati spettroscopici di Gliese 667 C. Ulteriori conferme vennero poi da altre osservazioni della stella, ottenute con altri due spettrografi: il Planet Finder Spectrograph (PFS), montato sul telescopio Magellano da 6,5 metri dell’osservatorio cileno di Las Campanas, e lo HIRES dell’Osservatorio hawaiano Keck.

Ma questo sistema planetario aveva in serbo altre sorprese. Le misurazioni della velocità radiale danno, infatti, tante più informazioni quanto più sono numerose e distribuite nel tempo. Ecco allora che l’accumularsi di nuove osservazioni spettroscopiche di Gliese 667 C condussero, a distanza di un anno, alla pubblicazione di un nuovo studio che modificò ancora una volta il panorama intorno alla nana rossa. Ne venne fuori l’immagine di un sistema planetario costituito da sei o forse addirittura sette pianeti, articolato e complesso come quello che sarebbe stato scoperto quattro anni dopo, all’inizio del 2017, ma stavolta con il metodo dei transiti, intorno a un’altra nana rossa relativamente vicina alla Terra: TRAPPIST-1.

Per il nuovo articolo il gruppo guidato da Anglada-Escudé e dal finlandese Mikko Tuomi si era avvalso di un totale di 228 misurazioni della velocità radiale di Gliese 667 C. Le nuove analisi statistiche dei dati confermarono innanzitutto la presenza e i periodi (7,2 e 28,1 giorni) delle due super-Terre già identificate con sicurezza nello studio precedente, cioè Gliese 667 Cb e Gliese 667 Cc. Una terza super-Terra, Gliese 667 Cd, prima segnalata con un punto interrogativo e un periodo tentativamente stimato di 75 giorni, risultò confermata, ma con un periodo di 91 giorni e non più di 75. La massa minima era calcolata in 5,1 masse terrestri e il semiasse maggiore dell’orbita in 0,276 unità astronomiche (41,4 milioni di chilometri).

Dalle analisi statistiche eseguite sui dati Doppler saltarono fuori inoltre altre due super-Terre nella zona abitabile della nana rossa, più un pianeta più distante con un periodo di 256,2 giorni (Gliese 667 Cg) e persino un probabile settimo pianeta (Gliese 667 Ch), di massa simile a quella terrestre e molto vicino alla stella, il cui segnale era però così debole da richiedere ulteriori osservazioni e conferme.

Le due nuove super-Terre in zona abitabile, Gliese 667 Cf e Gliese 667 Ce, avevano periodi rispettivamente di 39 e 62,2 giorni e massa minima di 2,7 masse terrestri.

La nuova configurazione dei pianeti nel sistema di Gliese 667 C, come risultava dallo studio pubblicato a giugno 2013 da Anglada-Escudé, Tuomi e altri autori. La super-Terra marcata con la lettera ‘d’ ha perso il punto interrogativo rispetto allo studio precedente. L’unico pianeta la cui esistenza è considerata incerta è quello indicato con la lettera ‘h’

Ma ecco che i pianeti cominciano a scomparire

Il sistema di Gliese 667 C sembrava ormai una specie di scrigno magico in grado di “sfornare” pianeti a getto continuo. Ma le cose cambiarono di colpo con la pubblicazione di un nuovo studio, firmato da Farhan Feroz e Mike Hobson del Cavendish Laboratory dell’Università di Cambridge.

Lo studio, apparso a febbraio 2014 sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, affrontava l’analisi statistica dei dati spettroscopici sulla velocità radiale di Gliese 667 C utilizzando un approccio basato sull’inferenza bayesiana. Feroz e Hobson concentrarono i loro sforzi sulla ricerca degli effetti del rumore sui segnali periodici nelle oscillazioni della velocità radiale di Gliese 667 C, segnali che il gruppo di Anglada-Escudé aveva interpretato come effetto dell’attrazione gravitazionale esercitata sulla stella da sei o forse addirittura sette pianeti.

I parametri dei sette pianeti di Gliese 667 C, ricavati dalle misurazioni della velocità radiale della stella, secondo lo studio pubblicato da Anglada-Escudé e colleghi nel 2013

Lo studio prodotto dai due scienziati dell’Università di Cambridge evidenziò che Anglada-Escudé e colleghi avevano sottostimato più o meno del 50% le incertezze nelle misurazioni della velocità radiale della stella prodotte dallo spettrografo HARPS dell’ESO. In particolare, se nelle misurazioni della velocità radiale si trattava il rumore non come rumore bianco, cioè come un disturbo casuale distribuito uniformemente in tutte le frequenze dello spettro, ma come rumore rosso, ovvero come una serie di segnali “parassiti” in qualche modo correlati tra loro, inframmezzati ai segnali genuinamente provenienti dall’attrazione di pianeti orbitanti intorno a Gliese 667 C, il sistema planetario subiva un netto ridimensionamento.

