Un approccio promettente per identificare mondi acquatici al di fuori del nostro sistema solare è l’analisi dei minerali, in particolare quelli mescolati con lava fresca sulle superfici degli esopianeti. Questo è dovuto al fatto che l’interazione tra acqua e lava in raffreddamento può generare specifici minerali all’interno della lava stessa. Pertanto, la scoperta di tali minerali potrebbe avvicinarci all’acqua che li ha formati, sia essa presente sulla superficie di un esopianeta o nascosta nel sottosuolo. Naturalmente, questo presuppone che esistano esopianeti con lava raffreddata che possa essere studiata con i nostri strumenti — e che abbiano mostrato attività vulcanica in un certo periodo della loro storia — ma le probabilità ci favoriscono. Solo nel nostro sistema solare, abbiamo osservato flussi di lava su Mercurio, sulla Luna, su Marte e sulla luna Io di Giove. Qualsiasi mondo roccioso potrebbe essere stato vulcanico in un certo momento della sua storia.
Di conseguenza, un team di ricercatori ha recentemente costruito un database riguardante come alcuni minerali presenti nella lava raffreddata di un esopianeta possano rivelarsi a uno degli strumenti più avanzati dell’astronomia: il James Webb Space Telescope. Il gruppo di studio ha deciso di concentrarsi su un materiale chiamato basalto, poiché questa roccia scura e a grana fine si forma quando la lava fuoriesce sulla superficie di un pianeta e poi si raffredda. È anche una delle rocce più comuni nel nostro sistema solare — e probabilmente nell’intera galassia. “Sappiamo che la maggior parte degli esopianeti produrrà basaltico,” ha affermato un ingegnere coinvolto nella ricerca riguardante il database, durante un comunicato. È stato spiegato che la composizione chimica della maggior parte delle stelle che ospitano gli esopianeti che abbiamo trovato suggerisce che i pianeti stessi dovrebbero essere composti dagli elementi giusti per formare lava basaltica: “Sarà prevalente non solo nel nostro sistema solare, ma anche in tutta la galassia.”
La verità nel basalto
Esaminare un campione di basalto può rivelare molto su dove e come si è formato — incluso se c’era acqua liquida durante la sua formazione. Come accennato, quando l’acqua scorre sulla lava in raffreddamento, oppure attraverso fessure nelle rocce, può generare minerali come anfibolo o serpentino, che si rinvengono nelle rocce vulcaniche qui sulla Terra. Ognuno di questi minerali dovrebbe assorbire ed emettere lunghezze d’onda caratterizzate di energia, come un’impronta chimica scritta nella luce, e il JWST può rilevare tali lunghezze d’onda. Pertanto, misurando essenzialmente lo spettro di luce emesso da un pianeta distante con il JWST, gli astronomi possono ottenere un’idea di cosa sia composto il sorgente.
“Stiamo testando materiali basaltici qui sulla Terra per chiarire la composizione degli esopianeti tramite i dati del James Webb Space Telescope,” è stato dichiarato. I ricercatori hanno misurato gli spettri di luce di 15 campioni di basalto, ciascuno proveniente da ambienti differenti sulla Terra e contenente una combinazione diversa di minerali. Hanno utilizzato un programma informatico per simulare come potrebbero apparire quei dati basaltici se provenissero dalla superficie di un pianeta roccioso denominato LHS 3844b, situato a circa 48 anni luce di distanza, analizzato attraverso lo strumento Mid-Infrared Instrument (MIRI) del JWST. “Esaminando piccole differenze spettrali tra i campioni di basalto, gli scienziati possono teoricamente determinare se un esopianeta abbia mai avuto acqua superficiale o acqua al suo interno,” si legge nel comunicato.
Tuttavia, passerà del tempo prima che gli astronomi possano mettere alla prova la libreria degli spettri di basalto. Misurare lo spettro dei flussi di lava distribuiti sulla superficie di un mondo distante richiederebbe decine o addirittura centinaia di ore di operatività del JWST, che è molto richiesto. Gli astronomi spesso si ritrovano fortunati se riescono a ottenere solo qualche ora per puntare il telescopio sul loro bersaglio di interesse. Uno studio riguardante il database è stato pubblicato il 14 novembre nella rivista Nature Astronomy.