In questo artista, il concetto, la luna Ganimede orbita intorno al pianeta gigante Giove. Un oceano salino sotto la crosta ghiacciata della luna spiega meglio lo spostamento nelle cinture aurorali misurate dal telescopio Hubble. Gli astronomi si sono a lungo chiesti se le lune ghiacciate di Giove sarebbero abitabili se le radiazioni del sole aumentassero., (Immagine di credito: NASA / ESA)
In Il piccolo principe, la novella classica di Antoine de Saint-Exupéry, il principe titolare vive su un asteroide di dimensioni casa così piccolo che può guardare il tramonto in qualsiasi momento della giornata spostando la sua sedia a pochi passi.
Naturalmente, nella vita reale, gli oggetti celesti così piccoli non possono sostenere la vita perché non hanno abbastanza gravità per mantenere un’atmosfera. Ma quanto piccolo è troppo piccolo per l’abitabilità?,
In un recente articolo, i ricercatori dell’Università di Harvard hanno descritto un nuovo limite di dimensioni inferiori per i pianeti per mantenere l’acqua liquida superficiale per lunghi periodi di tempo, estendendo la cosiddetta zona abitabile o “Riccioli d’oro’ per piccoli pianeti a bassa gravità. Questa ricerca espande l’area di ricerca della vita nell’universo e fa luce sull’importante processo di evoluzione atmosferica sui piccoli pianeti.
La ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal.,
” Quando le persone pensano ai bordi interni ed esterni della zona abitabile, tendono a pensarci solo spazialmente, il che significa quanto sia vicino il pianeta alla stella”, ha detto Constantin Arnscheidt, A. B. ’18, primo autore del documento. “Ma in realtà, ci sono molte altre variabili di abitabilità, tra cui la massa. L’impostazione di un limite inferiore per l’abitabilità in termini di dimensioni del pianeta ci dà un vincolo importante nella nostra continua caccia agli esopianeti e agli esopianeti abitabili.,”
Generalmente, i pianeti sono considerati abitabili se riescono a mantenere l’acqua liquida superficiale abbastanza a lungo da consentire l’evoluzione della vita, conservativamente circa un miliardo di anni. Gli astronomi cercano questi pianeti abitabili entro distanze specifiche di alcuni tipi di stelle-stelle che sono più piccole, più fredde e di massa inferiore al nostro Sole hanno una zona abitabile molto più vicina di stelle più grandi e più calde.
Il bordo interno della zona abitabile è definito da quanto un pianeta può essere vicino a una stella prima che un effetto serra in fuga porti all’evaporazione di tutte le acque superficiali., Ma, come Arnscheidt e i suoi colleghi hanno dimostrato, questa definizione non vale per i piccoli pianeti a bassa gravità.
L’effetto serra in fuga si verifica quando l’atmosfera assorbe più calore che può irradiare nello spazio, impedendo al pianeta di raffreddarsi e alla fine portando a un riscaldamento inarrestabile fino a quando i suoi oceani non si trasformano in vapore nell’atmosfera.
Tuttavia, qualcosa di importante accade quando i pianeti diminuiscono di dimensioni: mentre si scaldano, le loro atmosfere si espandono verso l’esterno, diventando sempre più grandi rispetto alle dimensioni del pianeta., Queste grandi atmosfere aumentano sia l’assorbimento che la radiazione del calore, consentendo al pianeta di mantenere meglio una temperatura stabile. I ricercatori hanno scoperto che l’espansione atmosferica impedisce ai pianeti a bassa gravità di sperimentare un effetto serra in fuga, consentendo loro di mantenere l’acqua liquida superficiale mentre orbitano in prossimità delle loro stelle.
Quando i pianeti diventano troppo piccoli, tuttavia, perdono del tutto le loro atmosfere e l’acqua superficiale liquida si congela o vaporizza., I ricercatori hanno dimostrato che esiste una dimensione critica al di sotto della quale un pianeta non può mai essere abitabile, il che significa che la zona abitabile è limitata non solo nello spazio, ma anche nella dimensione del pianeta.
Questa illustrazione mostra il limite inferiore per l’abitabilità in termini di massa del pianeta. Se un oggetto è più piccolo del 2,7 per cento della massa della Terra, la sua atmosfera sfuggirà prima che abbia mai la possibilità di sviluppare acqua liquida superficiale (Illustrazione per gentile concessione di Harvard SEAS).,
Scarica immagine
I ricercatori hanno scoperto che la dimensione critica è di circa il 2,7 per cento della massa della Terra. Se un oggetto è più piccolo del 2,7 per cento della massa della Terra, la sua atmosfera sfuggirà prima che abbia mai la possibilità di sviluppare acqua liquida superficiale, simile a ciò che accade alle comete nel Sistema solare oggi. Per metterlo in un contesto, la Luna è l ‘ 1,2% della massa terrestre e Mercurio è il 5,53%.
I ricercatori sono stati anche in grado di stimare le zone abitabili di questi piccoli pianeti attorno a determinate stelle., Due scenari sono stati modellati per due diversi tipi di stelle: una stella di tipo G come il nostro Sole e una stella di tipo M modellata su una nana rossa nella costellazione del Leone.
I ricercatori hanno risolto un altro mistero di lunga data nel nostro sistema solare. Gli astronomi si sono a lungo chiesti se le lune ghiacciate di Giove Europa, Ganimede e Callisto sarebbero abitabili se le radiazioni del sole aumentassero. Sulla base di questa ricerca, queste lune sono troppo piccole per mantenere l’acqua liquida superficiale, anche se erano più vicine al Sole.,
“I mondi acquatici a bassa massa sono una possibilità affascinante nella ricerca della vita, e questo articolo mostra quanto sia diverso il loro comportamento rispetto a quello dei pianeti simili alla Terra”, ha detto Robin Wordsworth, professore associato di scienze ambientali e ingegneria presso SEAS e autore senior dello studio. “Una volta che le osservazioni per questa classe di oggetti diventano possibili, sarà eccitante provare a testare direttamente queste previsioni.”
Questo articolo è stato co-autore di Feng Ding, un post-dottorato presso la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.,