Feroz e Hobson conclusero che gli unici due pianeti di cui si poteva ricavare con certezza l’esistenza in base ai dati disponibili erano le prime due super-Terre emerse dalle analisi: Gliese 667 Cb, con un periodo orbitale di 7,19 giorni, e Gliese 667 Cc, con un periodo orbitale di 28,13 giorni. C’era poi la possibilità che un segnale periodico con frequenza di 91 giorni provenisse da un pianeta (la terza super-Terra, cioè Gliese 667 Cd), ma questo segnale era molto meno nitido degli altri due e, per la sua conferma, sarebbe stato necessario ottenere ulteriori misurazioni della velocità radiale della stella.

I parametri dei due pianeti di Gliese 667 C giudicati sicuramente esistenti secondo lo studio pubblicato nel 2014 da Feroz e Hobson. I valori tengono conto del rumore rosso identificato nei dati dai due autori. I valori tra parentesi sono quelli ritenuti massimamente probabili

Gli altri tre o quattro pianeti di cui il gruppo guidato da Anglada-Escudé aveva proclamato la scoperta nel 2013 non esistevano affatto secondo Feroz e Hobson: i segnali periodici ad essi attribuiti erano semplicemente la conseguenza del fatto che Anglada-Escudé e colleghi avevano trattato erroneamente il rumore presente nei dati come rumore bianco e non come rumore rosso.

Di sette pianeti ne restavano dunque ora solo due, al massimo tre. Ma anche il terzo pianeta, Gliese 667 Cd, era destinato a scomparire ben presto dai dati. La sua non esistenza fu sostenuta fermamente da Paul Robertson e Suvrath Mahadevan, due scienziati della Pennsylvania State University, in uno studio pubblicato a settembre 2014 su Astrophysical Journal Letters.

Robertson e Mahadevan incentrarono i loro sforzi sul tentativo di separare, nelle misurazioni della velocità radiale di Gliese 667 C, i segnali provenienti effettivamente da pianeti in orbita intorno alla stella dall’attività stellare, legata alla presenza di macchie e regioni attive sulla superficie di Gliese 667 C. Per ottenere il loro scopo, i due autori filtrarono i dati provenienti dalle osservazioni spettroscopiche eseguite con HARPS in modo da sottrarre tutti i segnali collegati al ciclo di rotazione della stella, della durata di circa 105 giorni. Analizzarono poi le varie misurazioni della velocità radiale disponibili, suddividendo le quattro stagioni di osservazioni accumulate fino a quel momento in blocchi di durata annuale. L’idea alla base dell’operazione era che i segnali di origine genuinamente planetaria sarebbero risaltati all’interno dei singoli blocchi, grazie al particolare algoritmo di ricerca utilizzato, stagliandosi al di sopra dei segnali spuri, collegati a qualche tipo di rumore strumentale.

Robertson e Mahadevan conclusero il loro lavoro di analisi affermando in modo lapidario che gli unici segnali di origine planetaria che emergevano con chiarezza dai dati erano quelli delle prime due super-Terre scoperte, Gliese 667 Cb e Gliese 667 Cc, con periodi orbitali rispettivamente di 7,19 e 28,10 giorni e masse minime di 5,6 e 4,1 masse terrestri.

Tutti gli altri presunti “pianeti” erano da considerarsi falsi positivi indotti dall’attività stellare, la quale, in una stella magneticamente tranquilla come Gliese 667 C, produce segnali periodici di intensità prossima al limite di sensibilità di strumenti come lo spettrografo HARPS, tali, dunque, da poter essere confusi con l’effetto causato dall’attrazione gravitazionale di pianeti di massa terrestre.

Spariva così dai dati anche la promettente super-Terra Gliese 667 Cd, con periodo di 91 giorni, per la quale Feroz e Hobson avevano lasciato aperto una spiraglio di possibilità.

I parametri delle due super-Terre ritenute sicuramente esistenti nello studio di Robertson e Mahadevan del 2014. I valori riflettono la correzione applicata ai dati sottraendo l’attività stellare

Ma qual è la situazione oggi, a cinque anni di distanza? Ha prevalso l’idea di un sistema con sei o sette pianeti, propugnata dallo studio di Anglada-Escudé e colleghi del 2013, o la versione ridotta, con due o tre pianeti al massimo, emergente dagli studi pubblicati nel 2014 da Feroz/Hobson e Robertson/Mahadevan? Per capirlo bisogna scandagliare i principali database di informazioni astronomiche su stelle ed esopianeti.

