Nessuno è d'accordo su cosa significhi per un pianeta essere abitabile

Concetto artistico di Keplero 22b Nasa

Poco meno di un mese fa, gli scienziati hanno annunciato che il vapore acqueo era stato individuato nell'atmosfera di K2-18b, un esopianeta a 110 anni luce di distanza. Fondamentalmente, il pianeta si trovava nella zona abitabile della sua stella (la regione intorno a una stella che è sufficientemente temperata per l'acqua superficiale liquida, a volte indicata come la zona di Riccioli d'oro). Ma l'uso di questa frase è piuttosto controverso. Anche se gli esseri umani non potrebbero certamente vivere su K2-18b, c'è letto tle accordo tra esperti sulla possibilità di trovare lì una qualche forma di vita microbica estrema. Potrebbe essere stato in zona abitabile, ma nessuno poteva essere d'accordo se K2-18b fosse veramente abitabile o no T .

Questo disaccordo era in parte dovuto al fatto che non avevamo un consenso sul tipo di pianeta K2-18b, ma era anche perché ci sono molti modi diversi per definire l'abitabilità. Alcuni scienziati ritengono che una superficie rocciosa sia essenziale. Altri pensavano che la vita microbica potesse trovare un modo per esistere nell'aria, come i batteri che cavalcano la polvere nel vento. Alcuni volevano la prova di una superficie spessa e calda, mentre altri non erano così sicuri che fosse necessario.

Niente di tutto ciò è stato sorprendente. Abitabilità è un termine vago, gergale. Se chiedi a un centinaio di scienziati di definire cosa rende abitabile un pianeta, otterrai cento risposte diverse.

Gran parte della discussione è stata guidata da ciò che è noto e dalla tecnologia di cui disponiamo per modellare effettivamente i pianeti, afferma Rory Barnes, astronomo e astrobiologo presso il Virtual Planet Laboratory dell'Università di Washington.

Fino a tempi relativamente recenti, non sapevamo nemmeno se i pianeti al di fuori del sistema solare fossero comuni. Gli astronomi hanno fatto alcune scoperte qua e là, ma le cose non sono decollate fino a quando il telescopio spaziale Kepler della NASA non è stato acceso nel 2009, offrendo un metodo più nitido per identificare i pianeti che transitano davanti alle loro stelle ospiti.

I dati che queste osservazioni hanno prodotto erano estremamente limitati. Ad esempio, nel 2007 gli scienziati hanno scoperto Gliese 581c, il primo esopianeta sia roccioso che trovato all'interno della zona abitabile. All'epoca, questi erano i due requisiti di cui le persone avevano bisogno per alzarsi dal letto la mattina e pensare che ci fosse qualcosa a cui valesse la pena prestare attenzione, dice Barnes.

L'acqua è essenziale per la vita come la conosciamo, quindi, da un lato, questo è stato un primo passo davvero utile per restringere il campo dei nuovi mondi che dovrebbero attirare la nostra attenzione. D'altra parte, ha trascurato altri requisiti della vita, come una fonte di carbonio, una fonte di energia e nutrienti essenziali, afferma Stephanie Olson, ricercatrice planetaria dell'Università di Chicago.

Un pianeta a cui mancano queste altre cose è praticamente inabitabile come Plutone. Inoltre, un pianeta non deve risiedere nella zona abitabile per essere abitabile. La luna di Giove Europa e le lune di Saturno Titano ed Encelado sono solo alcuni esempi di possibili mondi oceanici che suscitano l'interesse degli astrobiologi nonostante si trovino ben al di fuori della zona abitabile del sole.

Parte del problema è che abbiamo isolato in modo inappropriato queste indagini da altre scienze. Dico sempre agli astronomi, se vuoi sapere cos'è l'abitabilità, entra nella biologia, dice Abel Méndez, astrobiologo planetario e direttore del Planetary Habitability Laboratory presso l'Università di Porto Rico ad Arecibo. Molti sono preoccupati che gli astronomi stiano applicando in modo inappropriato lezioni dalla biologia e dalla scienza del clima ai mondi extraterrestri, e che questo sia ciò che sta causando così tanti di questi battibecchi.

Al contrario, c'è un pericolo nell'essere troppo centrati sulla Terra, dice Barnes. Capiamo come funziona davvero bene la Terra e potremmo ingannarci nel pensare che certe firme siano automaticamente un segno di vita o neghino la possibilità della vita. La vita potrebbe esistere su Titano o Europa, o forse anche su Venere, in qualche forma che non siamo preparati a trovare.

Migliorare il nostro approccio significa che abbiamo bisogno di un migliore scambio di istruzione e dati tra i diversi campi della scienza. Questo ci porta al Virtual Planet Lab, fondato nel 2001 per capire come si forma e si evolve un pianeta abitabile e come potremmo effettivamente osservare quel processo su un vero esopianeta. La facoltà del laboratorio, che comprende scienziati del clima, ricercatori atmosferici, informatici, biologi, geofisici e astronomi, riflette l'approccio multidisciplinare che la scienza planetaria dovrebbe perseguire.

