ZONA DI ABITABILITA'

Image credit: NASA.

A partire dalla meta' degli anni '60 del secolo scorso, la ricerca di pianeti simili alla Terra ha riguardato una specifica zona di ciascun Sistema Planetario osservato dagli astronomi. Si tratta della “Zona Abitabile Circumstellare” (Circumstellar Habitable Zone - CHZ), ossia di quella regione, attorno ad una stella, dove la temperatura non e' troppo alta e neanche troppo bassa, ma ha un valore tale da poter permettere ad un pianeta di mantenere, teoricamente, acqua liquida sulla sua superficie. In definitiva:

CHZ e' una fascia di distanze circumstellari all'interno della quale un pianeta roccioso potrebbe ospitare forme di vita.

Il calcolo dei margini della zona abitabile circumstellare viene effettuato di solito in funzione del tipo spettrale della stella, ma esso e' molto complesso e richiede l'utilizzo di complicati modelli climatici. In particolare:

• la definizione di limite interno della CHZ, ossia quello piu' vicino alla stella, necessita di una modellizzazione climatica in condizioni estreme di alta temperatura e di alta concentrazione di vapor acqueo;

• la definizione di limite esterno della CHZ richiede modelli climatici con una concentrazione estrema di gas serra, come ad esempio l'anidride carbonica (CO₂).

I ricercatori del Dipartimento di Geoscienze della Penn State University negli Stati Uniti, guidati da Ravi Kumar Kopparapu, sono riusciti ad ottenere un modello che, con buona precisione, stabilisce l'appartenenza o meno di un esopianeta alla zona abitabile della propria stella. In pratica, il loro lavoro, basato sullo schema sviluppato in precedenza da James Kasting, ha fornito calcoli piu' accurati sulla possibilita' di trovare una zona abitabile attorno alle stelle. Dal confronto tra le stime ottenute con il nuovo modello e quelle basate sui vecchi schemi, il team ha scoperto una distanza tra stelle e zone abitabili superiore a quella calcolata in precedenza. Cio' ha permesso di ottenere dei risultati che hanno smentito l'appartenenza di alcuni esopianeti alla zona abitabile della propria stella.

Sulla base di recenti calcoli, sembra che la Terra si trovi, curiosamente, proprio al margine della zona abitabile del nostro Sistema Solare, come mostra la figura che segue. Tuttavia, le elaborazioni non prendono in considerazione l'effetto di feedback delle nuvole, le quali, riflettendo parte della radiazione solare, stabilizzano il clima:

La possibilita' di trovare un pianeta abitabile attorno ad una stella blu sono molto basse per effetto dell'alto flusso di UV e dei brevi tempi di vita della stella nella sequenza principale. Invece, la scarsa possibilita' che un pianeta abitabile possa essere ospitato da stelle rosse e' dovuta all'assenza di un'atmosfera planetaria, la cui formazione e' impedita dalla vicinanza dell'astro alla propria zona abitabile. La figura mostra la zona abitabile in un Sistema Solare con tre tipologie di stelle:

La posizione dei pianeti all'interno della zona di abitabilita' della stella madre e' uno dei tanti criteri che viene preso in considerazione circa l'abitabilita' planetaria, ma, non e' da escludere la possibilita' che esistano pianeti abitabili anche al di fuori della suddetta zona. Infatti, al di fuori della zona di abitabilita' di una stella si potrebbe presentare una grande varieta' di potenziali habitat; un esempio a tal proposito e' dato dagli “oceani d'acqua” che si possono formare sotto la superficie di qualche esopianeta.

L'immagine artistica che segue mostra un ipotetico pianeta su un'orbita altamente eccentrica, l'uscita del pianeta dalla zona abitabile, per lunghi periodi, potrebbe provocare il congelamento dell'eventuale acqua liquida presente sulla sua superficie. Pertanto, in questo caso, rimarrebbe la teorica possibilita' che, durante i lunghi inverni, negli oceani d'acqua, sotto la superficie dell'esopianeta, possano sopravvivere alcune forme di vita:

Alcuni scienziati considerano la teoria della zona abitabile troppo semplicistica, proprio perche' con essa si pensa all'abitabilita' planetaria soltanto facendo riferimento alla vita presente sulla Terra. Invece, non e' da escludere l'esistenza di zone abitabili nelle quali sia possibile trovare, in forme liquide stabili, composti diversi dall'acqua, come per esempio l'ammoniaca (NH₃) ed il metano (CH₄).