Quando furono scoperti i primi elementi di questo sistema planetario, una decina di anni fa, fu subito chiaro che si trattava di una scoperta elettrizzante. La stella intorno a cui orbitano, Trappist-1, è una nana rossa, la categoria di stelle più piccole e fredde, e questo significava che c’erano buone probabilità di riuscire a studiare i suoi pianeti in dettaglio. È anche relativamente vicina, appena una quarantina di anni luce, e ha un’orbita allineata in modo perfetto per consentirci di osservarla. “Sono stati fatti molti sforzi per cercare altri sistemi come questo, ma non ne abbiamo trovato neanche uno”, dice Ana Glidden, ricercatrice del Massachusetts institute of technology.

Il quarto pianeta a partire dalla stella, Trappist-1e, è quello su cui si concentra la massima attenzione, per via della sua posizione favorevole. Da tempo, però, resta irrisolta una questione cruciale: possiede un’atmosfera? Se così fosse, sarebbe una scoperta storica – il primo esopianeta roccioso temperato provvisto di atmosfera – che rafforzerebbe le sue credenziali come mondo potenzialmente abitabile.

Se potessimo in qualche modo trasportarci sui pianeti di Trappist-1 e osservarli dall’alto, vedremmo uno spettacolo al tempo stesso familiare e profondamente strano. Non possiamo fotografare direttamente quei mondi, quindi non sappiamo con precisione che aspetto abbiano. Ma le osservazioni indirette ci dicono che sono tutti pianeti rocciosi o ghiacciati, di dimensioni simili alla Terra. D’altra parte, le loro orbite sono strettissime, molto più vicine alla loro stella di quanto Mercurio lo sia al Sole. Questo però non significa automaticamente che siano carboni ardenti, perché Trappist-1 brucia molto meno intensamente della nostra stella.

In effetti, si ritiene che la maggior parte della radiazione proveniente dalla stella si collochi nella fascia infrarossa dello spettro. Questo significa che i pianeti ricevono calore, ma non molta luce; quindi, per chi si trovasse sulla loro superficie, il cielo probabilmente non diventerebbe mai molto più chiaro di quello della Terra al tramonto. A complicare ulteriormente le cose, la forte attrazione gravitazionale esercitata dalla stella potrebbe far sì che alcuni o tutti quei pianeti siano in rotazione sincrona e quindi mostrino sempre la stessa faccia alla loro stella. Avrebbero perciò un lato diurno costantemente rivolto alla stella e uno notturno affacciato sul buio dello spazio. Se fosse così, i due emisferi avrebbero temperature e condizioni completamente diverse.

La stella Trappist-1 è stata scoperta nel 1999 ed è stata chiamata così in onore del Transiting planets and planetesimals small telescope (Trappist), che ne aveva individuato i pianeti. La sua massa è il 9 per cento circa di quella del Sole e la temperatura in superficie è appena la metà, intorno ai 2.290 gradi. Le nane rosse sono interessanti perché sono relativamente facili da studiare. Innanzitutto, sono circa dieci volte più comuni delle stelle simili al Sole; in secondo luogo, per essere abitabili, eventuali pianeti orbitanti devono rimanere vicini alla stella, il che li rende più semplici da osservare e analizzare.

Ad appena 1,5 milioni di chilometri dalla sua stella, con un anno che dura meno di due giorni terrestri, Trappist-1b riceve grandi quantità di calore ed energia. Le misurazioni del telescopio spaziale James Webb (Jwst) suggeriscono che non abbia un’atmosfera e che la temperatura sia intorno ai 230 gradi. La sua superficie potrebbe essere un mare di roccia fusa. Non sarebbe un posto ospitale per la vita. D’altra parte, Trappist -1h, il pianeta conosciuto più lontano dalla stella, è un mondo gelido, con una temperatura stimata di -104 gradi e anni di appena 19 giorni terrestri. Le misurazioni della sua densità suggeriscono che potrebbe contenere acqua, ma la bassa temperatura e l’apparente mancanza di atmosfera significano che sarebbe congelata o nascosta sottoterra. Trappist-1d è nella zona abitabile della stella, abbastanza caldo perché l’acqua non congeli e abbastanza freddo da evitare che evapori. Ma le osservazioni del Jwst hanno escluso la presenza di un’atmosfera simile a quella terrestre, quindi è probabilmente un mondo desolato come Marte.

