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Vita extraterrestre: guida all’uso dei modelli climatici terrestri

La caccia alla vita su mondi lontani continua ad essere un obiettivo chiave per la comunità scientifica.

All’interno di uno degli edifici del Goddard Space Flight Center della Nasa migliaia di computer automatizzati lavorano giorno e notte, producendo quadrilioni di calcoli al secondo. Queste macchine sono i supercomputer Discover e il loro compito è quello di eseguire sofisticati modelli climatici per prevedere l’evoluzione del clima terrestre.

Di recente, gli scienziati hanno sfruttato le potenzialità di questi supercomputer per analizzare qualcosa di molto più distante da noi: i 4.000 pianeti scoperti negli ultimi due decenni oltre il nostro Sistema Solare; in particolare gli esopianeti rocciosi, che si pensa possano avere acqua liquida sulla superficie. Scopo di questa nuova indagine è scoprire, attraverso nuovi modelli climatici terrestri, se la vita potrebbe svilupparsi in mondi lontani. I dati prodotti dai Discover hanno rivelato che la vita così come la conosciamo non solo potrebbe esistere, ma potrebbe svilupparsi in condizioni sorprendentemente diverse rispetto a quelle terrestri.

È possibile, dunque, che le nostre nozioni su ciò che renda un pianeta adatto alla vita siano troppo limitanti?

 

Sicuramente la prossima generazione di telescopi ed osservatori spaziali ci fornirà risposte più chiare, poiché questi strumenti saranno in grado di analizzare per la prima volta l’atmosfera degli esopianeti.

Con le tecnologie attualmente a disposizione questo tipo di studio resta difficile, così come inviare un veicolo spaziale ad una tale distanza. Anche gli osservatori da Terra non sono sufficientemente avanzati per riuscire ad analizzare l’atmosfera di questi mondi lontani, troppo piccoli ed avvolti dalla luce delle loro stelle per essere osservati con maggior dettaglio.

Questa realtà rende i modelli climatici fondamentali per l’esplorazione, poiché essi sono in grado di effettuare previsioni specifiche e verificabili.

I pianeti rocciosi più simili alla Terra osservati finora sono stati scovati attorno a nane rosse, una tipologia di stelle predominante nella nostra galassia. Poiché queste stelle sono più piccole e meno luminose del Sole  rilevare il transito del pianeta attorno ad esse è più facile rispetto ad altri mondi.

Le nane rosse possono emettere radiazioni ultraviolette e raggi x fino a 500 volte in più rispetto al Sole. Questo dato ci porta a pensare che un tale ambiente influenzi drasticamente il clima di un pianeta roccioso rendendo difficile la comparsa e la sopravvivenza della vita.

Eppure, nuovi modelli climatici terrestri creati dai supercomputer Discover dimostrano che gli esopianeti rocciosi attorno alle nane rosse potrebbero essere abitabili nonostante l’alta dose di radiazioni.

I sistemi planetari potenzialmente abitabili di maggior rilievo per la comunità scientifica – scovati attorno a nane rosse – sono principalmente Proxima b, del sistema Proxima Centuri, e alcuni dei sette pianeti del sistema Trappist-1. Il team di scienziati Nasa ha iniziato l’indagine simulando le possibili condizioni climatiche su Proxima b tali da renderlo adatto alla vita.

 

Dai dati ottenuti finora sull’esopianeta gli scienziati sanno che esso orbita attorno Proxima Centauri in un sistema di tre stelle situato a 4,2 anni luce dal Sole ed ha una massa leggermente più grande di quella terrestre.

L’esomondo, inoltre, è 20 volte più vicino alla sua stella rispetto alla distanza Terra-Sole, pertanto impiega solo 11 giorni per compiere un’orbita. Questa disposizione renderebbe Proxima b bloccato gravitazionalmente, in rotazione sincrona, con un emisfero sempre illuminato ed esposto quindi all’intensa radiazione, e l’altro perennemente al buio, esposto alle rigide temperature dello spazio. Tutto ciò non consentirebbe condizioni ottimali per lo sviluppo della vita.

Le nuove simulazioni mostrano però che Proxima b, o qualsiasi altro pianeta con caratteristiche simili, potrebbe essere comunque abitabile.  In che modo? A giocare un ruolo cruciale sarebbero le nuvole e gli oceani.

Il nuovo studio ha aggiornato un modello climatico terrestre sviluppato negli anni ’70 – in grado di calcolare i dettagli dell’orbita di qualsiasi pianeta – sviluppando un simulatore planetario chiamato Rocke-3d, per poter studiare anche i pianeti ‘bloccati’ gravitazionalmente. In questo modo il team di scienziati ha potuto simulare la temperatura, la durata del giorno e della notte e la salinità degli oceani per capire come questi dati influenzino il clima del pianeta.

Modelli come Rocke-3d possono produrre informazioni importanti partendo da pochi dati: dimensioni, massa e distanza dalla stella. Questi dettagli, seppur scarsi, attraverso le analisi dei supercomputer Discover possono diventare informazioni necessarie per costruire modelli climatici più sofisticati.

Le simulazioni su Proxima b sono state condotte nello stesso modo in cui vengono applicati i modelli climatici terrestri per studiare il modo in cui le nuvole e gli oceani si muovono e si ‘influenzano’ tra loro e come le radiazioni interagiscono con l’atmosfera e la superficie del pianeta.

I risultati rivelano che le possibili nuvole presenti sul pianeta potrebbero fare da ‘scudo’ alle radiazioni, mitigando le temperature sul lato esposto alla stella. L’atmosfera e la circolazione oceanica, inoltre, potrebbero spostare aria calda ed acqua in tutto il pianeta, trasportando così calore sul lato freddo.

Indagini come questa pongono nuove basi sull’abitabilità planetaria, fornendo agli scienziati nuovi strumenti per la caccia alla vita su mondi lontani.

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