Possibili Perdite di Ossigeno Nella Fascia di Abitabilità Per Pianeti Intorno a Nane Rosse


Credits: NASA Goddard/Conceptual Image Lab, Michael Lentz, animator/Genna Duberstein, producer
Credits: NASA Goddard/Conceptual Image Lab, Michael Lentz, animator/Genna Duberstein, producer

Nella continua ricerca di pianeti sempre più simili alla Terra – con condizioni tali da poter ospitare forme di vita – la fascia di abitabilità è un importante parametro da tenere in conto: si tratta infatti della zona né troppo vicina né troppo lontana dalla stella nella quale un pianeta può mantenere acqua allo stato liquido sulla propria superficie. Tuttavia, una nuova ricerca pubblicata il 6 febbraio sul The Astrophysical Journal Letters mostra la necessità di fornire una nuova definizione per la fascia di abitabilità, basata anche sull’impatto dell’attività stellare.

Per determinare l’estensione e la distanza della fascia di abitabilità dalla stella considerata, è stata finora considerata la quantità di luce e calore che la stella emette: quelle più grandi e calde possiedono fasce molto distanti da esse, per quelle più fredde e piccole le fasce sono molto vicine e strette. Eppure, oltre al calore ed alla luce visibile, le stelle emettono in numerose lunghezze d’onda – tra cui nell’X e nell’ultravioletto – e producono delle potenti eruzioni stellari, come flares ed espulsioni di massa coronale, il cui effetto è l’erosione dell’atmosfera dei pianeti orbitanti intorno ad esse.

“Se vogliamo scoprire un pianeta che può sviluppare e sostenere la vita, dobbiamo comprendere quali stelle siano le migliori progenitrici,” racconta Vladimir Airapetian, primo autore della pubblicazione e ricercatore nel campo della scienza solare presso il Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland. “Siamo vicini a capire di che tipo di stelle progenitrici abbiamo bisogno.”

La ricerca di pianeti abitabili si è spesso soffermata su quelli orbitanti intorno alle nane rosse, le stelle più fredde, più piccole, più stabili e più numerose in tutto l’universo. “D’altra parte, le nane rosse sono anche soggette ad eruzioni stellari molto più frequenti e potenti di quelle del Sole,” spiega William Danchi, co-autore della pubblicazione e astronomo presso il Goddard Space Flight Center. “Per assicurare l’abitabilità dei pianeti intorno a queste stelle, dobbiamo capire come questi svariati effetti si bilanciano.”

Le eruzioni stellari causano l’erosione atmosferica quando le radiazioni ad alta energia (X ed ultravioletto) spezzano inizialmente le molecole – principalmente di idrogeno ed ossigeno – in atomi, per poi ionizzarli strappando gli elettroni che sfuggono alla gravità del pianeta. Man mano che si forma una concentrazione sempre più alta di elettroni, negativamente carichi, si crea una separazione di carica via via più elevata che spinge gli ioni rimasti, carichi positivamente, a sfuggire dall’atmosfera seguendoli. Gli elementi più leggeri quali l’idrogeno sono i primi ad essere persi, mentre l’ossigeno e l’azoto, più pesanti, vengono trattenuti con più facilità.

Il modello della fuga dell’ossigeno per i pianeti intorno a nane rosse, costruito dal team assumendo che la perdita non sia compensata da attività vulcanica o bombardamento cometario, stima che le violente tempeste stellari potrebbero rendere un pianeta inospitale in poche decine o centinaia di milioni di anni, eliminando del tutto le riserve di acqua prima che la vita abbia una possibilità di svilupparsi.

Modellare il tasso di perdita dell’ossigeno è il primo passo per espandere la definizione classica di abitabilità a zone abitabili soggette a variazioni dell’ambiente spaziale, e sarà presto seguito da uno studio sulla fuga di azoto. “I risultati di questo lavoro potrebbero avere profonde implicazioni per la chimica atmosferica di questi mondi,” spiega Shawn Domagal-Goldman, scienziato presso il Goddard. “Le conclusioni del team avranno un impatto sui nostri attuali studi per le missioni che cercheranno segni di vita nella composizione chimica di queste atmosfere.”

Giulia Murtas

Fonte: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasa-finds-planets-of-red-dwarf-stars-may-face-oxygen-loss-in-habitable-zones

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