Il nostro progetto per l’abitabilità degli esopianeti è solo un mondo nell’intero cosmo: la Terra. La nostra casa è l’unico pianeta su cui sappiamo, con certezza, che è emersa la vita.
Ma le condizioni per la vita come la conosciamo potrebbero non essere limitate a pianeti simili alla Terra, e ora gli scienziati hanno determinato un tipo di esopianeta che potrebbe avere condizioni abitabili per miliardi di anni. La chiave è nell’acqua liquida. Qui sulla Terra, la presenza di acqua liquida è stata vitale per l’emergere della vita. Per estensione, gli esopianeti che potrebbero essere in grado di trattenere l’acqua liquida potrebbero avere maggiori possibilità di favorire la vita come la intendiamo attualmente.
Una nuova ricerca, guidata dall’astronoma Marit Mol Lous dell’Università di Zurigo in Svizzera, conclude che un’atmosfera piacevole e densa di idrogeno ed elio può sostenere temperature e condizioni adatte alla vita per un tempo davvero molto lungo. “Uno dei motivi per cui l’acqua può essere liquida sulla Terra è la sua atmosfera“, afferma l’astrofisico teorico Ravit Helled dell’Università di Zurigo in Svizzera.
“Con il suo effetto serra naturale, intrappola la giusta quantità di calore per creare le giuste condizioni per oceani, fiumi e pioggia“. Tuttavia, l’atmosfera terrestre non è sempre stata come appare oggi. Ora, è principalmente azoto e ossigeno, con solo tracce di idrogeno ed elio.
Quando il pianeta si è formato aveva quella che viene chiamata un’atmosfera primordiale, costituita principalmente da idrogeno ed elio: i principali costituenti della nuvola di polvere e gas da cui si sono formati il Sole e il Sistema Solare. La Terra ha perso la sua atmosfera primordiale abbastanza presto, probabilmente a causa di diversi processi, tra cui l’irradiazione di un giovane Sole molto caldo e il bombardamento di meteoriti.
Ma è possibile che un esopianeta super-Terra – uno più massiccio della Terra, ma meno massiccio di Nettuno – possa essere in grado di mantenere la sua atmosfera primordiale molto più a lungo della Terra. “Tali enormi atmosfere primordiali possono indurre un effetto serra, proprio come l’atmosfera terrestre di oggi“, spiega Helled. “Volevamo quindi scoprire se queste atmosfere possono aiutare a creare le condizioni necessarie per l’acqua liquida“.
Per condurre questa indagine, il team si è rivolto a simulazioni, modellando esopianeti con diverse masse centrali, masse atmosferiche e distanze orbitali dalle loro stelle ospiti, che il team ha modellato come simili al Sole. I loro risultati hanno mostrato che gli esopianeti con una densa atmosfera primordiale potrebbero effettivamente essere abbastanza caldi da mantenere la presenza di acqua liquida per un massimo di 10 miliardi di anni.
Ecco come potrebbe apparire uno di questi esopianeti. (Thibaut Roger/Universität Bern/Universität Zürich)
Ma ci sono avvertimenti. Per evitare l’intensa radiazione stellare che può spogliare un’atmosfera primordiale, l’esopianeta deve trovarsi a una certa distanza dalla stella, circa il doppio della distanza della Terra dal Sole. Un pianeta di questo tipo nel nostro Sistema Solare, sarebbe così lontano dal Sole che probabilmente l’acqua sulla superficie sarebbe congelata.
Ma il Sole non è l’unica fonte di riscaldamento di cui un pianeta può godere; alcuni mondi, inclusa la Terra, possono generare il proprio calore. Questo può essere dovuto a una serie di percorsi, come i processi geotermici e la presenza di elementi radioattivi che generano calore mentre decadono.
Quindi, se un esopianeta super-Terra a quella distanza dalla sua stella ospite avesse sia un’atmosfera primordiale che un riscaldamento interno sufficiente per mantenersi caldo, allora le condizioni per l’acqua liquida in superficie sarebbero soddisfatte, hanno detto i ricercatori.
“Per molti, questa potrebbe essere una sorpresa“, afferma l’astrofisico teorico Christoph Mordasini dell’Università di Berna. “Gli astronomi in genere si aspettano acqua liquida nelle regioni intorno alle stelle che ricevono la giusta quantità di radiazione: non troppo, in modo che l’acqua non evapori, e non troppo poca, in modo che non si congeli tutta”.
“Dato che la disponibilità di acqua liquida è un prerequisito probabile per la vita, e la vita ha probabilmente impiegato molti milioni di anni per emergere sulla Terra, questo potrebbe ampliare notevolmente l’orizzonte per la ricerca di forme di vita aliene. Sulla base dei nostri risultati, potrebbe persino emergere su cosiddetti pianeti vagabondi che non orbitano attorno a una stella“.
Questo modello di riscaldamento interno potrebbe ipoteticamente supportare la vita su mondi con spessi gusci ghiacciati, come la luna di Saturno Encelado e la luna di Giove Europa, e lune in orbita attorno a esopianeti vaganti che si spostano senza ormeggio in tutta la galassia.
Per il modello elaborato dal team, è necessario che molti pezzi siano esattamente al posto giusto al momento giusto. Non è impossibile – dopotutto, la Terra esiste, così come tutta la vita su di essa – ma potrebbe non accadere facilmente.
“Sebbene i nostri risultati siano entusiasmanti, dovrebbero essere considerati con le pinze. Perché tali pianeti abbiano acqua liquida per molto tempo, devono avere la giusta quantità di atmosfera. Non sappiamo quanto sia comune“, ha spiegato Mordasini.
“E anche nelle giuste condizioni, non è chiaro quanto sia probabile che la vita emerga in un potenziale habitat così esotico. Questa è una domanda per gli astrobiologi. Tuttavia, con il nostro lavoro abbiamo dimostrato che la nostra idea di vita centrata sulla Terra… potrebbe essere troppo limitante“.
La ricerca è stata pubblicata su Nature Astronomy.
