Le stelle nane di tipo M potrebbero non rendere possibile la nascita della vita sui loro pianeti

La scoperta che esistono migliaia e migliaia di pianeti extrasolari ha fatto nascere numerose domande sul potenziale per la formazione della vita su questi pianeti. Il primo e più importante fattore da tenere in considerazione per stabilire l’abitabilità di un pianeta è se possa o meno mantenere un’atmosfera che non venga completamente persa nelle prime fasi della vita del pianeta.

Un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università di Vienna e dello Space Research Institute dell’ÖAW di Graz ha dimostrato che le giovani stelle possono distruggere rapidamente le atmosfere di pianeti simili alla Terra potenzialmente abitabili, cosa che rappresenta un problema aggiuntivo per la formazione della vita al di fuori del nostro sistema solare. I risultati saranno pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics Letters.

Una delle domande più interessanti ed entusiasmanti nella scienza moderna riguarda l’abbondanza di pianeti dotati di atmosfera simile a quella terrestre e con condizioni di superficie adatte ad ospitare la vita. Molte ricerche recenti su questo argomento si sono concentrate sui pianeti in orbita attorno a stelle chiamate M-nane, che sono più piccole del nostro Sole e sono il tipo più numeroso di stelle nel nostro distretto galattico.

La causa principale della perdita di atmosfera nello spazio è la stella centrale intorno cui un pianeta orbita. Le stelle producono forti campi magnetici che portano all’emissione di raggi X ad alta energia e radiazioni ultraviolette. Questi fenomeni sono noti collettivamente come “attività” della stella. In giovane età, le stelle hanno alti livelli di attività e pertanto emettono quantità estremamente elevate di raggi X e radiazioni ultraviolette.

Quando le stelle invecchiano, le loro attività diminuiscono rapidamente. È importante notare che mentre le attività di stelle come il Sole diminuiscono rapidamente dopo alcune centinaia di milioni di anni, le nane-M rimangono spesso molto attive per miliardi di anni, ovviamente un grande svantaggio per i pianeti che gli orbitano intorno.

La radiazione ad alta energia è importante perché viene assorbita dalla parte alta dell’atmosfera di un pianeta, causando il riscaldamento dei gas. Per la Terra, il gas viene riscaldato a temperature superiori a 1000 gradi Celsius nella regione superiore nota come termosfera. Questa è la regione in cui si trovano i satelliti e la Stazione Spaziale Internazionale. Orbitando intorno a giovani stelle con alti livelli di attività, le termosfere dei pianeti vengono riscaldate a temperature molto più elevate che, in casi estremi, possono causare la fuoriuscita del gas dal pianeta. Quanto rapidamente le atmosfere si disperdano in questi casi è un fatto non ancora studiato nel dettaglio per pianeti simili al nostro con atmosfere come la nostra.

I ricercatori dell’Università di Vienna e l’Istituto di ricerca spaziale dell’ÖAW di Graz hanno calcolato per la prima volta quanto rapidamente un ambiente simile alla Terra andrebbe perso da un pianeta in orbita attorno a una giovane stella molto attiva. I loro calcoli hanno dimostrato che si sarebbero verificate perdite idrodinamiche estreme dell’atmosfera, portando ad una atmosfera completamente simile a quella della Terra, in meno di un milione di anni, che per l’evoluzione di un pianeta è un tempo quasi istantaneo.

Questi risultati hanno implicazioni significative per l’evoluzione iniziale della Terra e per quella di eventuali pianeti simili al nostro formatisi intorno alle nane M. Per la Terra, la spiegazione più probabile del perché l’atmosfera non sia andata dispersa nello spazio sta nel fatto che la nostra atmosfera primitiva era dominata dal biossido di carbonio, che raffredda l’atmosfera superiore emettendo radiazione infrarossa nello spazio, proteggendola così dal riscaldamento provocato dall’alta attività del giovane Sole.

Più drammaticamente, i risultati di questo studio implicano che i pianeti che orbitano attorno alle stelle nane di tipo M, non possono formare un’atmosfera simile a quella della Terra fin dopo la diminuzione dei livelli di attività delle stelle, cosa che può richiedere diversi miliardi di anni. È quindi molto probabile che molti dei pianeti che orbitano attorno alle stelle nane di classe M abbiano residui di atmosfera troppo sottili per essere compatibili con la vita.

Probabilmente, quindi, la vita, almeno come la conosciamo, a meno di scoprire in futuro cose che ancora non sappiamo, non può esistere nella corte di pianeti in orbita intorno alle nane-M. Faremmo bene a concentrare le nostre ricerche verso altre tipologie stellari, possibilmente più simili al nostro Sole, per quanto più rare.

Fonte: Università di Vienna