Nel portale Simbad gestito da Università di Strasburgo e CNRS, i pianeti in orbita intorno a Gliese 667 C che risultano confermati, cioè considerati ufficialmente esistenti, sono soltanto due, Gliese 667 Cb e Gliese 667 Cc. Gli altri cinque sono citati con lo status di candidato pianeta. Simbad ha preso dunque atto dei risultati presentati nei due studi critici del 2014.

Il NASA Exoplanet Archive, al contrario, pur riportando tra i riferimenti gli studi di Feroz/Hobson e Robertson/Mahadevan del 2014, considera confermati ben cinque dei sette pianeti originariamente proposti dal gruppo di Anglada-Escudé. Gli unici non-pianeti sono per questo archivio Gliese 667 Cd e Gliese 667 Ch.

L’*Encyclopedia of Extrasolar Planets* è ancora più accomodante del database gestito dalla NASA: considera il sistema planetario di Gliese 667 C formato da sei pianeti, escludendo dal catalogo solo Gliese 667 Ch, il pianeta di taglia terrestre con periodo di 17 giorni, di cui neppure Anglada-Escudé e colleghi erano sicuri.

Restiamo alla fine con un’unica certezza: quella di non sapere quali e quanti pianeti orbitino davvero intorno alla nana rossa Gliese 667 C. Sono solo due i pianeti sulla cui esistenza tutte le fonti sono d’accordo: le super-Terre Gliese 667 Cb e Gliese 667 Cc. L’esistenza degli altri cinque pianeti è, invece, a dir poco incerta, visto che l’unica fonte di informazioni disponibile, cioè le misurazioni spettroscopiche della velocità radiale della stella, si prestano a interpretazioni contrastanti.

Fino a che non disporremo di telescopi sufficientemente potenti da produrre immagini dirette dei pianeti di Gliese 667 C, purtroppo non potremo saperne di più.

Rappresentazione artistica di tre delle super-Terre potenzialmente abitabili di Gliese 667 C, in rapporto con la Terra. La dimensione dei pianeti è ipotetica, basata sulla massa minima e il presupposto che si tratti di pianeti rocciosi. Il raggio effettivo dei tre pianeti è ignoto. Questa grafica non tiene conto evidentemente dell’ecatombe di pianeti causata dai due studi del 2014 descritti più sopra (sparirebbero dall’immagine Gliese 667 Cf e Gliese 667 Ce) [PHL @ UPR Arecibo]

Le super-Terre abitabili sono veramente abitabili?

Dopo aver sviscerato la storia problematica di questo sistema planetario, proviamo da qui in poi a mettere da parte, per puro spirito di speculazione, il fondamentale problema della reale esistenza dei pianeti di Gliese 667 C, per concentrarci sulla questione della loro abitabilità, molto interessante dal punto di vista delle ricerche in astrobiologia.

Cominciamo col dire che, per mancanza di qualsiasi informazione su forme di vita con chimica differente da quella osservata sulla Terra, la zona abitabile di una stella è definita, un po’ riduttivamente, come l’anello orbitale entro il quale un pianeta con superficie solida e atmosfera di tipo terrestre può ospitare acqua liquida sulla sua superficie.

In un simile modello, il margine interno della zona abitabile è il luogo in cui l’irradiazione stellare genera un effetto serra catastrofico, tale da saturare l’atmosfera di vapore acqueo, con due conseguenze negative per la vita:

• rendere la temperatura superficiale di un pianeta troppo elevata;
• favorire la fotodissociazione in idrogeno e ossigeno del vapore acqueo presente nella stratosfera, con la conseguente, progressiva fuga dell’idrogeno nello spazio esterno.

Il margine esterno della zona abitabile è, invece, il luogo in cui la radiazione stellare è così debole da trasformare un pianeta in una “palla di neve”: oltre un certo limite, infatti, l’anidride carbonica non contribuisce più a trattenere il calore stellare tramite l’effetto serra, ma genera invece un progressivo aumento dell’albedo, cioè del potere riflettente della superficie e dell’atmosfera planetaria, con il risultato di respingere buona parte della radiazione incidente verso lo spazio, favorendo la trasformazione dell’acqua superficiale in ghiaccio.

