23 Ott 2017 “Serre Umide” per Mondi Abitabili
Un nuovo studio della NASA contribuisce a definire come individuare pianeti al di là del Sistema Solare che potrebbero supportare la vita. “Utilizzando un modello che simula in modo più realisrico le condizioni atmosferiche, abbiamo scoperto un nuovo processo che regola l’abitabilità degli esopianeti e che ci aiuterà nell’identificazione di possibili candidati per studi futuri”, ha detto Yuka Fujii del Goddard Institute for Space Studies (GISS) della NASA e del Tokyo Institute of Technology, a guida dello studio pubblicato su The Astrophysical Journal.
Modelli precedenti avevano simulato le condizioni atmosferiche lungo una dimensione, quella verticale. La nuova ricerca invece, come altri recenti studi, ha utilizzato un modello che calcola le condizioni in tre dimensioni, il che ha permesso al team di simulare la circolazione dell’atmosfera e le sue particolari caratteristiche in una maniera più precisa, impossibile da realizzare con modelli unidimensionali.
L’acqua liquida è necessaria alla vita che conosciamo, quindi la superficie di un mondo alieno è considerata potenzialmente abitabile se la sua temperatura fa sì che l’acqua liquida possa essere presente per un tempo sufficiente (anche miliardi di anni) allo sviluppo della vita. Se l’esopianeta è troppo lontano dalla sua stella sarà troppo freddo e gli oceani ghiacceranno. Se invece è troppo vicino, la luce della stella sarà troppo intensa e gli oceani alla fine evaporeranno e andranno perduti nello spazio.
Questo avviene quando il vapor d’acqua sale nella stratosfera e viene spezzato nei suoi componenti elementari (idrogeno e ossigeno) dalla luce ultravioletta della stella. Gli atomi di idrogeno estremamente leggeri possono sfuggire nello spazio. Si dice che i pianeti im questa fase sono entrati in uno stato di “serra umida”, per via delle loro stratosfere umide. Secondo modelli realizzati in precedenza perché il vapor d’acqua salga alla stratosfera le temperature superficiali devono rimanere per lungo tempo più elevate di quelle sperimentate sulla Terra (ad oltre 66 gradi Celsius). Queste temperature cocenti alimenterebbero intense tempeste convettive; ma secondo i ricercatori, prendendo in considerazione pianeti in lenta rotazione, queste tempeste non sono il meccanismo in base al quale cui l’acqua raggiunge la stratosfera.
“Abbiamo scoperto che la radiazione emessa da una stella e l’effetto che ha sulla circolazione atmosferica di un esopianeta hanno un ruolo importante nel creare lo stato di serra umida”, ha detto Fujii. Per esopianeti in orbita ravvicinata e in lenta rotazione, che rivolgono sempre un lato verso la loro stella, può accadere che si formino spesse nubi sul lato diurno del pianeta e che agiscano come una sorta di ombrello per schermare la superficie da gran parte della luce stellare. Anche se queste nubi mantengono il pianeta freddo e impediscono al vapor d’acqua di risalire, il team ha scoperto che la quantità di radiazione infrarossa della stella potrebbe fornire il calore necessario a far sì che il pianeta entri in uno stato di serra umida. L’acqua sotto forma di vapore nell’aria e gocce d’acqua o cristalli di ghiaccio nelle nubi assorbono fortemente la luce infrarossa, riscaldando l’aria. Man mano che l’aria si riscalda sale, portando l’acqua nella stratosfera dove crea la serra umida.
Questo processo è rilevante in special modo per pianeti in orbita attorno a stelle di piccola massa, più fredde e più deboli del Sole. Per poter essere abitabili simili pianeti devono essere più vicini alle loro stelle di quanto lo sia la Terra al Sole. I mondi alieni, essendo così vicini, sperimentano la forte azione gravitazionale della stella, e quindi ruotano lentamente. Il nuovo modello ha dimostrato, che dal momento che queste stelle emettono gran parte della loro luce nel vicino infrarosso, uno stato di serra umida si verificherà anche in condizioni paragonabili o più calde rispetto a quelle dei tropici terrestri, senza che le temperature superficiali sul pianeta siano cocenti. Inoltre il processo porterebbe ad un aumento graduale dell’umidità nella stratosfera. Quindi è possibile, al contrario di quanto ipotizzato in precedenza, che un esopianeta vicino alla sua stella rimanga abitabile. Si tratta di una considerazione importante, dal momento che le stelle di piccola massa sono le più comuni nella galassia. Secondo i ricercatori il nuovo studio aiuterà gli astronomi a individuare i candidati più promettenti nella ricerca di esopianeti che potrebbero supportare la vita.
[ Barbara Bubbi ]
https://phys.org/news/2017-10-nasa-habitable-worlds.html
Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center
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