Molti titoli e discussioni sull'abitabilità degli esopianeti si concentrano sulla loro vicinanza alla loro stella e sulla presenza di acqua. Ha senso, perché quelli sono fattori fortemente limitanti. Ma quelle caratteristiche planetarie sono in realtà solo un punto di partenza per la discussione abitabile / non abitabile. Anche ciò che accade all'interno di un pianeta è importante.
C'è un numero quasi sorprendente di fattori che rendono la Terra un pianeta che sostiene la vita. L'atmosfera, l'acqua, la vicinanza alla sua stella. Il tipo di stella e la sua stabilità, la stabilità orbitale del pianeta, la sua posizione nella galassia. Questi sono solo alcuni di quelli che vengono spesso discussi. Anche altri fattori più esoterici come le dimensioni della Luna possono svolgere un ruolo cruciale.
"Il cuore dell'abitabilità sta nell'interno planetario."
Da "Che cosa rende un pianeta abitabile?"
Ma è anche il nucleo fuso della Terra che svolge un ruolo fondamentale nell'abitabilità della Terra, creando la magnetosfera che ci protegge dai raggi della morte del Sole. E sebbene potremmo avere familiarità con quell'aspetto del nucleo terrestre che consente l'abitabilità, la sua composizione interna contribuisce in altri modi.
Un team di ricercatori del Carnegie Institute ha scritto una lettera pubblicata su Science, invitando i ricercatori ad ampliare il loro campo di applicazione quando si tratta di determinare l'abitabilità. L'essenza della loro lettera è che l'abitabilità è troppo complessa per essere determinata da una disciplina scientifica e che è necessario un approccio globale olistico o altamente integrato per ottenere un metodo più pratico per determinare quale esopianeta potrebbe essere abitabile.
Ed è una lettura affascinante.
"L'umanità costruirà una biblioteca di informazioni sulle buste gassose che comprendono solo un milionesimo della massa di un esopianeta."
Da "Ciò che rende un pianeta abitabile".
Man mano che il nostro potere osservativo cresce, gli scienziati sostengono che anche la nostra metodologia per determinare l'abitabilità deve crescere.
Attualmente, gli scienziati possono rilevare un esopianeta, determinare la sua vicinanza alla sua stella, limitare la sua massa e densità, quindi fare ipotesi probabilistiche sulla potenziale abitabilità da lì. Il focus di questo è cercare di accertare quale sarà l'atmosfera di un dato pianeta. Ma anche se abbiamo la giusta atmosfera, abbiamo davvero solo sbucciato il primo strato di cipolla. Come si dice nella loro lettera, "L'umanità costruirà una biblioteca di informazioni sulle buste gassose che comprendono solo un milionesimo della massa di un esopianeta".
Ma allora cosa? E il resto della massa del pianeta? Determina l'abitabilità?
Il team di scienziati è Anat Shahar, Peter Driscoll, Alycia Weinberger e George Cody. Nella loro lettera parlano dei molti modi in cui l'interno della Terra determina la sua abitabilità.
Il team riconosce che dalla nostra prospettiva di caccia al pianeta, tutto inizia con l'atmosfera. Segnali stuzzicanti dall'atmosfera, come la presenza di ossigeno o una composizione chimica sbilanciata, potrebbero essere segni di vita e abitabilità. Ma sono tutt'altro che definitivi.
Le atmosfere sono cose complesse e dinamiche. Sono soggetti a tutti i tipi di input, dalle fonti di sostanze chimiche all'interno degli interni della Terra alla capacità di un interno di agire come pozzi per sostanze chimiche. Sono sempre in evoluzione e richiede un certo tipo di stabilità per lunghi periodi di tempo affinché la vita possa prosperare.