In base a tale definizione di zona abitabile, tre super-Terre rientrerebbero certamente nella zona abitabile della nana rossa, che si estende, in base ai calcoli sulla radiazione emessa, in una fascia orbitale compresa tra 0,111 e 0,246 unità astronomiche. I tre pianeti sono Gliese 667 Cc, Gliese 667 Cf e Gliese 667 Ce. Ma basta la loro posizione favorevole a stabilire che siano abitabili tout court? Purtroppo no.

In primo luogo è necessario sapere se si tratta di pianeti gassosi o rocciosi (solo questi ultimi, avendo una superficie solida, possono ospitare masse d’acqua liquida). Se fossero stati osservati transiti davanti al disco stellare di Gliese 667 C, potremmo ricavare il raggio di ciascun pianeta e capire, dal suo rapporto con la massa, se la densità è tipica di un corpo roccioso o di un corpo gassoso. Ma non vi sono transiti per ora, solo misurazioni della velocità radiale. Ciò implica che dei tre pianeti potenzialmente abitabili conosciamo il periodo e la massa minima ma non il raggio né tantomeno la densità.

La massa effettiva di questi pianeti potrebbe essere uguale alla massa minima desunta dai calcoli sulla velocità radiale, se il loro piano orbitale giacesse lungo la nostra visuale, cioè se osservassimo le orbite di taglio. Non sappiamo, però, quale sia il loro angolo di inclinazione rispetto al nostro punto di vista. Quel che Anglada-Escudé e colleghi poterono appurare, servendosi di complesse simulazioni digitali, è che la stabilità dell’intero sistema planetario di Gliese 667 C è garantita al meglio se la massa di ciascun candidato pianeta non supera il doppio della massa minima ricavata dai dati Doppler. Ciò vuol dire che, molto probabilmente, la massa effettiva di ognuna delle tre super-Terre nella zona abitabile della nana rossa deve essere minore di dieci masse terrestri. Questo dato, tuttavia, per quanto importante, non è sufficiente a dirimere la questione se i tre pianeti siano gassosi o rocciosi. Per la cronaca, in questa gamma di masse rientrano sia pianeti di bassa densità, molto probabilmente gassosi, come **GJ 1214 b, che “pesa” 6,55 masse terrestri, sia pianeti di maggiore densità, sicuramente rocciosi, come [Kepler-10 b](https://it.wikipedia.org/wiki/Kepler-10_b)**, che “stazza” 4,5 masse terrestri. Insomma, entrambe le possibilità restano aperte.

Rappresentazione artistica del cielo osservato dalla superficie di Gliese 667 Cc [ESO/L. Calçada]

Rotazione sincrona, irradiazione stellare e albedo

Molte altre, poi, sono le variabili che possono influire sulla reale abitabilità delle super-Terre di Gliese 667 C. Una di queste è la rotazione sincrona. Tutti e tre i pianeti in zona abitabile, con la sola eccezione forse di Gliese 667 Ce (il più distante dei tre dalla stella), sono molto probabilmente bloccati in rotazione sincrona: presentano cioè sempre la stessa faccia alla stella come fa la Luna con la Terra. Ciò implica una distribuzione delle temperature molto disuguale alla superficie dei tre pianeti, con un emisfero perennemente illuminato e caldo e uno oscuro e freddo. L’abitabilità di pianeti con tali caratteristiche è legata, perciò, allo spessore delle loro eventuali atmosfere: un’atmosfera densa e spessa, come è per esempio quella di Titano nel Sistema Solare, è in grado di redistribuire il calore stellare in modo più o meno uniforme attraverso tutta la superficie del pianeta, mentre un’atmosfera sottile e rarefatta è inefficace a tal scopo, riducendo le possibilità di vita. La distribuzione delle eventuali masse continentali rispetto al punto di massima irradiazione stellare è un altro fattore che può influenzare le modalità di distribuzione del calore nell’atmosfera di questi pianeti.

Un altro elemento, poi, che influisce sull’abitabilità è l’albedo, che è determinata dalla composizione superficiale e dalle condizioni atmosferiche, entrambe sconosciute: un pianeta con un’elevata albedo può essere più freddo di un pianeta con un’albedo minore, anche se il primo si trova più vicino alla stella del secondo. Ciò è analogo a quanto si verifica nell’esperienza comune con le automobili: l’abitacolo di un’auto di colore scuro esposta al sole si surriscalda più di quello di un’auto di colore chiaro.

Sull’albedo, e quindi sull’abitabilità, influisce inoltre la distribuzione spettrale della radiazione emessa dalla stella, che in una nana rossa ha il suo picco a lunghezze d’onda maggiori, più rosse, rispetto alla radiazione solare.