Con una massa intorno al 90 per cento di quella terrestre e dimensioni e forza di gravità simili, Trappist-1e è considerato un ottimo candidato per ospitare la vita. Si trova proprio al centro della zona abitabile, e potrebbe avere un’atmosfera capace di trattenere acqua liquida sulla superficie, probabilmente l’ingrediente più importante per lo sviluppo della vita.

La scoperta dei mondi di Trappist-1 è arrivata dopo più di vent’anni di ricerche sugli esopianeti, individuati per la prima volta all’inizio degli anni novanta. Gli esopianeti sono troppo lontani per ottenerne immagini dirette, e i primi furono individuati monitorando le oscillazioni della luce stellare causate dall’attrazione gravitazionale di un pianeta. Le cose cominciarono ad accelerare con l’uso del metodo del transito. Quando una stella e uno dei suoi pianeti sono allineati nel modo giusto, possiamo osservare indirettamente il pianeta mentre passa tra la Terra e la stella lontana intorno a cui orbita, attenuando periodicamente la luce stellare. La grande maggioranza degli esopianeti che conosciamo è stata scoperta con questo metodo, soprattutto grazie al Transiting exoplanet survey satellite e al telescopio spaziale Kepler.

Finora abbiamo scoperto più di diecimila candidati, cioè segnali che riteniamo possano indicare la presenza di un esopianeta ma non sono ancora stati confermati in modo definitivo. Le scoperte accertate sono più di seimila, ma tra questi Trappist-1e resta un caso eccezionale. Uno dei motivi è che i pianeti simili alla Terra sono rari da trovare. Ma anche all’interno di quel gruppo ristretto, questo mondo spicca in modo particolare. “Di regola, quando qualcuno dice che un pianeta potrebbe essere abitabile, si affretta ad aggiungere un lungo elenco di condizioni: solo se ha un’atmosfera molto ricca di CO2, solo se ha un’atmosfera molto povera di CO2, solo se è avvolto in un nastro con un bel fiocchetto”, dice Sukrit Ranjan dell’università dell’Arizona. “Ma per Trappist-1e quasi tutte le riserve sono scomparse”. Se questo mondo possiede una qualunque atmosfera e un po’ d’acqua, allora quasi certamente ha le condizioni giuste per la vita.

Tuttavia capire se effettivamente possiede un’atmosfera si è dimostrato molto più difficile del previsto. Per quanto enorme possa sembrare il nostro cielo, le atmosfere in realtà sono minuscole. Quando un pianeta viene scoperto con il metodo del transito, si cerca la presenza di un’atmosfera esaminando in dettaglio le diminuzioni della luce stellare. Se l’atmosfera c’è, nei momenti in cui a schermare la luce stellare non è ancora il pianeta ma la sua atmosfera, ai lati di quei cali di luminosità dovrebbero comparire piccole increspature. Poi, se siamo fortunati, è possibile caratterizzare quell’atmosfera osservando quali lunghezze d’onda della luce vengono bloccate, con un procedimento lungo e meticoloso chiamato spettroscopia di trasmissione.

Più grande è il pianeta e piccola la stella, più diventa semplice; ed è per questo che negli ultimi anni i pianeti intorno alle nane rosse come Trappist-1 hanno attirato tanta attenzione. Trovare un pianeta simile alla Terra in orbita intorno a una stella simile al Sole sarebbe una fortuna straordinaria, ma i nostri telescopi non hanno ancora la risoluzione necessaria. “Un’atmosfera è come la buccia di una cipolla: troppo sottile sullo sfondo di una stella simile al Sole”, spiega Sara Seager, planetologa del Massachusetts institute of technology. Una stella grande quanto il nostro Sole si oscurerebbe troppo poco perché si possa individuare il passaggio del pianeta, mentre nel caso di Trappist-1 i pianeti coprono una porzione di luce molto maggiore.

