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Hycean: la nuova classe di esopianeti abitabili

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Gli astronomi hanno identificato una nuova classe di esopianeti molto diversa dalla nostra, ma che potrebbero supportare la vita al di fuori del nostro Sistema Solare.

Nella ricerca della vita altrove, gli astronomi hanno principalmente cercato pianeti di dimensioni, massa, temperatura e composizione atmosferica simili alla Terra. Tuttavia, i ricercatori dell’Università di Cambridge ritengono che ci siano molte possibilità  promettenti.

Gli astronomi hanno identificato una nuova classe di pianeti abitabili, soprannominati pianeti “Hycean“, pianeti caldi, ricoperti di oceani con atmosfere ricche di idrogeno, che sono più numerosi e osservabili dei pianeti simili alla Terra.

I ricercatori affermano che i risultati, riportati su The Astrophysical Journal, potrebbero significare che trovare biofirme della vita al di fuori del nostro Sistema Solare entro i prossimi due o tre anni sia una reale possibilità.

I pianeti Hycean aprono una strada completamente nuova nella nostra ricerca di vita altrove”, ha affermato il dott. Nikku Madhusudhan dell’Istituto di Astronomia di Cambridge, che ha guidato la ricerca.

Molti dei principali candidati Hycean identificati dai ricercatori sono più grandi e più caldi della Terra, ma hanno ancora le caratteristiche per ospitare grandi oceani che potrebbero supportare la vita microbica simile a quella che si trova in alcuni degli ambienti acquatici più estremi della Terra.

Questi pianeti consentono anche una zona abitabile molto più ampia, o “zona di Riccioli d’oro“, rispetto ai pianeti simili alla Terra. Ciò significa che potrebbero ancora supportare la vita anche se si trovano al di fuori della gamma in cui dovrebbe essere un pianeta simile alla Terra per essere abitabile.

Migliaia di pianeti al di fuori del nostro Sistema Solare sono stati scoperti da quando il primo esopianeta è stato identificato quasi 30 anni fa.

La stragrande maggioranza sono pianeti tra le dimensioni della Terra e Nettuno e sono spesso indicati come “super-Terre” o “mini-Nettuno“: possono essere prevalentemente rocciosi o giganti di ghiaccio con atmosfere ricche di idrogeno, o qualcosa nel mezzo.

La maggior parte dei mini-Nettuno è più di 1,6 volte la dimensione della Terra: più piccola di Nettuno ma troppo grande per avere interni rocciosi come la Terra. Studi precedenti su tali pianeti hanno scoperto che la pressione e la temperatura al di sotto delle loro atmosfere ricche di idrogeno sarebbero troppo alte per sostenere la vita.

Tuttavia, un recente studio sul mini-Nettuno K2-18b del team di Madhusudhan ha scoperto che in determinate condizioni questi pianeti potrebbero sostenere la vita. Il risultato ha portato a un’indagine dettagliata sull’intera gamma di proprietà planetarie e stellari per cui queste condizioni sono possibili, quali esopianeti conosciuti possono soddisfare tali condizioni e se le loro biofirme possono essere osservabili.

L’indagine ha portato i ricercatori a identificare una nuova classe di pianeti, i pianeti Hycean, con enormi oceani a livello planetario sotto atmosfere ricche di idrogeno. I pianeti Hycean possono essere fino a 2,6 volte più grandi della Terra e avere temperature atmosferiche fino a quasi 200 gradi Celsius, ma le loro condizioni oceaniche potrebbero essere simili a quelle favorevoli alla vita microbica negli oceani della Terra.

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Tali pianeti includono anche mondi Hyceanoscuri” bloccati dalle maree che possono avere condizioni abitabili solo sui loro lati notturni permanenti e mondi Hyceanfreddi” che ricevono poche radiazioni dalle loro stelle.

Pianeti di queste dimensioni dominano la popolazione nota di esopianeti, anche se non sono stati studiati così dettagliatamente come le super-Terre. I mondi Hycean sono probabilmente abbastanza comuni, il che significa che i luoghi più promettenti in cui cercare la vita altrove nella Galassia potrebbero essersi nascosti in bella vista.

Tuttavia, le dimensioni da sole non sono sufficienti per confermare se un pianeta è Hycean: per la conferma sono necessari altri aspetti come la massa, la temperatura e le proprietà atmosferiche.

Quando si cerca di determinare quali siano le condizioni su un pianeta distante molti anni luce, gli astronomi devono prima determinare se il pianeta si trova nella zona abitabile della sua stella, quindi cercare le firme molecolari per dedurre la struttura atmosferica e interna del pianeta, che governano le condizioni della superficie, la presenza degli oceani e il potenziale di vita.

Gli astronomi cercano anche alcune biofirme che potrebbero indicare la possibilità della vita. Molto spesso si tratta di ossigeno, ozono, metano e protossido di azoto, che sono tutti presenti sulla Terra. Ci sono anche una serie di altri biomarcatori, come il cloruro di metile e il dimetil solfuro, che sono meno abbondanti sulla Terra ma possono essere indicatori promettenti della vita su pianeti con atmosfere ricche di idrogeno dove l’ossigeno o l’ozono potrebbero non essere così abbondanti.

“Essenzialmente, quando abbiamo cercato queste varie firme molecolari, ci siamo concentrati su pianeti simili alla Terra, che è un punto di partenza ragionevole”, ha affermato Madhusudhan. “Ma pensiamo che i pianeti Hycean offrano una migliore possibilità di trovare diverse tracce di biofirme”.

“È eccitante che condizioni abitabili possano esistere su pianeti così diversi dalla Terra”, ha affermato il co-autore Anjali Piette, anche lui di Cambridge.

Madhusudhan e il suo team hanno scoperto che una serie di tracce di biomarcatori terrestri che dovrebbero essere presenti nelle atmosfere di Hycean sarebbero facilmente rilevabili con osservazioni spettroscopiche nel prossimo futuro. Le dimensioni maggiori, le temperature più elevate e le atmosfere ricche di idrogeno dei pianeti Hycean rendono le loro firme atmosferiche molto più rilevabili rispetto ai pianeti simili alla Terra.

Il team di Cambridge ha identificato un campione considerevole di potenziali mondi Hycean che sono i primi candidati per uno studio dettagliato con telescopi di prossima generazione, come il James Webb Space Telescope (JWST), che dovrebbe essere lanciato entro la fine dell’anno. Questi pianeti orbitano tutti intorno a nane rosse a una distanza di 35-150 anni luce: vicini per gli standard astronomici.

Le osservazioni JWST pianificate del candidato più promettente, K2-18b, potrebbero portare alla rilevazione di una o più molecole di biofirma.

“Un rilevamento della biofirma trasformerebbe la nostra comprensione della vita nell’universo”, ha detto Madhusudhan. “Dobbiamo essere aperti su dove ci aspettiamo di trovare la vita e quale forma potrebbe assumere, poiché la natura continua a sorprenderci in modi spesso inimmaginabili”.



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