La scoperta di un candidato esopianeta in orbita attorno alla vicina Proxima Centauri è stata sicuramente una notizia entusiasmante. Oltre ad essere l'esopianeta più vicino al nostro Sistema Solare ancora scoperto, tutte le indicazioni indicano che è terrestre e situato all'interno della zona abitabile circumstellare delle stelle. Tuttavia, questo annuncio conteneva anche la sua parte di cattive notizie.
Per uno, il team dietro la scoperta ha indicato che data la natura della sua orbita attorno a Proxima Centauri, il pianeta probabilmente in termini di quanta acqua aveva effettivamente sulla sua superficie. Ma un recente studio di ricerca condotto da scienziati dell'Università di Marsiglia e del Carl Sagan Institute potrebbe contraddire questa valutazione. Secondo il loro studio, la massa dell'esopianeta può comprendere fino al 50% di acqua, rendendolo un "pianeta oceanico".
Secondo i risultati del team Pale Red Dot, Proxima Centauri orbita attorno alla sua stella a una distanza stimata di 7 milioni di chilometri (4,35 milioni di miglia) - solo il 5% della distanza della Terra dal Sole. Orbita anche con Proxima Centauri con un periodo orbitale di 11 giorni e ha una rotazione sincrona o una risonanza orbitale 3: 2 (ovvero tre rotazioni per ogni due orbite).
Per questo motivo, è probabile che l'acqua liquida sia confinata al lato del pianeta esposto al sole (nel caso di una rotazione sincrona) o nella sua zona tropicale (nel caso di una risonanza 3: 2). Inoltre, la radiazione che Proxima b riceve dalla sua stella nana rossa sarebbe significativamente più elevata di quella a cui siamo abituati qui sulla Terra.
Tuttavia, secondo uno studio condotto da Bastien Brugger del laboratorio di astrofisica dell'Università di Marsiglia, Proxima b potrebbe essere più umido di quanto pensassimo in precedenza. Per motivi di studio, intitolato "Possibili strutture e composizioni interne di Proxima Centauri b" (che è stato accettato per la pubblicazione in The Astrophysical Journal Letters), il team di ricerca ha utilizzato modelli di strutture interne per calcolare il raggio e la massa di Proxima b.
I loro modelli si basavano sul presupposto che Proxima b sia un pianeta terrestre (cioè composto da materiale roccioso e minerali) e non avesse un'atmosfera massiccia. Sulla base di questi presupposti e delle stime di massa prodotte dall'indagine Pale Red Dot (~ 1,3 masse terrestri), hanno concluso che Proxima b ha un raggio tra 0,94 e 1,4 volte quello della Terra e una massa che è approssimativamente da 1,1 a 1,46 volte quella della Terra.
Come Brugger ha detto a Space Magazine via e-mail:
“Abbiamo elencato tutte le composizioni che Proxima b potrebbe avere, ed eseguito il modello per ognuna di esse (che effettua circa 5000 simulazioni), dandoci ogni volta il raggio del pianeta corrispondente. Alla fine abbiamo escluso tutti i risultati che non erano compatibili con un corpo planetario, basandoci sulle condizioni di formazione del nostro sistema solare (poiché non conosciamo queste condizioni per il sistema Proxima Centauri). E così, abbiamo ottenuto una gamma di possibili raggi planetari per Proxima b, andando da 0,94 a 1,40 volte il raggio della Terra. "
Questa gamma di dimensioni consente alcune composizioni planetarie molto diverse. All'estremità inferiore, essendo leggermente più piccolo ma un po 'più massiccio della Terra, Proxima b sarebbe probabilmente un pianeta simile al mercurio con una frazione di massa del 65%. Tuttavia, all'estremità superiore del raggio e delle stime di massa, Proxima b sarebbe probabilmente metà acqua in massa.
"Se il raggio è 0,94 raggi terrestri, allora Proxima b è completamente roccioso con un enorme nucleo metallico (come Mercurio nel sistema solare)", ha detto Brugger. “Al contrario, Proxima b può raggiungere un raggio di 1,40 solo se ospita una grande quantità di acqua (50% della massa totale del pianeta), e in questo caso sarebbe un pianeta oceanico, con un oceano liquido profondo 200 km ! Al di sotto, la pressione è così alta che l'acqua si trasformerebbe in ghiaccio, formando uno strato di ghiaccio spesso ~ 3000 km (sotto il quale ci sarebbe un nucleo fatto di rocce). ”
In altre parole, Proxima b potrebbe essere un "pianeta bulbo oculare", in cui il lato esposto al sole ha una superficie oceanica liquida, mentre il lato oscuro è coperto di ghiaccio ghiacciato. Studi recenti hanno suggerito che questo potrebbe essere il caso dell'orbita del pianeta all'interno delle zone abitabili delle stelle nane rosse, in cui il blocco delle maree assicura che solo una parte ottenga il calore necessario per mantenere l'acqua liquida in superficie.
D'altra parte, se ha una risonanza orbitale di 3: 2, è probabile che abbia un modello a doppio bulbo oculare - con oceani liquidi negli emisferi orientale e occidentale - pur rimanendo congelato ai terminali e ai poli. Tuttavia, se le stime più basse dovessero essere vere, è probabile che Proxima b sia un pianeta roccioso e denso in cui l'acqua liquida è rara da un lato e congelata dall'altro.
Ma forse l'aspetto più interessante della ricerca è che offre uno sguardo sulla probabilità che Proxima b sia abitabile. Sin dalla sua scoperta, la questione se il pianeta possa o meno supportare la vita è rimasta controversa. Ma come ha spiegato Brugger:
“La parte interessante è che tutti i casi che abbiamo considerato sono compatibili con un pianeta abitabile. Quindi, se il raggio del pianeta viene finalmente misurato (in alcuni mesi o anni), sono possibili due casi: (i) la misurazione è compresa nell'intervallo 0,94-1,40 e saremo in grado di fornire l'esatta composizione del pianeta (e non solo un intervallo di possibilità), oppure (ii) il raggio misurato è al di fuori di questo intervallo e sapremo che il pianeta non è abitabile. Il caso in cui Proxima b sia un pianeta oceanico è particolarmente interessante, perché questo tipo di pianeta non ha bisogno di un'atmosfera di ossigeno e azoto (come sulla Terra) per ospitare la vita, poiché può svilupparsi nel suo enorme oceano. "
Ma ovviamente, questi scenari si basano sul presupposto che Proxima b abbia molto in comune con i pianeti del nostro sistema solare. Si basa anche sul presupposto che il pianeta sia effettivamente circa 1,3 masse terrestri. Fino a quando il pianeta non può essere osservato mentre transita su Proxima Centauri, gli astronomi non sapranno con certezza quanto sia massiccio.
Alla fine, siamo ancora molto lontani dal determinare le dimensioni esatte, la composizione e le caratteristiche della superficie di Proxima b - per non dire se può effettivamente supportare la vita. Tuttavia, ricerche come questa sono utili in quanto ci aiutano a trovare vincoli su quale tipo di condizioni planetarie poteva esiste lì.
E chi lo sa? Un giorno, potremmo essere in grado di inviare sonde o missioni con equipaggio sul pianeta, e forse trasporteranno indietro immagini di esseri senzienti che navigano in vasti oceani, alla ricerca di un pezzo leggendario di terra di cui hanno sentito parlare? Dio, spero di no! Una volta era più che sufficiente!