Ma questo non significa che il processo sia semplice. “Bisogna fare un grosso lavoro per isolare il minuscolo segnale dell’atmosfera da quel mare di rumore che è la stella”, dice Néstor Espinoza dello Space telescope science institute nel Maryland. Le nane rosse sono anche estremamente attive, e i brillamenti, le macchie stellari e vari altri fenomeni che punteggiano la superficie di Trappist-1 rendono ancora più difficile captare il segnale di un’atmosfera, perfino con un telescopio potente come il Jwst.

Nelle osservazioni di Trappist-1e che sono già state analizzate, questa attività stellare ha reso impossibile stabilire con certezza se davvero esiste un’atmosfera. “In tutte le osservazioni c’era un segnale persistente, che ha esattamente l’aspetto che avrebbe un’atmosfera, ma potrebbe anche trattarsi di una caratteristica della stella”, spiega Natalie Allen della Johns Hopkins university, del gruppo che studia il sistema Trappist-1 con il Jwst.

All’inizio il segnale sembrava poter indicare la presenza di metano nell’atmosfera, ma studi successivi hanno mostrato che questo gas avrebbe una scarsissima probabilità di sopravvivere a lungo ai livelli di radiazione presenti su Trappist-1e. “Questo potrebbe suggerire che quelle increspature e oscillazioni sono contaminazioni stellari, e non un vero segnale atmosferico”, dice Ana Glidden. Al momento, Allen e diversi suoi colleghi ritengono che in base alle osservazioni raccolte finora la probabilità che Trappist-1e possieda un’atmosfera è di circa il 50 per cento.

Lei ed Espinoza hanno messo a punto un sistema ingegnoso per aggirare il problema della contaminazione, un espediente possibile solo perché i pianeti di Trappist-1 sono molto simili tra loro. Trappist-1b, il pianeta più vicino alla stella, dovrebbe apparire quasi identico a Trappist-1e durante il transito, ma sappiamo che non può avere un’atmosfera. Di conseguenza, osservando entrambi i pianeti a poche ore di distanza, si può sottrarre ciò che vediamo nelle osservazioni di 1b da quelle di 1e, eliminando qualunque contaminazione stellare comune a entrambi i set di dati e lasciando solo i segni di un’eventuale atmosfera di 1e.

Per riuscirci, il team ha avuto bisogno di più di cento ore di osservazione con il Jwst, per poter registrare quindici transiti dei pianeti davanti alla loro stella. Era una richiesta enorme per il principale osservatorio astronomico al mondo, ma è stata approvata e ora resta solo un’ultima osservazione prima che i dati siano pronti per l’analisi. “Alla metà del 2026 dovremmo avere alcuni risultati preliminari, e per la fine dell’anno una risposta piuttosto affidabile”, dice Néstor Espinoza. Altri gruppi stanno cercando di costruire un modello più dettagliato di Trappist-1 e delle stelle nane rosse in generale in modo che sia più facile sottrarre l’attività stellare dal possibile segnale atmosferico.

Anche se avesse un’atmosfera densa come quella terrestre, Trappist-1e difficilmente potrebbe somigliare al nostro pianeta: dimensioni e temperatura sono probabilmente gli unici punti in comune. “La chimica su Trappist-1e sarebbe molto diversa, perché il pianeta è più vicino alla sua stella”, spiega Hannah Diamond-Lowe dello Space telescope science institute. Attraversando l’atmosfera, la radiazione proveniente dalla stella produrrebbe reazioni chimiche differenti da quelle che avvengono nell’atmosfera terrestre. Questo suggerisce che qualsiasi forma di vita sarebbe molto diversa da quelle a cui siamo abituati.

La radiazione è così forte che qualunque atmosfera possa aver avuto il pianeta nella sua fase iniziale quasi certamente è stata spazzata via. Se oggi ce n’è una dev’essere quella che gli scienziati planetari chiamano un’atmosfera secondaria, ricreata dal vulcanismo e dai gas provenienti dall’interno del pianeta, oppure dall’impatto di comete.

