La notizia è ormai giunta praticamente a tutti: è stato scoperto un sistema planetario extrasolare composto da sette pianeti rocciosi di dimensioni simili a quelle terrestri. Per i pochi che non ne sanno niente, ne scriviamo qui.

A qualche giorno di distanza dall’annuncio della NASA abbiamo raccolto i dubbi e le precisazioni che crediamo possano aiutare ad approfondire la scoperta, cercando di dare una risposta alle molte domande pervenute. Non esitate a porne di nuove: i nostri esperti sono all’opera per voi.

Gli esopianeti del sistema TRAPPIST-1 non sono i primi pianeti terrestri con caratteristiche simili a quelle della Terra. Qual è la novità di questa scoperta rispetto alle precedenti, ad esempio quella di Kepler 452-b?

Sicuramente il fatto che per la prima volta è stato possibile trovare ben tre pianeti terrestri nella “zona abitabile” di una stella diversa dal Sole, oltre al fatto che, sempre per la prima volta, è stata stimata sia la massa che il raggio. Inoltre, astronomicamente parlando, è un sistema planetario vicino. Anche se, in realtà, l’abitabilità dei sistemi planetari intorno a stelle nane rosse come TRAPPIST-1 è molto dibattuta tra gli addetti ai lavori, perché ci sono alcuni fattori che renderebbero difficile la vita anche sui pianeti nella sua “zona abitabile”.

Cioè?

Uso le virgolette proprio perché questa terminologia può risultare un poco fuorviante: pensate infatti a Terra, Venere e Marte, tutti e tre pianeti nella zona di abitabilità della loro stella, ma come sappiamo solo sulla Terra si è sviluppata per certo la vita ed è tuttora un pianeta “abitabile”.

Chiaro, essere in zona di abitabilità non vuol dire che necessariamente ci siano le condizioni per lo sviluppo della vita. Ma se dovessimo scommetterci un caffè, questi nuovi esopianeti hanno maggiori probabilità di ospitare forme di vita?

Il discorso è abbastanza complesso. Anzitutto un pianeta sarà “abitabile” o no in dipendenza dalla sua atmosfera, che deve poter generare l’effetto serra sulla superficie del pianeta stesso e quindi dall’entità dell’effetto serra prodotto (Venere docet).

Per anni si è dubitato che i pianeti intorno alle nane rosse potessero essere abitabili, perché si tratta di stelle fredde, che emettono una radiazione “debole”, per cui la “zona abitabile” si trova molto vicino alla stella. Essere così vicini alla stella implica che per interazioni mareali questi pianeti abbiano un’orbita sincrona, ovvero mostrano alla stella sempre la stessa faccia, come accade alla Luna con la Terra.

E in questo caso la vita è possibile?

Con una faccia perennemente illuminata e l’altra perennemente nell’oscurità, l’atmosfera planetaria deve essere in grado di far circolare abbastanza calore tra la zona illuminata e quella in ombra per far sì che sul pianeta ci sia un clima accettabile per lo sviluppo della vita.

Perché ciò accada è necessario che l’atmosfera sia spessa, ma non troppo, perchè in tal caso non farebbe passare la radiazione, impedendo per esempio la fotosintesi. Purtroppo non abbiamo osservazioni dirette delle atmosfere di questi pianeti, quindi per ora possiamo affidarci a modelli matematici. Quelli più recenti prevedono che sia sufficiente un’atmosfera del 10% più spessa di quella terrestre, purché abbia una composizione adatta al mantenimento di una buona circolazione di calore tra le due facce (ovvero con presenza di gas serra come anidride carbonica). Si pensa che un’atmosfera del genere possa permettere la fotosintesi.

Quindi c’è una speranza.

Qui sorge un altro problema: la radiazione emessa da una nana rossa non solo è meno intensa di quella che riceviamo dal Sole, ma si concentra prevalentemente nella banda infrarossa dello spettro elettromagnetico, i cui fotoni sono meno energetici di quelli visibili che le piante terrestri usano per la fotosintesi. È stato proposto però che la fotosintesi sia teoricamente possibile anche con i fotoni infrarossi: ricordo di aver letto un articolo di astrobiologia che speculava sui possibili colori delle piante su pianeti intorno ad altre stelle, in quanto avranno sviluppato meccanismi diversi dalle piante sulla Terra proprio per adattarsi allo spettro di radiazione emesso dalla stella e per le nane rosse veniva ipotizzato che le piante sarebbero nere, in modo da assorbire più fotoni possibili.

Si è parlato di radiazioni X e Gamma troppo elevate.

Già. Nella prima fase della loro vita (solo i primi 1,2 miliardi di anni) queste stelle mostrano dei brillamenti molto più intensi di quelli solari. Modelli recenti, anche nel caso di un pianeta dotato del campo magnetico massimo che può essere generato dal meccanismo di dinamo, mostrano che il campo magnetico planetario non schermerebbe a sufficienza l’atmosfera dall’arrivo di queste particelle energetiche e gran parte dell’atmosfera verrebbe erosa, lasciando il pianeta “nudo”. C’è chi ha suggerito quindi che la vita potrebbe svilupparsi su un pianeta nato lontano dalla stella in modo da non essere in orbita sincrona, e poi migrato nella “zona abitabile” dopo la fase iniziale turbolenta della vita della nana rossa. Oppure anche chi ha ipotizzato che la vita potrebbe sopravvivere ai brillamenti rimanendo sott’acqua e poi migrare sulla superficie dopo che la stella è entrata in quiescenza, posto che rimanga uno strato sufficiente di atmosfera e che non sia stata completamente erosa dall’attività di brillamenti. Una volta entrata nella fase di quiescenza una nana rossa emette, tra l’altro, bassissima radiazione nell’ultravioletto, per cui non sarebbe neanche necessario che ci sia uno strato di ozono per proteggere la vita sulla superficie.

Insomma, è un argomento molto sfaccettato!

 

Bibliografia:

http://crack.seismo.unr.edu/ftp/ftp/pub/gillett/joshi.pdf

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2041-8205/796/2/L22/pdf;jsessionid=6FAC33A20CC2B66197149159F039E469.c4.iopscience.cld.iop.org

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2041-8205/771/2/L45/meta;jsessionid=BCFDCE5C69DFF4E9D229A53BD3C240D0.c3.iopscience.cld.iop.org

http://www.as.utexas.edu/astronomy/education/spring02/scalo/heath.pdf

http://online.liebertpub.com/doi/pdf/10.1089/ast.2006.0108 e la sua controparte divulgativa: https://www.ebscohost.com/uploads/imported/thisTopic-dbTopic-1033.pdf

https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/9040D541519B730837D21796C455204A/S174392131400221Xa.pdf/on-the-effects-of-stellar-winds-on-exoplanetary-magnetospheres.pdf

http://www.almaobservatory.org/images/newsreleases/151119-the-first-millimeter-detection-of-a-non-accreting-ultracool-dwarfpaper.pdf

https://academic.oup.com/mnrasl/article-abstract/465/1/L74/2562607/Strong-XUV-irradiation-of-the-Earth-sized?redirectedFrom=fulltext

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