Una simulazione che mostra Gliese 667 C e la super-Terra Gliese 667 Cc, visibile sulla destra [Michele Diodati / Space Engine]

Climi alieni

La più interna delle tre super-Terre potenzialmente abitabili, Gliese 667 Cc, si trova un po’ più vicina al margine interno della zona abitabile della nana rossa rispetto alla posizione della Terra nel Sistema Solare. È lecito aspettarsi dunque che sia anche più calda della Terra, anche se, in termini puramente numerici, l’irradiazione stellare che essa riceve è leggermente inferiore a quella terrestre (1230 watt al metro quadro, contro i 1360 della Terra).

Il secondo dei tre pianeti, Gliese 667 Cf, è probabilmente il candidato migliore per l’abitabilità (sempre ammesso che esista, ovviamente). Riceve un’irradiazione di 788 watt al metro quadro, dunque è teoricamente più freddo della Terra. Va tenuto conto, però, del maggior calore che il pianeta può trattenere rispetto all’irradiazione ricevuta, a causa del fatto che la luce proveniente da Gliese 667 C è più rossa di quella solare. Se bloccato in rotazione sincrona, Gliese 667 Cf potrebbe avere una regione abitabile a “occhio di bue”, cioè un oceano liquido posto sotto il punto di massima irradiazione (il punto substellare), con il resto del pianeta coperto da una coltre di ghiaccio. Ma il clima generale potrebbe essere anche più favorevole: se l’atmosfera fosse spessa e ricca di gas serra come anidride carbonica e metano, il calore potrebbe essere meglio trattenuto e redistribuito, riscaldando opportunamente anche le regioni non direttamente illuminate e impedendo la formazione di ghiacci durevoli.

Gliese 667 Ce, l’ultima delle super-Terre in zona abitabile, riceve solo un terzo della radiazione terrestre. È forse simile alla Terra per quanto riguarda l’alternanza giorno-notte, perché potrebbe non essere bloccata in rotazione sincrona. A causa, però, della scarsa irradiazione ricevuta, affinché sia abitabile è necessario che possieda un’atmosfera molto spessa e ricca di anidride carbonica, con una pressione superiore alle 2 atmosfere.

Gliese 667 Cd, infine, che si trova appena all’esterno della zona abitabile della nana rossa, potrebbe avere un oceano nascosto sotto la superficie (così come si sospetta per il satellite di Giove Europa), riscaldato dal calore prodotto internamente dal pianeta stesso attraverso il decadimento di elementi radioattivi. Ovviamente si tratta di una possibilità del tutto ipotetica, per la quale manca ogni riscontro concreto.

La vita, infine, potrebbe albergare nel sistema di Gliese 667 non sui pianeti, ma su altrettanto ipotetiche lune delle sue super-Terre, qualora esse possiedano alcuni requisiti considerati indispensabili dagli esobiologi:

• una massa sufficiente a sostenere acqua liquida in superficie;
• un’atmosfera duratura;
• un’attività tettonica;
• un campo magnetico sufficientemente intenso.

Alcuni studiosi hanno calcolato che la massa minima di un’esoluna adatta a sostenere la vita dovrebbe essere superiore a un quarto di massa terrestre, un valore che nessun satellite del Sistema Solare raggiunge neppure lontanamente. In ogni caso, per il momento non siamo assolutamente in grado di riconoscere la presenza di lune intorno ai pianeti di Gliese 667 (né in qualsiasi altro sistema planetario diverso dal nostro, con un’unica eccezione). Le sole prove dell’esistenza di pianeti in orbita intorno alla nana rossa sono le oscillazioni della stella, calcolate misurando le variazioni della sua velocità radiale. Ma tali oscillazioni sono un effetto cumulativo, nel quale — con le tecnologie attuali — non è possibile distinguere quale parte dipenda dalla massa di un pianeta e quale dalla massa delle sue eventuali lune.

Sarebbe molto bello poter risolvere con un’esplorazione diretta tutti i dubbi che ci rimangono sul numero e l’abitabilità dei pianeti di Gliese 667 e delle loro ipotetiche lune. Purtroppo gli oltre 210.000 miliardi di chilometri che ci separano dalla nana rossa costituiscono per noi umani, nonostante tutte le tecnologie di cui disponiamo, un abisso di spazio per il momento incolmabile.

La bellissima regione di cielo in cui si trova il sistema triplo Gliese 667, visibile esattamente al centro dell’immagine. In basso è ben riconoscibile la caratteristica forma della Nebulosa Zampa di Gatto [ESO/Digitized Sky Survey 2/Davide De Martin]

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