Ma questo non è necessariamente un problema. “Sappiamo che le atmosfere secondarie possono sostenere la vita, perché abbiamo un’atmosfera secondaria anche qui sulla Terra”, dice Sukrit Ranjan. La nostra atmosfera primaria fu in gran parte spazzata via dall’impatto che circa 4,5 miliardi di anni fa dette origine alla Luna, e quella attuale si è formata quando la superficie fusa del pianeta sprigionò enormi quantità di gas, successivamente trasformati dagli organismi viventi.

Se c’è vita anche su Trappist-1e, quasi certamente non saremo in grado di coglierne i segnali con il Jwst e neppure con la prossima generazione di telescopi spaziali. Finora su un mondo roccioso così piccolo è stato impossibile anche solo accertare la presenza di un’atmosfera, perciò l’analisi ravvicinata che permetterebbe di individuare biofirme, cioè tracce di composti chimici prodotti solo da organismi viventi, è fuori dalla nostra portata. Ma individuare un’atmosfera su un mondo di questo tipo sarebbe il migliore segnale mai trovato che un pianeta è adatto alla vita e dovrebbe essere studiato.

Trappist-1e potrebbe essere la nostra migliore speranza di trovare un pianeta roccioso dotato di atmosfera, ma non è l’unica. “Esistono altre nane rosse con pianeti rocciosi che potrebbero essere più difficili da osservare, ma dove forse è più probabile che un’atmosfera sia sopravvissuta”, afferma Hannah Diamond-Lowe. Lei ed Espinoza guidano il progetto Rocky worlds survey, che studia proprio questa possibilità. Hanno selezionato nove piccoli esopianeti in orbita intorno a stelle nane rosse che potrebbero avere un’atmosfera. Sono più difficili da osservare rispetto a Trappist-1e, soprattutto perché sono più lontani dalla Terra e meno perfettamente allineati per le osservazioni del transito, ma molti orbitano intorno a stelle meno attive, e quindi con minore probabilità di aver distrutto eventuali atmosfere. Finora, solo uno dei nove è stato osservato, e stando ai risultati pubblicati nel 2025 sembrerebbe una roccia desolata.

Le speranze restano comunque alte per gli altri pianeti, che saranno osservati nei prossimi anni, e anche per una lista ancora più lunga di potenziali obiettivi di misurazioni future, ma i primi risultati del Rocky worlds survey hanno sollevato qualche dubbio. “Può darsi che non ci sia modo di aggirare le aspre condizioni ambientali create da queste nane rosse,” dice Hannah Diamond-Lowe. “Dobbiamo essere preparati anche a questa eventualità”. Le nane rosse, però, sono le stelle più comuni della galassia. Quindi, se con il Jwst non riusciremo a trovare un mondo davvero abitabile in orbita intorno a una nana rossa – e il sistema Trappist-1 è di gran lunga la nostra migliore opportunità – potrebbero volerci decenni prima di avere un’altra occasione.

Se tra qualche mese venisse annunciato che Trappist-1e possiede davvero un’atmosfera, l’entusiasmo lascerebbe rapidamente spazio a nuove domande. Una volta ottenuta la prova della sua esistenza, gli scienziati planetari vorranno capire di cosa è composta, e questo richiederebbe strumenti ancora più sensibili e tecniche ancora più sofisticate per eliminare la contaminazione stellare.

Però caratterizzare l’atmosfera è il solo modo che oggi abbiamo per cercare tracce di vita sotto forma di combinazioni di gas che non potrebbero esistere se non fossero continuamente rigenerate da qualche organismo vivente; ed è anche l’unico mezzo per intuire quali potrebbero essere le condizioni sulla superficie del pianeta. “Non si possono osservare direttamente sia la superficie sia l’atmosfera, perché probabilmente ci sono nuvole e altri elementi che rendono difficile vedere la superficie”, spiega Ana Glidden.

Comunque vada, Trappist-1e sta portando la ricerca di vita su altri mondi nel territorio della scienza fattuale, ed è l’unico mondo conosciuto in grado di farlo. “Spero che là fuori esistano altri sistemi come Trappist-1”, dice Sara Seager. ◆ gc