Qual è la ricetta per un pianeta vivente? Gli astronomi non sono sicuri - non abbiamo ancora trovato altro che la Terra.
Ma abbiamo alcune ipotesi plausibili: la vita probabilmente ha bisogno di acqua, carbonio e abbastanza luce e calore per alimentare un mondo senza bruciarlo in un attimo. La gravità non dovrebbe essere troppo alta, e nemmeno un'atmosfera sarebbe male. Ma un nuovo studio propone un altro ingrediente essenziale: i maggiori impatti di asteroidi e comete, nelle giuste quantità.
Quando un grande oggetto colpisce un pianeta, accadono due cose: il materiale proveniente dall'oggetto viene aggiunto alla massa del pianeta e parte dell'atmosfera attorno alla zona di impatto viene espulsa nello spazio, ha affermato Mark Wyatt, astronomo dell'Università di Cambridge e piombo autore del nuovo documento. In impatti davvero giganteschi, come quello che ha formato la luna della Terra, anche alcune atmosfere vengono scaricate dal lato opposto del pianeta, il che significa che un po 'più si perde. Ma ciò non significa che un aspirante mondo domestico dovrebbe saltare del tutto l'impatto. Se un pianeta deve sviluppare le condizioni ritenute necessarie per la vita, è meglio appartenere a una categoria media di pianeti che assorbono molti impatti importanti, ma non così tanti da perdere le loro atmosfere.
Questo perché quasi certamente i pianeti hanno bisogno di "volatili" nelle loro atmosfere per far germogliare la vita, Wyatt ha detto a Live Science. I volatili sono sostanze chimiche, come acqua e anidride carbonica, che possono bollire a basse temperature. Tutta la vita che conosciamo si basa sull'acqua e sul carbonio per sostenersi a un livello chimico di base e gli scienziati ritengono che le proprietà di tali sostanze chimiche le rendano necessarie affinché la vita possa sorgere ovunque nell'universo.
Ma non tutti i pianeti iniziano con le concentrazioni necessarie di sostanze volatili. All'inizio della vita di una stella, è molto più luminoso. E quella brillantezza in più è abbastanza calda da cuocere tutta la polvere libera nella regione che diventerà la zona abitabile della stella - l'area non troppo calda, non troppo fredda - in seguito. Quelle prime temperature calde probabilmente spogliano acqua e altri volatili dalla polvere che alla fine diventeranno pianeti abitabili. Quindi dopo che i pianeti si formano e la stella si raffredda, queste sfere rocciose devono acquisire i loro volatili da qualche altra parte del sistema solare. In altre parole, devono sfondare un mucchio di grandi oggetti randagi.
I ricercatori hanno scoperto che i migliori candidati per la consegna di sostanze volatili senza sottrarre l'atmosfera del pianeta e sterilizzarla sono oggetti di medie dimensioni. Gli impatti da asteroidi e comete da 60 piedi (20 metri) a 3.300 piedi (1 chilometro) sono molto efficienti nel fornire volatili e tenderanno ad aggiungere più atmosfera di quanto sottraggano, gli autori hanno scoperto. Gli asteroidi più grandi, tra circa 1 e 12 miglia (tra 2 e 20 km), tenderanno a spogliare più atmosfera di quella che aggiungono.
Gli impatti giganti come quello che ha formato la luna terrestre, hanno scoperto gli autori, non scherzano con quella storia come ci si potrebbe aspettare. Tali eventi sono piuttosto rari e, sebbene possano cambiare la composizione di un'atmosfera, non la rimuoveranno completamente.
Una delle lezioni importanti di questo articolo è che le piccole stelle di "classe M" - la categoria più comune di stelle, troppo scure per essere viste ad occhio nudo, molte delle quali nane rosse - sono probabilmente dei cattivi candidati per la vita, hanno scritto gli autori. È significativo, perché molti esopianeti potenzialmente abitabili si sono presentati attorno a quel tipo di stelle.
"Per le stelle M, la loro scarsa luminosità significa che la zona abitabile è molto più vicina alla stella rispetto a una stella come il sole", ha detto Wyatt.
Per ottenere abbastanza luce, un pianeta simile alla Terra che circonda una stella di classe M potrebbe essere vicino a quella stella come lo è Mercurio per il nostro sole.
E peggiora. Proprio accanto a una piccola stella a bassa massa, asteroidi e comete volano a velocità molto più elevate e si schiantano in modo più drammatico sui pianeti.
"Gli impatti a velocità più elevate sono molto più efficienti nel rimuovere l'atmosfera", ha detto Wyatt.
Questa è una brutta notizia per la vita sui mondi M. E non è l'unico fattore che rende improbabile la vita di M-world.
"Ci sono una serie di ragioni per cui i pianeti abitabili in orbita attorno ai nani M potrebbero non avere un'atmosfera, tra cui lo spogliarsi dei venti stellari e i pianeti molto più vicini alla loro stella ospite", ha detto Sarah Rugheimer, esperta di atmosfere esopianite all'Università di Oxford, che non è stata coinvolta in questa ricerca.
Quindi c'è qualche speranza per la vita sui mondi M?
"Penso che alla fine risponderemo a questa domanda in modo osservazionale subito dopo il suo lancio: i pianeti abitabili in orbita attorno ai nani M hanno atmosfere?" Ha detto Rugheimer. "Sappiamo che pianeti leggermente più caldi e più grandi in orbita attorno ai nani M hanno atmosfere spesse. Ma questa domanda rimane ancora per i pianeti abitabili: possono mantenere un'atmosfera abbastanza sottile, qualcosa di simile alla Terra piuttosto che a Venere?"
Gli autori hanno sottolineato nel documento che molte delle loro conclusioni si basano su incertezze: da dove viene la vita? Quanto assomigliano altri sistemi stellari al nostro sistema solare?
Edwin Bergin, un esperto in formazione dei pianeti e acqua presso l'Università del Michigan, che non era coinvolto in questa ricerca, concordò con gli autori che ci sono quelle che ha definito "complicazioni significative" nei calcoli alla base di questo documento.
"Ma le tendenze generali che presentano sono piuttosto interessanti e potrebbero essere importanti", ha detto.
Ha indicato il suo lavoro, che ha suggerito che la Terra ha iniziato con un'atmosfera più densa e ricca di azoto, ma ha perso gran parte di esso a causa di impatti. Gli autori di questo nuovo articolo hanno suggerito nel loro modello che gli impatti di comete e asteroidi avrebbero potuto plasmare le atmosfere di Terra, Marte e Venere.
Lungo la strada, i ricercatori hanno detto, c'è altro da imparare su come questo lavoro può spiegare il nostro sistema solare, in particolare il ruolo degli impatti giganti qui. Questo documento non è stato ancora pubblicato in una rivista peer-reviewed ed è disponibile sul server di prestampa arXiv.
