TRAPPIST-1e: il telescopio Webb trova i primi indizi di atmosfera

A circa 40 anni luce dalla Terra, nella costellazione dell'Acquario, una piccola stella rossa ospita uno dei sistemi planetari più affascinanti mai scoperti: TRAPPIST-1, con sette pianeti delle dimensioni della Terra. Tra questi, il quarto — TRAPPIST-1e — è il candidato più promettente per cercare condizioni adatte alla vita. Nel 2025 il telescopio spaziale James Webb (JWST) ha ottenuto i primi, fragili indizi che questo mondo potrebbe possedere un'atmosfera: una svolta, accolta però con la dovuta cautela dagli astronomi.

Sette Terre attorno a una stella minuscola

TRAPPIST-1 è una nana ultrafredda di tipo M, con una massa pari ad appena il 9% circa di quella del Sole: poco più grande del pianeta Giove. La sua scoperta è stata progressiva. Nel 2016 il telescopio robotico TRAPPIST, installato dall'Osservatorio Europeo Australe (ESO) a La Silla in Cile, individuò i primi pianeti col metodo dei transiti, cioè misurando i minuscoli cali di luce quando un pianeta passa davanti alla stella. Poi, nel febbraio 2017, la NASA annunciò la scoperta dell'intero sistema: ben sette pianeti rocciosi, descritti in uno studio pubblicato su Nature guidato da Michaël Gillon dell'Università di Liegi.

I sette mondi, indicati con le lettere da b a h, orbitano tutti incredibilmente vicini alla loro stella: l'intero sistema starebbe comodamente dentro l'orbita di Mercurio. Poiché però TRAPPIST-1 è fioca e fredda, la sua zona abitabile — la fascia in cui l'acqua potrebbe restare liquida — è altrettanto vicina, e fino a quattro pianeti potrebbero trovarsi al suo interno. I pianeti sono inoltre legati da una catena di risonanze orbitali e quasi certamente mostrano sempre la stessa faccia alla stella, come fa la Luna con la Terra.

TRAPPIST-1e, il mondo giusto su cui puntare

Tra i sette, TRAPPIST-1e è quello che assomiglia di più alla Terra per dimensioni e densità: ha un raggio pari a circa il 92% di quello terrestre, è quasi certamente roccioso e si trova in piena zona abitabile, completando un'orbita in poco più di sei giorni. Per questo è diventato un obiettivo prioritario. La domanda chiave non è soltanto "c'è acqua?", ma soprattutto "c'è un'atmosfera?": senza un involucro gassoso, la radiazione della stella renderebbe la superficie inospitale e l'acqua impossibile.

Il problema è che studiare l'atmosfera di un pianeta così piccolo è ai limiti delle capacità tecnologiche attuali. La tecnica usata è la spettroscopia di trasmissione: quando il pianeta transita, parte della luce stellare attraversa la sua eventuale atmosfera, e i gas presenti lasciano "impronte" nello spettro. Ma per una stella nana rossa, attiva e coperta di macchie, distinguere il segnale del pianeta da quello della stella è una sfida enorme.

Il 2025: i primi indizi di un'atmosfera

Webb ha osservato TRAPPIST-1e durante quattro transiti tra la metà e la fine del 2023. I risultati sono stati pubblicati nel 2025 in due articoli sull'Astrophysical Journal Letters, nell'ambito del programma JWST-TST DREAMS. Come riportato da AAS Nova, i dati mostrano un quadro sfumato ma incoraggiante: il pianeta non sembra avere un'atmosfera densa e arida come quella di Venere, né un'atmosfera povera tipo Marte. Sono escluse anche le atmosfere ricche di idrogeno con tracce di metano e anidride carbonica.

Resta invece permessa dai dati un'ipotesi affascinante: un'atmosfera ricca di azoto, simile per composizione a quella terrestre. Gli autori, però, sono prudenti: hanno rilevato una forte contaminazione stellare in tutte le osservazioni, e i dati da soli non bastano a confermare con certezza la presenza di un'atmosfera. Come ha sintetizzato la rivista Phys.org, siamo di fronte a indizi, non a una prova definitiva. Sono già in corso ulteriori transiti per affinare la misura.

Dati tecnici: un sistema da record

Qualche numero aiuta a inquadrare l'eccezionalità di TRAPPIST-1. La stella dista circa 12 parsec, cioè poco meno di 41 anni luce, ed è tanto fioca da non essere visibile a occhio nudo nonostante la relativa vicinanza. I suoi sette pianeti hanno raggi compresi tra circa il 75% e il 110% di quello terrestre e periodi orbitali brevissimi, da circa 1,5 a 19 giorni. La loro scoperta è stata possibile combinando le osservazioni del telescopio TRAPPIST in Cile, dei suoi gemelli e soprattutto del telescopio spaziale Spitzer della NASA, che monitorò il sistema per centinaia di ore consentendo di pesare i pianeti e di stabilire che sono rocciosi. Proprio la quantità di transiti osservabili in poche settimane rende questo sistema il bersaglio ideale per il Webb, che altrimenti dovrebbe attendere anni tra un passaggio e l'altro per pianeti su orbite più larghe.

Perché questo sistema è un laboratorio unico

Indipendentemente dall'esito, TRAPPIST-1 è una palestra straordinaria per la nuova astronomia degli esopianeti. Avere sette pianeti rocciosi attorno alla stessa stella permette di confrontarli direttamente: i mondi più interni, come TRAPPIST-1b e c, secondo precedenti osservazioni del Webb sembrano privi di atmosfere spesse, mentre quelli in zona abitabile potrebbero essere riusciti a trattenerle. Studiare perché alcuni mondi conservino la loro aria e altri la perdano è cruciale per capire quali pianeti, in tutta la Galassia, possano essere davvero abitabili.

La caccia non è finita. Ogni transito aggiunge un tassello, e nei prossimi anni il Webb continuerà a osservare TRAPPIST-1e e i suoi vicini. Per la prima volta nella storia, l'umanità ha gli strumenti per "annusare" l'aria di pianeti grandi come il nostro a decine di anni luce di distanza. E se mai troveremo un'atmosfera ricca di azoto attorno a una stella così diversa dal Sole, sarà un indizio in più che mondi simili alla Terra non sono affatto una rarità.