Alla ricerca di una nuova Terra (Parte 3)

Alla ricerca di una nuova Terra (Parte 3)

Bentornati!

Nella scorsa puntata abbiamo visto la storia della ricerca dei pianeti extrasolari e lo stato attuale della ricerca. In questa terza e ultima parte invece tratteremo della più grande domanda che tormenta l’umanità fin dalla notte dei tempi. Siamo soli nell’Universo?

Le condizioni di abitabilità planetaria

La ricerca di pianeti abitabili è attualmente fortemente limitata dal fatto che siamo… unici! Scherzi a parte, noi disponiamo attualmente solo di un esempio di vita e quindi tutte le nostre congetture sull’abitabilità dei pianeti sono state fatte secondo la nostra idea di cos’è la vita e su come essa si evolve. Il numero di dati in nostro possesso è aumentato con l’esplorazione fatta per mezzo di sonde automatiche del Sistema Solare e, dal 1995, con la scoperta dei pianeti extrasolari. Come vedremo di seguito, le condizioni che secondo gli scienziati sono necessarie ad un pianeta per sostenere la vita sono diverse e non ancora del tutto certe.

La zona abitabile

Alla ricerca di una nuova Terra (Parte 3)

La zona abitabile dipende dalla distanza dalla stella. Più la stella è calda e più la zona abitabile è distante, viceversa più la stella è fredda e più la zona abitabile è vicina.

Come vedremo tra poco, l’acqua è ritenuta l’elemento essenziale per lo sviluppo della vita, il solvente ideale che permette il verificarsi di reazioni chimiche e processi biologici complessi. Affinchè l’acqua sia liquida, però, è necessario che il pianeta si trovi alla giusta distanza nel sole, all’interno di una fascia denominata zona abitabile. Come si può vedere dalla foto, la posizione di tale fascia dipende dalla temperatura della stella. Tuttavia questa è una congettura che trascura diversi fenomeni, come per esempio l’effetto serra: Venere, infatti, si trova ai limiti della zona abitabile del Sistema Solare tuttavia, a causa del potente effetto serra presente sul pianeta, l’acqua liquida è inesistente. Quest’ultima invece potrebbe esistere anche al di fuori della zona abitabile, come sembra nel caso di Europa. Gli scienziati ritengono infatti, dai dati in loro possesso, che sotto la crosta ghiacciata del satellite gioviano sia presente un oceano di acqua liquida, mantenuta alla temperatura giusta dalle forze mareali indotte dall’attrazione gravitazionale di Giove.

Metallicità della stella

Le stelle di seconda generazione (non lasciamoci ingannare dal nome… sono le più antiche!) contengono idrogeno, elio e pochi elementi pesanti. Si dice che hanno una bassa metallicità. Le stelle più giovani invece, quelle di prima generazione, contengono percentuali maggiori di elementi pesanti e sono caratterizzate quindi da una alta metallicità. Ma cos’è questa grandezza? Essa è definita come la percentuale di elementi pesanti presenti nel disco protoplanetario. Stelle con bassa metallicità generalmente sono circondate da pianeti piccoli, quindi potenzialmente inadatti per ospitare la vita. Le stelle con una metallicità più alta invece hanno una probabilità maggiore di avere pianeti rocciosi più grandi, contenenti una varietà maggiore di elementi. Sembra quindi che se vogliamo trovare la vita, la dobbiamo cercare tra le stelle più giovani, quelle che si sono formate da materiale generato e espulso da stelle più vecchie.

Posizione all’interno della Galassia

Il nostro Sistema Solare si trova in una zona molto fortunata della Via Lattea. Non ci troviamo in un ammasso globulare, siamo lontani da buchi neri, sorgenti di raggi gamma e infine siamo lontani da sistemi solari che con la loro influenza gravitazione potrebbero perturbare le orbite dei pianeti del nostro. Sembra quindi che una condizione importante per favorire lo sviluppo della vita sia che il pianeta debba trovarsi in un angolo tranquillo del Cosmo per un periodo sufficientemente lungo.

Massa del pianeta

La massa di un pianeta è, come già detto, correlata alla metallicità della stella. Un pianeta piccolo è inadatto ad ospitare la vita per diversi motivi. Innanzitutto, essendo dotato di una piccola massa (piccola per un pianeta, ovvio!), esso genera una forza di gravità insufficiente a mantenere un’atmosfera stabile o comunque spessa, causando quindi la dispersione nello spazio degli elementi volatili. Un atmosfera poco spessa non contiene abbastanza materia primi per i processi biochimici iniziali e non conserva abbastanza il calore prodotto dal pianeta. Inoltre, una delle condizioni essenziali per la vita è la presenza di un campo magnetico, che possa schermare le delicate molecole biologiche dalle radiazioni emesse dalla stella. Un pianeta poco massivo molto probabilmente non contiene il ferro necessario a generare un campo magnetico efficace.

