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Nascita ed epilogo delle atmosfere esoplanetarie

Mondi distanti e profondamente differenti dal nostro, soprattutto per quanto riguarda la presenza di un’atmosfera e la sua tipologia: è proprio su questa caratteristica che si centra un nuovo studio, dedicato agli esopianeti e appena pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences. L’indagine, curata da due ricercatori dell’Università di Chicago, è stata illustrata nell’articolo “Exoplanet secondary atmosphere loss and revival” e si basa su modelli informatici. Il presupposto da cui gli autori sono partiti è il fatto che la maggior parte degli esopianeti presa in considerazione per lo studio non solo non ha un’atmosfera simile a quella della Terra, ma si presenta avvolta in spesse coltri di idrogeno.

Quindi, il gruppo di lavoro ha cercato di capire come le atmosfere esoplanetarie possano formarsi ed evolversi e se vi sia la probabilità che alcuni mondi lontani possano sviluppare un involucro gassoso analogo a quello che protegge il nostro pianeta, anche nella prospettiva di individuare corpi celesti potenzialmente abitabili. In particolare, gli studiosi si sono centrati sui pianeti rocciosi: quando si formano, molti di essi presentano atmosfere ricche di idrogeno ma il loro percorso evolutivo non è ancora chiaro. Per cercare di capire se l’atmosfera iniziale viene mantenuta, evolve in un’altra tipologia o viene persa del tutto, i due ricercatori hanno effettuato numerose simulazioni, variando gli scenari: ad esempio, hanno provato a vedere cosa succede all’atmosfera se cambia la luminosità della stella ospite, incidendo sia sulla quantità di radiazioni emesse sia su un eventuale raffreddamento del pianeta, e se si sviluppano fenomeni vulcanici.

I risultati di alcune simulazioni suggeriscono che se un pianeta inizia la sua vita con un’atmosfera ricca di idrogeno, ci saranno poche probabilità che essa possa evolversi in una tipologia di tipo terrestre, mentre l’esito più comune è la sua perdita e la trasformazione del corpo celeste in uno spoglio nucleo roccioso. In altri modelli, invece, pianeti di poco più grandi della Terra possono acquisire e mantenere un’atmosfera simile alla nostra se si verificano fenomeni vulcanici che la arricchiscono di gas. Gli studiosi ritengono che la loro ricerca possa essere utile per la ‘caccia’ ai mondi situati nella fascia abitabile, dato che stabilisce una serie di linee guida: se si vogliono individuare esopianeti temperati con atmosfere terrestri – sostengono – bisogna puntarsi verso corpi celesti che si sono formati senza involucri gassosi saturi di idrogeno, orbitano stelle tranquille o sono particolarmente ampi.

Nell’immagine in basso, un grafico dell’evoluzione delle atmosfere secondo le simulazioni effettuate per lo studio (Crediti: Edwin S. Kite e Megan Barnett, Università di Chicago). 

 

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