Il laboratorio è stato recentemente svelato VPLanet , un software aperto che simula l'evoluzione di un pianeta nel corso di miliardi di anni, principalmente (ma non esclusivamente) per valutare se quel pianeta è o una volta era potenzialmente abitabile e potrebbe supportare acqua liquida sulla sua superficie.

I modelli di VPLanet tengono conto di una serie di dinamiche diverse, inclusi processi interni e geologici, evoluzione del campo magnetico, clima, fuga atmosferica, effetti rotazionali, forze di marea, orbite, formazione ed evoluzione stellare, condizioni insolite come i sistemi stellari binari e perturbazioni gravitazionali dovute a corpi di passaggio. Altri ricercatori possono scrivere nuovi moduli che si avvicinano ad altri processi fisici e inserirli nel software.

Uno strumento come VPLanet ha lo scopo di aiutare a restringere il campo di quali pianeti della zona abitabile (e altri buoni candidati) vale la pena studiare in profondità con gli strumenti esistenti e quelli nuovi che dovrebbero essere online. Ma i suoi tentativi di caratterizzare la storia di un pianeta potrebbero anche spingerci a guardare alcuni esopianeti che normalmente potremmo cancellare. Tendiamo a pensare alla storia della Terra come a una corsa evolutiva selvaggia, ma Barnes suggerisce che in realtà potrebbe essere piuttosto banale rispetto all'esperienza di molti altri esopianeti che ora stiamo identificando.

Per i pianeti in orbita attorno a stelle di piccola massa, come Proxima b, probabilmente hanno subito una notevole evoluzione, afferma Barnes. La luminosità delle loro stelle ospiti è diminuita molto più rapidamente, emettono più radiazioni di fascia alta che sono dannose per l'atmosfera e inducono più effetti di marea sui pianeti in orbita: solo alcune cose che potrebbero ribaltare drasticamente il calcolo se un pianeta potrebbe supportare la vita .

Altri modelli possono aiutarci a riconoscere altri tipi di dinamiche che potrebbero promuovere o ostacolare la vita. Alcuni hanno revisionate le zone abitabili limiti sulla base di una scienza climatica più nitida. Olson è stato recentemente coautore di a carta che ha esaminato quale tipo di dinamica oceanica potrebbe essere fondamentale per promuovere un ciclo dei nutrienti favorevole alla vita. La semplice presenza di un oceano, sostiene, non stabilisce se un nuovo mondo sia abitabile o meno. Senza, diciamo, una forza di rotazione sufficiente o un'atmosfera densa, un oceano non avrà alcun significato per aumentare le prospettive di abitabilità.

Ciò di cui abbiamo bisogno in definitiva è migliorare la rappresentazione della biologia in questi tipi di modelli, afferma Olson. I biologi hanno i loro modelli, gli scienziati del clima hanno i loro giocattoli e poi ci sono gli astronomi. Dobbiamo trovare il modo di accoppiare i dati.

Ma i modelli sono solo una parte dell'equazione. Abbiamo anche bisogno di fare migliori osservazioni di questi mondi. Vogliamo vedere se un pianeta ha un'atmosfera densa composta dai tipi di elementi importanti per la vita. Vogliamo cercare la presenza di firme biologiche come il metano che sono prodotte da processi biologici. Strumenti come i telescopi spaziali Hubble e Kepler della NASA hanno avuto un enorme impatto, ma le loro capacità sono già al limite (Kepler è stato ritirato l'anno scorso e Hubble è allo stremo).

Il successore di Hubble, il James Webb Space Telescope, è pronto a spingere la nostra comprensione di questi esopianeti a nuovi livelli. La sua impareggiabile ottica e la capacità di effettuare osservazioni senza precedenti nell'infrarosso significano che dovrebbe essere in grado di caratterizzare le atmosfere di esopianeti distanti con pochi problemi. Il telescopio spaziale ARIEL dell'ESA, il cui lancio è previsto nel 2029, è specificamente progettato per osservare le strutture chimiche e termiche delle atmosfere degli esopianeti.

Méndez pensa anche che sia saggio essere aperti al rilevamento di firme tecnologiche quando pensiamo all'abitabilità, magari sotto forma di emissioni radio, luci o sostanze chimiche da produzione industriale. Ci sono altri modi per guardare un sistema e vedere alcune indicazioni di vita, dice.

Eppure il fatto è che l'unico vero modo per capire se un luogo è abitabile non è misurare queste diverse variabili, ma trovare la vita, dice Méndez. In biologia, questa è la risposta finale. Non c'è altro modo per farlo. A parte questo, tutto è solo un'approssimazione, una valutazione di potenziale abitabilità. Quindi, per ora, le discussioni continueranno.

nascondere