Chimica

Attualmente conosciamo solo un tipo di vita, quella basata sul carbonio. Questo elemento è molto reattivo, può formare molecole di elevata complessità e si lega molto bene ad altri elementi fondamentali per la vita come azoto, ossigeno, idrogeno. Il solvente ideale in questa situazione è l’acqua, motivo per il quale gli astronomi cercano la presenza di acqua liquida sui pianeti. Tuttavia sono state ipotizzate altre forme di vita, come quelle basate sul silicio (meno reattivo del carbonio, ma in grado comunque di formare molecole complesse) e basate su solventi diversi dall’acqua. La scoperta di molecole organiche complesse come gli amminoacidi nei nuclei delle comete rafforza però la convinzione che la vita più probabile sia quella a base carbonio.

Presenza di giganti gassosi

Ormai è noto che la presenza di Giove ha avuto effetti benefici per lo sviluppo della vita sulla Terra. Ai primordi del Sistema Solare, infatti, ha stabilizzato le orbite dei pianeti più interni e scagliato verso la Terra le comete, le quali molto probabilmente portarono acqua e molecole organiche. Attualmente Giove ha una funzione completamente opposta. Esso infatti agisce da “spazzino”, attirando su di sé gli asteroidi e le comete impedendo che tali oggetti si schiantino sulla superficie del nostro pianeta. Per questi motivi, gli astronomi stanno considerando tra i potenziali sistemi solari candidati per ospitare la vita, anche quelli che oltre ai pianeti rocciosi possiedono anche giganti gassosi alla giusta distanza dalla stella.

I pianeti extrasolari candidati a ospitare la vita

A che punto è la ricerca di pianeti simili alla Terra? Gli strumenti in nostro possesso aumentano sempre di più in termini di precisione, permettendoci di effettuare misure impensabili solo dieci anni fa. Tuttavia le enormi distanze in gioco rendono ancora estremamente complicato verificare le varie caratteristiche di abitabilità dei pianeti sotto esame. Su alcuni di essi (pochissimi), tramite la spettroscopia, è stata individuata l’acqua (non si sa se dispersa nell’atmosfera o liquida a formare oceani). Ciò che possiamo verificare con relativa certezza è la distanza dalla stella del pianeta e di conseguenza la sua posizione nella zona abitabile della stella. Attualmente tre pianeti hanno catturato l’interesse degli astronomi più di altri: Kepler-186 fKepler-438 b e Kepler-452 b.

Alla ricerca di una nuova Terra (Parte 3)

Confronto tra la Terra, Kepler-186 f e Kepler-452 b.

Il primo è il pianeta con il raggio più simile a quella della Terra, e orbita intorno ad una nana rossa distante da noi circa 500 anni luce. Il periodo di rivoluzione è di circa 130 giorni e la distanza dalla stella simile a quella che c’è tra Sole e Mercurio, tuttavia a causa della più bassa luminosità della stella esso si colloca nella parte esterna della zona abitabile.

Il secondo è un pianeta avente un raggio 1,12 volte maggiore di quello della Terra. I suoi parametri orbitali non suggerirebbero che sia abitabile, avendo infatti un periodo di rivoluzione di appena 35 giorni e una distanza media dalla sua stella di 0,16 UA. Tuttavia, come nel caso precedente, anche Kepler-438 è una nana rossa e quindi la zona abitabile è molto vicina alla stella.

Il terzo pianeta è il primo pianeta di dimensioni simili alla Terra ad orbitare intorno ad una stella di classe spettrale G, la stessa del Sole, nella costellazione del Cigno, a 1.400 anni luce da noi. Il periodo di rivoluzione è di 385 giorni e la massa cinque volte superiore a quella del nostro pianeta. Tutte queste caratteristiche hanno portato gli scienziati a definirlo il pianeta probabilmente più simile alla Terra scoperto finora.

Conclusione

Sono sufficienti le caratteristiche di abitabilità a stabilire se un pianeta contiene la vita? Sicuramente no. Esse sono solo indizi, indici di probabilità, non una certezza. Allo stato attuale della tecnologia e della scienza, l’unico modo in cui potremmo essere sicuri che esistono altre forme di vita sarebbe… incontrarle! O perlomeno ricevere un segnale di qualche tipo da loro. Tuttavia il progresso scientifico fatto negli ultimi vent’anni ha cambiato radicalmente la nostra visione dell’Universo e del nostro posto all’interno di esso. Nuovi pianeti vengono scoperti ogni giorno, nuovi telescopi vengono progettati, costruiti, messi in funzione, nuovi modelli e nuove teorie vengono alla luce. Io credo che la mia generazione abbia buone possibilità di scoprire la risposta a questa domanda: siamo soli nell’Universo?

Con questo articolo si conclude la mini-serie sulla ricerca dei pianeti extrasolari e sulla loro abitabilità. Sperando che abbiate apprezzato questi articoli, vi auguro un buon proseguimento!

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