Sono Possibili Pianeti Abitabili Intorno a Nane Brune ?


Illustrazione artistica del pianeta Gliese 867b. Credit: NASA/G. Bacon (STScI)

I pianeti sono comuni intorno alle nane brune ?Beh, non siamo in grado di rispondere a questa domanda ora come ora, tuttavia è una domanda molto intrigante perché alcuni modelli suggeriscono che il numero di nane brune la fuori è paragonabile a quello delle stelle a massa bassa(meno massicce del nostro Sole). Questo significherebbe che questi oggetti(stelle "mancate" la cui massa è sotto il limite necessario per sostenere la fusione dell'idrogeno),potrebbero essere comuni come le nane-M, che sorpassano di gran luna tutti gli altri tipi di stelle nella galassia. Se i pianeti si formano intorno alle nane brune, allora dovremmo aggiungerle come possibili ambienti per la ricerca della vita.

Prima però, parliamo della questione sui pianeti. Possiamo trovare analoghi molto suggestivi alla formazione di pianeti intono alle nane brune, qui nello spazio vicino. La stella Gl 876, alla distanza di 15 anni luce da noi, non è una nana bruna, ma una nana-M che ha soltanto 1.24 % della luminosità del Sole,con la maggior parte della sua energia che viene liberata in lunghezze d'onda nell'infrarosso. Adesso sappiamo che almeno 3 pianeti,due di cui giganti gassosi simili a Giove orbitano questa stella. Tra le nane brune stesse,abbiamo i casi di 2M1207b, MOA-2007-BLG-192Lb e 2MASS J044144. Infatti, il pianeta che orbita la seconda di queste nane brune è tra i più piccoli esopianeti che conosciamo, con soltanto 3.3 masse terrestri.

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Una nana bruna con alcuni pianeti intorno. Concept Artistico

Andrey Andreeschchev e John Scalo( Università del Texas ) annotavano in una ricerca del 2002,che possiamo estrapolare quello che abbiamo qui nel nostro Sistema Solare e, con simulazioni, provarlo intorno ad altre stelle di massa bassa.Queste simulazioni indicano che i pianeti con massa terrestre si possono formare intorno ad oggetti con masse cosi basse come le nane brune, finché c'è materia sufficiente nel disco di accrescimento. Gli autori hanno studiato se o no questi pianeti potrebbero essere abitabili, notando un fattore chiave dell'evoluzione delle nane brune: La nana bruna diventa sempre più pallida man mano che rilascia energia gravitazionale potenziale. Man manco che l'oggetto diventa più fiacco, la sua zona abitabile(entro la quale le condizioni possono essere favorevoli alla presenza di acqua liquida sulla superficie) si sposta.

C'è, quindi, il tempo per la vita di nascere su un pianeta intorno ad una stella la cui zona abitabile si sposta cosi velocemente ? Ecco un interessante commento di un astronomo che ci ha lavorato: " Sarei interessato a studiare alcuni scenari riguardo l'evoluzione su questo tipo di pianeta la cui stella diminuisce di luminosità man mano che invecchia(a differenza di una stella convenzionale la cui luminosità aumenta man mano che invecchia), forse la vita potrebbe iniziare dai strati superiori delle nuvole, su pianeti come Venere, muovendosi verso la superficie man mano che l'atmosfera si raffredda e gli oceani si formano dalla pioggia dell'atmosfera, per finalmente finire in pianeti simili ad Europa ora, dove gli oceani sono sotto lastre di ghiaccio."

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le proporzioni di una nana bruna in confronto ad altre stelle e Giove,con sotto le relative temperature medie in superficie

Sicuramente uno scenario molto interessante per gli scrittori di fantascienza. Andreeshchev e Scalo indicano anche come un pianeta intorno ad una nana bruna si troverebbe entro il raggio di blocco mareale, il che significa che il pianeta darà sempre una sola faccia alla sua stella, anche quando la nana bruna è giovane, ma abbiamo alcuni studi che mostrano che l'atmosfere rimangono attuabili anche in queste condizioni, quindi potrebbe non essere definitivamente proibitivo per la vita. Una domanda più grande sarebbe, per quanto tempo la zona abitabile rimarrebbe abitabile e come, e come si diceva prima, bisogna capire se la vita farebbe in tempo ad adattarsi.
Chiaramente, le epoche evoluzioniste su un pianeta intorno ad una nana bruna sarebbero molto diverse da quelle sulla Terra, ma la ricerca dei due astronomi parla dei durate di abitabilità che sono inferiori a 0.1 miliardi di anni, cosa che presenterebbe delle forti difficoltà per la vita complessa.
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Nella loro ricerca, i due astronomi studiano la durata della residenza in zone abitabili come funzione della distanza del pianeta dalla nana bruna, assumendo un'orbita circolare. Scoprono cosi che molto dipende da come impostiamo i limiti della zona abitabile, ma in generale la durata dell'abitabilità di circa 1 miliardi di anni è possibile su pianeti entro 2-3 raggi di Roche per le nane brune sopra le 0.03 masse solari. Il Limite di Roche definisce quanto vicino un pianeta si può trovare alla sua stella prima di essere fatto a pezzi dalla forza di marea. Una zona abitabile fino a 4 miliardi di anni è possibile solo vicino al limite di Roche, ma potrebbe teoreticamente avvenire anche per nane brune che sono solo 0.04 masse solari.

Infatti, se si spingono questi numeri ai loro limiti, si può estrapolare una zona abitabile che ha una durata di persino 10 miliardi di anni per una nana bruna con una massa di soli 0.07 masse solari, finché si è disposti di spingersi fino al limite limite del Limite di Roche. Gli autori stanno inoltre lavorano comunque con una definizione di zona abitabile che comporta acqua liquida sulla superficie, la classica formulazione di zona abitabile, e non la recente estensione che nei ultimi anni ha subito.

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Altro grafico dove si vede chiaramente lo spostamento della durata nella zona abitabile in base alla posizione rispetto al Limite di Roche

La ricerca da loro presentata è corta ma molto affascinante, ed ecco qualcosa che salta subito all'occhio: "... se lo sviluppo dell'intelligenza è qualcosa che nasce da episodi in collisione, come suggerito da Schwartzman & Middendorf(2000), allora l'evoluzione cognitiva su pianeti intorno alle nane brune, potrebbe avere una componente di continuità decisamente maggiore di quella che si ha sulla Terra."

Ovviamente se ne occuperanno i scrittori di fantascienza delle idee su che tipo di società potrebbero nascere in queste condizioni. In conclusione, si può pensare che se scopriamo che i pianeti intorno alle nane brune sono tutto fuorché rari, e che la vita complessa potrebbe trovare modi per evolversi su questi mondi, allora lo spazio intorno a noi potrebbe essere letteralmente pieno di destinazioni interessantissime dal punto di vista astrobiologico. Destinazioni attualmente del tutto sconosciute. Dobbiamo aspettare ancora un po e avremmo i risultati del telescopio spaziale WISE, che ci dirà circa quante nane brune ci sono nelle vicinanze del Sistema Solare.

http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?2004IAUS..213..115A&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf

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