Un ghiaccio esotico rende ostili i pianeti

Per essere abitabile un pianeta ha bisogno del ciclo del carbonio, oltre che di acqua liquida. Uno studio dell’Università di Berna ha calcolato il rapporto massimo tra massa e dimensione perché si verifichino entrambe le condizioni. Con il risultato che gli esopianeti più simili alla Terra scoperti finora sono troppo grandi per essere abitabili.

di Stefano Parisini 29/11/2013 16:49

I requisiti che un pianeta extrasolare deve possedere per potere ospitare forme di vita, almeno per come la conosciamo, sono innumerevoli e affatto sviscerati.

“E’ difficile rispondere alla domanda se un cosiddetto esopianeta sia abitabile o no, poiché non conosciamo tutte le condizioni che un pianeta deve soddisfare per essere abitabile”, conferma Yann Alibert del Center for Space and Habitability (CSH) all’Università di Berna, in Svizzera.

Alibert ha sviluppato un metodo, pubblicato recentemente in un articolo su Astronomy & Astrophysics, per semplificare la ricerca di pianeti simili alla Terra.

Basandosi sull’accoppiata massa e raggio di un pianeta, che ne definiscono la densità, Alibert è riuscito a stabilire dei limiti al di fuori dei quali risulta impossibile lo sviluppo di una biologia assimilabile al prototipo terrestre.

“Questo modello aiuterà gli astronomi a concentrarsi sui candidati più promettenti nella loro ricerca di pianeti simili alla Terra,” spiega Alibert.

L’assunto di partenza è che la vita non sia possibile senza due condizioni fondamentali: la presenza di acqua in forma liquida e la possibilità che avvenga il cosiddetto ciclo del carbonio. Quest’ultimo è un processo che – attraverso un interscambio tra la parte gassosa, liquida e solida di un pianeta – regola il livello di anidride carbonica in atmosfera e quindi la temperatura superficiale del pianeta.

Secondo il modello, pianeti di massa anche paragonabile a quella della Terra ma con una densità troppo bassa non potrebbero soddisfare entrambe le condizioni. In un esopianeta con molto gas non potrebbe esistere acqua liquida, a causa dell’enorme pressione atmosferica.

D’altra parte, in un pianeta ricoperto da un’immensa quantità d’acqua non si realizzerebbe il ciclo del carbonio. Questo perché la pressione in fondo agli oceani sarebbe tale che l’acqua cristallizzerebbe in una forma densa di ghiaccio che non esiste sulla Terra, il cosiddetto “ghiaccio VII”. L’esotico ghiaccio ricoprirebbe i fondali oceanici, formando una barriera tra le rocce e l’acqua che impedirebbe all’anidride carbonica disciolta nell’acqua di depositarsi nelle rocce, inibendo appunto il ciclo del carbonio.

“Il nostro studio mostra che un pianeta composto di molta acqua o gas non è abitabile,” conclude semplicemete Alibert. Ma qual è allora la densità limite?

Le dimensioni massime di un pianeta perché vi si possano trovare acqua liquida e ciclo del carbonio dipendono dalla massa del pianeta. Secondo i calcoli di Alibert, un pianeta di massa uguale a quella della Terra per essere abitabile può avere un raggio al massimo 1,7 volte quello del nostro pianeta, atmosfera inclusa. Il raggio di una cosiddetta super-Terra, 12 volte più massiccia dell’originale, deve essere al massimo 2,2 volte il raggio terrestre per potere soddisfare entrambe le condizioni.

Questo significa che la stragrande maggioranza di esopianeti finora scoperti non è abitabile secondo la definizione appena data, poiché troppo grandi rispetto alla loro massa. Alibert è fiducioso che nel prossimo futuro verranno individuati pianeti più piccoli e quindi più promettenti, grazie in particolare alla missione ESA Cheops, prevista per il 2017 e in cui proprio l’Università di Berna è uno degli attori principali.

Per saperne di più: