Studiare le esoatmosfere per capire quali esopianeti potrebbero ospitare la vita

E se i ricercatori stessero cercando la vita nei posti sbagliati?

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Una ricerca pubblicata sulla prestigiosa rivista “Nature” ha fatto il punto sulla situazione prendendo in esame un esopianeta chiamato LHS 3844b e grazie a questo studio gli astronomi sono oggi in grado di escludere la presenza di forme di vita da un’intera classe di pianeti extrasolari.

Perché è stato preso in considerazione il pianeta extrasolare LHS 3844b?

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Perché l’esopianeta è troppo caldo per mantenere un’atmosfera e gli scienziati sospettano che pianeti simili abbiano lo stesso tallone d’Achille.

LHS 3844b è situato a 49 anni luce dal Sistema Solare, è un pianeta con composizione e dimensioni simile alla Terra, con un raggio di 1,3 volte maggiore, ma del tutto privo di atmosfera. Attraverso il telescopio della NASA Spitzer, lanciato nel 2003, gli studiosi hanno individuato questo corpo celeste tra gli oltre 4.000 esopianeti scoperti fino ad oggi. LHS 3844b orbita attorno ad una stella nana, conosciuta con il nome di LHS 3844, a una distanza ridotta che gli consente di completare un’orbita in sole 11 ore. Il pianeta oggetto dello studio è stato scoperto nel 2018 dalla missione Tess (Transiting Exoplanet Satellite Survey) della Nasa.

La camera infrarossa Irac, a bordo dell’osservatorio spaziale Spitzer della Nasa, ne ha misurato la temperatura e gli scienziati hanno utilizzato la luce proveniente dalla sua superficie per studiarne l’atmosfera. Dai dati di Irac risulta che LHS 3844b presenta un’atmosfera scarsa o forse inesistente, inoltre gli scienziati hanno fatto un ulteriore passo avanti, usando l’albedo di superficie, o riflettività del pianeta in esame, per cercare di scoprirne la composizione.

Lo studio pubblicato su Nature dimostra che LHS 3844b è un pianeta “piuttosto oscuro”, forse ricoperto di basalto, una roccia nera di origine vulcanica, un po’ come i mari della nostra Luna, formati dopo intense attività vulcaniche. L’esopianeta potrebbe quindi essere molto simile a Mercurio o alla Luna.

Lo studio su LHS 3844b ha rivelato che il pianeta ruota attorno alla sua stella nello stesso modo in cui la nostra Luna ruota attorno alla Terra, mostrando cioè sempre la stessa faccia verso di noi. Da ciò si evince che il lato del pianeta extrasolare rivolto verso la sua stella raggiunge temperature incredibilmente alte pari a circa 770 gradi Celsius mentre l’altro lato si trova a temperature di quasi mille gradi in meno, cioè temperature bassissime.

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Grazie a tutto quel calore, il pianeta irradia grandi quantità di radiazione infrarossa che Irac è stata in grado di misurare. Questa è la prima volta che i dati di Irac sono stati in grado di svelare informazioni sull’atmosfera di un esopianeta di dimensioni terrestri orbitante attorno a una stella nana di tipo M.

Un pianeta del genere in possesso di un’atmosfera in grado di sostenere la vita potrebbe, grazie alla circolazione e allo scambio di calore con la faccia più fredda, mantenere un clima temperato?

Misurandone la differenza di temperatura tra i lati caldo e freddo, il team ha concluso che tra i due lati del pianeta il trasferimento di calore è trascurabile. Se fosse presente un’atmosfera, l’aria calda sul lato in cui è giorno si espanderebbe, generando venti che trasferirebbero calore in tutto il pianeta. Quindi gli astronomi che hanno svolto lo studio hanno concluso che pianeti caldi e rocciosi come LHS 3844b non possono sostenere un’atmosfera e di conseguenza rimangono mondi sterili, privi di vita.

Le osservazioni di Irac escludono un’atmosfera con una pressione superiore a 10 volte quella della Terra che è pari a 1 bar, a livello del mare. Anche un’atmosfera con una pressione più bassa, tra 1 e 10 bar, è quasi del tutto da non prendere in considerazione, perché occorrerebbero proprietà stellari e criteri specifici poco probabili.

A supportare il fatto che il pianeta debba essere privo di un involucro atmosferico è la distanza dal proprio sole, un esopianeta situato cosi in prossimità della sua stella, anche avessero posseduto in origine una sottile atmosfera, essa verrebbe eliminata dal vento solare e dalle radiazioni certamente intense.

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Per sostenere la vita come la conosciamo, devi avere acqua liquida“, ha spiegato Abraham Loeb, astronomo del Center for Astrophysics dell’Università di Harvard e della Smithsonian Institution che ha lavorato allo studio . “Per avere acqua liquida, hai bisogno di un’atmosfera“.

Questa è una pessima notizia per gli scienziati che hanno incentrato la ricerca della vita aliena su quel tipo di esopianeti, ma a lungo termine lo studio potrebbe essere d’aiuto per restringere la ricerca.

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Questa scoperta può fornire agli scienziati una migliore comprensione di ciò che non rientra nella zona abitabile, che è la gamma di distanze da cui un esopianeta può orbitare attorno alla sua stella e comunque potenzialmente sostenere la vita. “La scoperta della mancanza di atmosfera su LHS 3844b non rende meno probabile che tali pianeti nella zona abitabile avrebbero un’atmosfera“, ha detto Tiffany Jansen, un astronomo della Columbia University che non ha contribuito al nuovo studio.

«Abbiamo molte teorie sul modo in cui le atmosfere planetarie possono essere presenti in pianeti orbitanti attorno a stelle nane di tipo M, ma non siamo mai stati in grado di studiarle empiricamente», afferma Laura Kreidberg, prima autrice dello studio. «Ora, con LHS 3844b, abbiamo un pianeta terrestre al di fuori del nostro Sistema solare dove per la prima volta possiamo determinare, da un punto di vista osservativo, che non è presente un’atmosfera».

Rispetto alle stelle simili al Sole, le nane M emettono livelli relativamente alti di luce ultravioletta, che è dannosa per la vita e può spazzare via l’atmosfera di un pianeta. Sono stelle particolarmente attive nelle loro prime fasi di vita, perciò possono manifestare numerosi flares, esplosioni di radiazioni e particelle capaci di annientare le atmosfere dei pianeti circostanti.

«Spero ancora che altri pianeti intorno a stelle nane M possano mantenere la loro atmosfera», ha detto la Kreidberg. «I pianeti terrestri nel nostro Sistema solare sono enormemente diversi e mi aspetto che ciò possa essere vero anche per altri esopianeti».

Fonti: Futurism.com; Media Inaf