Tutti hanno familiarità con il ciclo dell'acqua della Terra, ma ci sono anche altri cicli al lavoro. Quando i vulcani esplodono e il magma raggiunge la superficie attraverso le prese d'aria, vengono rilasciate sostanze chimiche che vengono poi riciclate nella crosta. Se alcuni prodotti chimici possono accumularsi, limitano fortemente le prospettive di vita. Nel documento, gli autori usano l'esempio del carbonio, che i processi atmosferici possono rimuovere dall'atmosfera e portare al fondo del mare. Lì vengono riciclate all'interno all'interno delle zone di subduzione tra placche tettoniche.
Il punto che stanno sottolineando è che non puoi davvero giudicare l'atmosfera senza sapere quali sono i processi interni del pianeta.
Ma non sono solo i processi all'interno che influenzano l'abitabilità. È anche la composizione.
I mattoni elementari per i pianeti sono coerenti e includono ossigeno, silicio e ferro. Ma gli importi e le proporzioni di questi elementi costitutivi possono variare notevolmente. Ciò è determinato dalle condizioni nel disco protoplanetario da cui si sono formati i pianeti. Come gli autori chiariscono nella loro lettera, la quantità di questi elementi e il modo in cui vengono elaborati durante la formazione planetaria possono variare di un ampio margine.
La loro composizione finale nel pianeta può anche variare a causa delle condizioni del disco protoplanetario. Ad esempio, la formazione di pianeti giganti nelle prime fasi del sistema solare può influenzare la composizione dei pianeti che si formano in seguito.
Tutta questa varietà crea un insieme sconcertante di variabili quando si tratta di determinare l'abitabilità.
"La ricerca necessaria per indagare in modo coerente su questi processi non può essere svolta dagli scienziati in un'unica disciplina isolata".
Da "Ciò che rende un pianeta abitabile".
Ciò che gli autori sostengono è un nuovo modo di cercare l'abitabilità. Propongono un modo più interdisciplinare per farlo. Come si dice nella loro lettera, "La ricerca necessaria per indagare in modo coerente su questi processi non può essere svolta dagli scienziati in un'unica disciplina isolata".
Propongono ricerche sperimentali che si concentrano su cose come la fisica minerale e altri studi osservazionali sulle composizioni di dischi stellari e planetari. Questa nuova conoscenza verrebbe utilizzata per costruire un modello migliore per comprendere l'abitabilità, qualcosa che ci porterebbe oltre la nostra dipendenza dall'acqua liquida, dalla composizione atmosferica, dalla vicinanza alla sua stella e dagli altri fattori che usiamo per cercare di determinare l'abitabilità.
Quindi gli scienziati non stanno dando abbastanza peso all'interno di un pianeta quando provano a determinare l'abitabilità? La risposta è ... forse.
Forse abbiamo bisogno di un sistema più graduato di classificazione degli esopianeti. L'abitabilità di livello 1 potrebbe indicare i requisiti di base per l'abitabilità. Vicinanza a una stella appropriata, probabilmente acqua liquida, cose del genere. Da lì, diversi livelli potrebbero essere codificati in base a condizioni sempre più rigide.
Lammer et. al. hanno proposto qualcosa del genere nel loro articolo del 2009 "Cosa rende abitabile un pianeta?" Ma il loro sistema di classificazione a quattro livelli non ha scavato troppo a fondo negli interni degli esopianeti. In un articolo del 2012 intitolato "Sulla probabilità di pianeti abitabili", Francois Forget ha raccontato Lammer et. il sistema di classificazione di al. prima di approfondire i processi geofisici che devono essere presenti prima che un pianeta possa essere abitabile.
Questa lettera sollecita la comunità scientifica ad andare oltre.
È probabilmente necessario un modello praticabile e più dettagliato di interni di esopianeti, basato non solo sull'atmosfera ma sulla composizione e le condizioni del disco. Nel prossimo futuro, telescopi più potenti ci aiuteranno a conoscere meglio gli esopianeti, magari dandoci persino immagini reali di alcuni di essi.
Ma se la squadra dietro questa lettera ha ragione, non sarà sufficiente per determinare l'abitabilità. Dobbiamo staccare più strati di cipolla e ciò potrebbe richiedere il tipo più sofisticato di modello che prevedono.
