Super-Terra
Gli astronomi pensano che il posto più probabile per trovare vita nella galassia sia su super-Terre, come Kepler-69c, visto nel rendering di questo artista. NASA Ames/JPL-CalTech
  • Categoria dell'articolo:Scienza
  • Ultima modifica dell'articolo:20 Settembre 2022

Gli astronomi ora scoprono regolarmente pianeti in orbita attorno a stelle al di fuori del sistema solare : sono chiamati esopianeti. Ma nell’estate del 2022, i team che lavorano sul Transiting Exoplanet Survey Satellite della NASA hanno trovato alcuni pianeti particolarmente interessanti in orbita nelle zone abitabili delle loro stelle madri.

Un pianeta è il 30% più grande della Terra e orbita attorno alla sua stella in meno di tre giorni. L’altro è il 70% più grande della Terra e potrebbe ospitare un oceano profondo. Questi due esopianeti sono super-Terre: più massicci della Terra ma più piccoli dei giganti del ghiaccio come Urano e Nettuno.

Sono un professore di astronomia che studia nuclei galattici, galassie lontane, astrobiologia ed esopianeti. Seguo da vicino la ricerca di pianeti che potrebbero ospitare la vita.

La Terra è ancora l’unico posto nell’universo che gli scienziati sanno essere la casa della vita. Sembrerebbe logico concentrare la ricerca della vita sui cloni della Terra, pianeti con proprietà vicine a quelle della Terra. Ma la ricerca ha dimostrato che le migliori possibilità che gli astronomi hanno di trovare la vita su un altro pianeta sono probabilmente su una super-Terra simile a quelle trovate di recente.

Un'immagine che mostra la Terra e Nettuno con un pianeta di medie dimensioni nel mezzo.
Una super-Terra è qualsiasi pianeta roccioso più grande della Terra e più piccolo di Nettuno. AldaronCC BY-SA

Comune e facile da trovare

La maggior parte delle super-Terre orbita attorno a stelle nane fredde, che hanno una massa inferiore e vivono molto più a lungo del Sole. Ci sono centinaia di stelle nane fredde per ogni stella come il Sole e gli scienziati hanno scoperto che le super-Terre orbitano attorno al 40% delle nane fredde che hanno osservato. Utilizzando quel numero, gli astronomi stimano che ci siano decine di miliardi di super-Terre in zone abitabili in cui l’acqua liquida può esistere solo nella Via Lattea. Poiché tutta la vita sulla Terra utilizza l’acqua, si ritiene che l’acqua sia fondamentale per l’abitabilità.

Sulla base delle attuali proiezioni, circa un terzo di tutti gli esopianeti sono super-Terre, il che li rende il tipo più comune di esopianeta nella Via Lattea. Il più vicino dista solo sei anni luce dalla Terra. Si potrebbe anche dire che il nostro sistema solare è insolito poiché non ha un pianeta con una massa compresa tra quella della Terra e quella di Nettuno.

Un altro motivo per cui le super-Terre sono bersagli ideali nella ricerca della vita è che sono molto più facili da rilevare e studiare rispetto ai pianeti delle dimensioni della Terra. Esistono due metodi utilizzati dagli astronomi per rilevare gli esopianeti. Uno cerca l’effetto gravitazionale di un pianeta sulla sua stella madre e l’altro cerca un breve oscuramento della luce di una stella mentre il pianeta gli passa davanti. Entrambi questi metodi di rilevamento sono più facili con un pianeta più grande.

Le Super-Terre sono super abitabili

Più di 300 anni fa, il filosofo tedesco Gottfried Wilhelm Leibniz sostenne che la Terra era “il migliore di tutti i mondi possibili “. L’argomento di Leibniz aveva lo scopo di affrontare la questione del perché esiste il male, ma gli astrobiologi moderni hanno esplorato una domanda simile chiedendosi cosa rende un pianeta ospitale per la vita. Si scopre che la Terra non è il migliore di tutti i mondi possibili.

