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Ci sono così tanti mondi acquatici là fuori

Astronomia : Ci sono così tanti mondi acquatici là fuori

Da quando il primo esopianeta è stato confermato nel 1992, gli astronomi hanno trovato migliaia di mondi oltre il nostro Sistema Solare. Con sempre più scoperte che accadono continuamente, il focus della ricerca sugli esopianeti ha iniziato a spostarsi lentamente dalla scoperta degli esopianeti alla caratterizzazione degli esopianeti. In sostanza, gli scienziati stanno ora cercando di determinare la composizione degli esopianeti per determinare se potrebbero o meno sostenere la vita.

Una parte fondamentale di questo processo è capire quanta acqua esiste sugli esopianeti, che è essenziale per la vita come la conosciamo. Durante una recente conferenza scientifica, un team di scienziati ha presentato una nuova ricerca che indica che l'acqua è probabilmente una componente importante di quegli esopianeti che hanno dimensioni da due a quattro volte più grandi della Terra. Questi risultati avranno serie implicazioni quando si tratta della ricerca della vita oltre il nostro Sistema Solare.

La ricerca è stata oggetto di una presentazione intitolata "Interpretazione del modello di crescita della distribuzione delle dimensioni del pianeta", che si è svolta alla conferenza Goldschmidt 2018 a Boston. Durante una sessione intitolata "Il ruolo dell'estrema atmosfera atmosferica dagli esopianeti caldi", il team ha presentato risultati che indicavano che i mondi acquatici potrebbero essere più comuni di quanto si pensasse in precedenza.

Rappresentazione dell'artista di un mondo acquatico. Un nuovo studio suggerisce che i pianeti che sono molte volte la massa e il raggio della Terra potrebbero essere mondi acquatici. Credito: David A. Aguilar (CfA)

Questi risultati si basavano sui dati della missione Kepler Space Telescope e Gaia, che sono stati analizzati da un team internazionale di scienziati guidati dal dott. Li Zeng, un ricercatore del Dipartimento di Scienze della Terra e del Pianeta dell'Università di Harvard. Come indicato, la missione di Keplero ha misurato con precisione il raggio di oltre 4000 candidati esopianeti, insieme ai loro periodi orbitali e ad altri parametri.

Questi candidati esopianeti possono essere divisi in due categorie di dimensioni: quelli che hanno un raggio di 1, 5 volte il raggio della Terra e quelli che hanno una media di circa 2, 5 raggi della Terra. In combinazione con le misurazioni di massa e recenti del raggio della missione Gaia, il team è stato in grado di sviluppare un modello della struttura interna di questi pianeti. Mentre si ritiene che i pianeti che rientrano nella prima categoria siano rocciosi, si pensa che questi ultimi vadano da super-Terre a giganti gassosi delle dimensioni di Nettuno.

Tuttavia, secondo il modello sviluppato da Li e dai suoi colleghi, molti dei pianeti extrasolari confermati che sono tra le due e le quattro volte le dimensioni della Terra possono in effetti essere mondi acquatici. Su questi pianeti, circa il 50% della massa è costituita da acqua, mentre l'acqua costituisce solo lo 0, 2% della massa terrestre. Come ha spiegato il dott. Zeng nel corso della presentazione:

È stata una grande sorpresa rendersi conto che ci devono essere così tanti mondi acquatici Abbiamo esaminato il modo in cui la massa si collega al raggio e abbiamo sviluppato un modello che potrebbe spiegare la relazione. Il modello indica che quegli esopianeti che hanno un raggio di circa x1, 5 raggio terrestre tendono ad essere pianeti rocciosi (di solito x5 la massa della Terra), mentre quelli con un raggio di x2, 5 raggio terrestre (con una massa intorno a x10 quello della Terra) sono probabilmente mondi acquatici .

L'impressione dell'artista di un ipotetico pianeta oceanico con due satelliti naturali. Credito: Wikipedia Commons / Lucianomendez

Tuttavia, quando si considerano le caratteristiche orbitali di questi pianeti (cioè quanto strettamente orbitano attorno alle rispettive stelle), inizia a emergere un'immagine molto interessante. Come ha spiegato Li, questi "mondi acquatici" non sono così tanti pianeti rocciosi che sono coperti in oceani profondi, ma un tipo di pianeta completamente nuovo per il quale non esiste un equivalente nel Sistema Solare.

Questa è acqua, ma non come si trova qui sulla Terra. Si prevede che la loro temperatura superficiale sia compresa tra 200 e 500 gradi Celsius. La loro superficie può essere avvolta in un'atmosfera dominata dal vapore acqueo, con uno strato di acqua liquida al di sotto. Muovendosi più in profondità, ci si aspetterebbe di scoprire che quest'acqua si trasforma in ghiacci ad alta pressione prima di raggiungere il solido nucleo roccioso. Il bello del modello è che spiega come la composizione si collega ai fatti noti su questi pianeti

Forse ancora più sorprendente è stato quanto sembrano comuni questi pianeti. Secondo il loro studio, Li e i suoi colleghi hanno indicato che circa il 35% di tutti gli esopianeti conosciuti che sono più grandi della Terra dovrebbero essere ricchi di acqua. Inoltre, ipotizzano che probabilmente si sono formati in modo simile a come si ritiene che i nuclei dei giganti gassosi abbiano formato un nucleo roccioso circondato da strati di materiale volatile reso solido dalla pressione.

Naturalmente, questa scoperta ha implicazioni significative per la ricerca della vita oltre il nostro Sistema Solare. Fino ad ora, l'idea che l'acqua fosse essenziale per la vita come la conosciamo è stata una conclusione scontata per gli scienziati. Ma se questo studio è corretto, allora sembra che l'acqua sia molto più abbondante sugli esopianeti rispetto a prima, e potrebbe essere un ostacolo alla vita come la conosciamo.

L'impressione dell'artista di un pianeta a "bulbo oculare", un mondo acquatico in cui il lato esposto al sole è in grado di mantenere un oceano di acqua liquida. Credito e copyright: eburacum45 / DeviantArt

Se davvero i mondi acquatici sono costituiti da atmosfere calde e piene di vapore e densi strati di ghiaccio più vicini ai loro nuclei, allora sarebbe difficile per la vita emergere su questi mondi. Fondamentalmente, il caldo estremo e la mancanza di accesso alla luce solare sufficiente, all'attività idrotermale e alle masse terrestri renderebbe un ambiente piuttosto ostile. Tuttavia, lo studio offre alcune intriganti possibilità quando si tratta di caratterizzare gli esopianeti e vedere cosa c'è là fuori.

Guardando al futuro, Li e i suoi colleghi sperano che il nuovo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) possa trovare molti altri di questi mondi acquatici. A questo seguiranno i telescopi terrestri - e il presto lanciato James Webb Space Telescope (JWST) - che fornirà misurazioni spettroscopiche che aiuteranno gli scienziati a caratterizzare le composizioni e le atmosfere di questi pianeti.

Come ha affermato la professoressa Sara Seager, professore di Scienze planetarie presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) e vicedirettore scientifico della missione TESS:

“È incredibile pensare che gli enigmatici esopianeti di dimensioni intermedie potrebbero essere mondi acquatici con grandi quantità di acqua. Speriamo che le osservazioni sull'atmosfera in futuro - di spesse atmosfere di vapore - possano supportare o confutare le nuove scoperte. "

Nel frattempo, ci sono ancora molti mondi rocciosi là fuori da esplorare per i segni della vita!

Ulteriori letture: Eureka Alert !, Goldschmidt2018

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