Il pianeta extra-solare noto come Proxima b ha occupato un posto speciale nella mente pubblica sin da quando la sua esistenza è stata annunciata nell'agosto del 2016. Essendo l'esopianeta più vicino al nostro Sistema Solare, la sua scoperta ha sollevato interrogativi sulla possibilità di esplorarlo in il futuro non troppo lontano. E ancora più allettanti sono le domande relative alla sua potenziale abitabilità.
Nonostante numerosi studi che hanno tentato di indicare se il pianeta potrebbe essere adatto alla vita come la conosciamo, non è stato prodotto nulla di definitivo. Fortunatamente, un team di astrofisica dell'Università di Exeter - con l'aiuto di esperti di meteorologia del Met Office del Regno Unito - ha compiuto i primi tentativi per determinare se Proxima b ha un clima abitabile.
Secondo il loro studio, apparso di recente sulla rivista Astronomia e astrofisica, il team ha condotto una serie di simulazioni utilizzando il Met Office Unified Model (UM) all'avanguardia. Questo modello numerico è stato utilizzato per decenni per studiare l'atmosfera terrestre, con applicazioni che vanno dalla previsione del tempo agli effetti dei cambiamenti climatici.
Con questo modello, il team ha simulato come sarebbe il clima di Proxima b se avesse una composizione atmosferica simile alla Terra. Hanno anche condotto simulazioni su come sarebbe il pianeta se avesse un'atmosfera molto più semplice - una composta da azoto con tracce di anidride carbonica. Infine, ma non meno importante, hanno tenuto conto delle variazioni nell'orbita del pianeta.
Ad esempio, data la distanza del pianeta dal suo sole - 0,05 UA (7,5 milioni di km; 4,66 milioni di mi) - ci sono state domande sulle caratteristiche orbitali del pianeta. Da un lato, potrebbe essere bloccato in modo ordinato, in cui una faccia è costantemente rivolta verso Proxima Centauri. Dall'altro, il pianeta potrebbe trovarsi in una risonanza orbitale 3: 2 con il suo sole, dove ruota tre volte sul suo asse ogni due orbite (proprio come le esperienze di Mercurio con il nostro Sole).
In entrambi i casi, ciò comporterebbe l'esposizione di una parte della radiazione a un lato del pianeta. Data la natura delle stelle nane rosse di tipo M, che sono altamente variabili e instabili rispetto ad altri tipi di stelle, il lato esposto al sole verrebbe periodicamente irradiato. Inoltre, in entrambi gli scenari orbitali, il pianeta sarebbe soggetto a significative variazioni di temperatura che renderebbero difficile l'esistenza di acqua liquida.
Ad esempio, su un pianeta chiuso a chiave, i principali gas atmosferici sul lato notturno potrebbero congelarsi, lasciando la zona di luce del giorno esposta e asciutta. E su un pianeta con una risonanza orbitale 3: 2, un singolo giorno solare durerebbe molto probabilmente molto a lungo (un giorno solare su Mercurio dura 176 giorni terrestri), facendo sì che un lato diventi troppo caldo e asciughi l'altro lato troppo freddo e secco.
Tenendo conto di tutto ciò, le simulazioni del team hanno consentito alcuni confronti cruciali con studi precedenti, ma hanno anche permesso al team di andare oltre. Come ha spiegato il dott. Ian Boutle, un collega onorario dell'Università dell'Università di Exeter e autore principale dell'articolo, in un comunicato stampa dell'Università:
"Il nostro team di ricerca ha esaminato una serie di scenari diversi per la probabile configurazione orbitale del pianeta utilizzando una serie di simulazioni. Oltre a esaminare come si comporterebbe il clima se il pianeta fosse "bloccato in modo ordinato" (dove un giorno ha la stessa durata di un anno), abbiamo anche osservato come un'orbita simile a Mercurio, che ruota tre volte sul suo asse per ogni due orbite attorno al sole (una risonanza 3: 2), influenzerebbero l'ambiente. "
Alla fine, i risultati sono stati abbastanza favorevoli, poiché il team ha scoperto che Proxima b avrebbe avuto un clima notevolmente stabile con entrambe le atmosfere e in entrambe le configurazioni orbitali. Fondamentalmente, le simulazioni del software di messaggistica unificata hanno mostrato che quando entrambe le atmosfere e le configurazioni di risonanza 3: 2 e bloccate in ordine venivano tenute in conto, c'erano ancora regioni sul pianeta in cui l'acqua poteva esistere in forma liquida.
Naturalmente, l'esempio di risonanza 3: 2 ha portato a zone più sostanziali del pianeta che rientrano in questo intervallo di temperatura. Hanno anche scoperto che un'orbita eccentrica, in cui la distanza tra il pianeta e Proxima Centauri variava in modo significativo nel corso di un singolo periodo orbitale, avrebbe portato a un ulteriore aumento della potenziale abitabilità.
Come ha affermato il dott. James Manners, un altro collega onorario dell'Università e uno dei coautori del documento:
“Una delle caratteristiche principali che distingue questo pianeta dalla Terra è che la luce dalla sua stella è principalmente nell'infrarosso vicino. Queste frequenze di luce interagiscono molto più fortemente con il vapore acqueo e l'anidride carbonica nell'atmosfera che influenza il clima che emerge nel nostro modello. "
Naturalmente, prima di poter veramente comprendere se questo pianeta è in grado di sostenere la vita così come la conosciamo, è necessario molto più lavoro. Oltre a nutrire le speranze di coloro che vorrebbero vederlo colonizzato un giorno, gli studi sulle condizioni di Proxima b sono anche di estrema importanza nel determinare se la vita indigena esiste o no proprio ora.
Ma nel frattempo, studi come questo sono estremamente utili quando si tratta di anticipare quali tipi di ambienti potremmo trovare su pianeti lontani. Il dott. Nathan Mayne, responsabile scientifico della modellistica degli esopianeti all'Università di Exeter e coautore del documento, ha anche indicato che studi sul clima di questo tipo potrebbero avere applicazioni per gli scienziati qui a casa.
"Con il progetto che abbiamo ad Exeter stiamo provando non solo a comprendere la diversità un po 'sconcertante degli esopianeti scoperti, ma anche a sfruttarlo per migliorare la nostra comprensione di come il nostro clima ha e si evolverà", ha detto. Inoltre, aiuta a illustrare come le condizioni qui sulla Terra possono essere utilizzate per prevedere cosa potrebbe esistere in ambienti extra-solari.
Sebbene ciò possa sembrare un po 'incentrato sulla Terra, è del tutto ragionevole supporre che i pianeti in altri sistemi stellari siano soggetti a processi e meccanismi simili a quelli che abbiamo visto sui pianeti solari. E questo è qualcosa che siamo inevitabilmente costretti a fare quando si tratta di cercare pianeti abitabili e la vita oltre il nostro Sistema Solare. Finché non potremo andarci direttamente, saremo costretti a misurare ciò che non sappiamo con ciò che facciamo.