A causa dell’attività tettonica della Terra e dei cambiamenti nella luminosità del Sole, il clima è cambiato nel tempo da bollente oceanico a freddo gelido in tutto il pianeta. La Terra è stata inabitabile per gli esseri umani e altre creature più grandi per la maggior parte dei suoi 4,5 miliardi di anni di storia. Le simulazioni suggeriscono che l’abitabilità a lungo termine della Terra non era inevitabile, ma era una questione di fortuna. Gli esseri umani sono letteralmente fortunati ad essere vivi.

I ricercatori hanno elaborato un elenco degli attributi che rendono un pianeta molto favorevole alla vita. È più probabile che i pianeti più grandi siano geologicamente attivi, una caratteristica che gli scienziati ritengono possa promuovere l’evoluzione biologica. Quindi il pianeta più abitabile avrebbe circa il doppio della massa della Terra e sarebbe tra il 20% e il 30% più grande in volume. Avrebbe anche oceani abbastanza bassi da consentire alla luce di stimolare la vita fino al fondo del mare e una temperatura media di 77 gradi Fahrenheit (25 gradi Celsius). Avrebbe un’atmosfera più densa di quella terrestre che fungerebbe da coperta isolante. Infine, un tale pianeta orbiterebbe attorno a una stella più vecchia del Sole per dare vita più lunga allo sviluppo e avrebbe un forte campo magnetico che protegge dalle radiazioni cosmiche. Gli scienziati pensano che questi attributi combinati renderanno un pianeta super abitabile.

Per definizione, le super-Terre hanno molti degli attributi di un pianeta super abitabile. Ad oggi, gli astronomi hanno scoperto due dozzine di esopianeti super-Terra che sono, se non il migliore di tutti i mondi possibili, teoricamente più abitabili della Terra.

Di recente, c’è stata un’entusiasmante aggiunta all’inventario dei pianeti abitabili. Gli astronomi hanno iniziato a scoprire esopianeti che sono stati espulsi dai loro sistemi stellari e potrebbero essercene miliardi che vagano per la Via Lattea. Se una super-Terra viene espulsa dal suo sistema stellare e ha un’atmosfera densa e una superficie acquosa, potrebbe sostenere la vita per decine di miliardi di anni, molto più a lungo di quanto la vita sulla Terra potrebbe persistere prima della morte del Sole.

Un mondo acquatico davanti a una stella fioca.
Una delle super-Terre scoperte di recente, TOI-1452b, potrebbe essere ricoperta da un oceano profondo e potrebbe favorire la vita. Benoit Gougeon, Università di MontréalCC BY-ND

Rilevare la vita sulle super-Terre

Per rilevare la vita su esopianeti distanti, gli astronomi cercheranno biosignature, sottoprodotti della biologia rilevabili nell’atmosfera di un pianeta.

Il James Webb Space Telescope della NASA è stato progettato prima che gli astronomi scoprissero gli esopianeti, quindi il telescopio non è ottimizzato per la ricerca sugli esopianeti. Ma è in grado di fare parte di questa scienza ed è programmato per prendere di mira due super-Terre potenzialmente abitabili nel suo primo anno di attività. Un altro insieme di super-Terre con enormi oceani scoperti negli ultimi anni, così come i pianeti scoperti quest’estate, sono anche obiettivi interessanti per James Webb.

Ma le migliori possibilità di trovare segni di vita nelle atmosfere degli esopianeti arriveranno con la prossima generazione di giganteschi telescopi terrestri: l’Extremely Large Telescope da 39 metri, il Thirty Meter Telescope e il Giant Magellan Telescope da 24,5 metri. Questi telescopi sono tutti in costruzione e inizieranno a raccogliere dati entro la fine del decennio.

Gli astronomi sanno che gli ingredienti per la vita sono là fuori, ma abitabile non significa abitata. Fino a quando i ricercatori non troveranno prove della vita altrove, è possibile che la vita sulla Terra sia stata un incidente unico. Mentre ci sono molte ragioni per cui un mondo abitabile non avrebbe segni di vita, se, nei prossimi anni, gli astronomi guardano queste super-Terre super abitabili e non trovano nulla, l’umanità potrebbe essere costretta a concludere che l’universo è un luogo solitario.

Autore

Chris Impey, Università dell’Arizona