SE LA ROCCIA È FUSA, IL RAGGIO CRESCE DEL 5 PER CENTO

Mondi liquidi, mondi rocciosi

Un team di scienziati dell'università di Berna, in Svizzera, ha determinato le differenze in termini di dimensioni e spettro di emissione tra esopianeti simile alla Terra con un diverso stato del mantello – solido o fuso. I risultati sono pubblicati su Astronomy & Astrophysics

     10/10/2019
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Illustrazione artistica di un pianeta roccioso dal mantello caldo e fuso. Dall’esterno verso l’interno: atmosfera degassata; crosta primordiale; mantello fuso; mantello solido e nucleo metalico. Crediti: Thibaut Roger

Determinare la differenza nel rapporto massa-raggio di esopianeti dalle dimensioni simili alla Terra, caldi, e con grandi atmosfere degassate che differiscono nello stato del loro mantello. È stato questo l’obiettivo di uno studio condotto da ricercatori dell’Università di Berna, in Svizzera, pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics. 

L’individuazione di oltre mille esopianeti rocciosi ha inaugurato una nuova era della ricerca esoplanetaria, quella della individuazione e caratterizzazione di mondi alieni simili alla Terra e potenzialmente abitabili. Questi esopianeti, tuttavia, sono relativamente piccoli, il che li rende difficili da individuare. Ci sono condizioni più favorevoli per trovare pianeti così piccoli sparsi nell’universo? La risposta è sì e sta nel mantello, lo strato concentrico tra la crosta e il nucleo. «Un pianeta roccioso caldo, fuso e che possibilmente ospita una grande atmosfera degassata ha tutte le carte in regola», dice Dan Bower, astrofisico presso il Center for Space and Habitability (CSH) dell’Università di Berna e primo autore dello studio in questione.

Ma perché questa tipologia di esopianeti sarebbe più semplice da individuare? La risposta che si evince dallo studio è la seguente: un esopianeta simile per dimensioni alla Terra, il cui mantello sia fuso, ha un diametro più grande del 5 per cento rispetto alla sua controparte con un mantello solido. Il motivo è semplice: «I silicati fusi contenuti in questo involucro occupano un volume maggiore dell’equivalente solido», spiega il ricercatore. Un diverso destino del mantello e dei suoi costituenti che prende avvio durante una precisa epoca di formazione: l’epoca del magma oceanico, una fase nella quale c’è un “dialogo” tra atmosfera, superficie e interno del pianeta e dalla quale dipende la sua struttura verticale alla fine del processo di formazione. Uno stadio, questo del magma oceanico, che in alcuni casi, come per la Terra, è transitorio – il magma perde calore dalla superficie, la sua temperatura diminuisce e inizia a solidificare dal basso verso – mentre in altri è permanente.

È interessante notare che la differenza del 5 per cento nel raggio dei pianeti può essere misurata con i telescopi attuali e futuri, ad esempio con  Cheops, il telescopio spaziale europeo che verrà lanciato entro la fine dell’anno, o con il James Webb Space Telescope della Nasa «Ovviamente non potremo mai osservare la Terra all’epoca in cui era calda e fusa», aggiunge Bower,«ma è interessante notare che la scienza esoplanetaria sta aprendo le porte alle osservazioni di analoghi primordiali della Terra e di Venere che potrebbero influenzare notevolmente la nostra comprensione della Terra e dei pianeti del Sistema solare. Pensare alla Terra nel contesto degli esopianeti, e viceversa, offre nuove opportunità per comprendere i pianeti sia all’interno che al di fuori del Sistema solare». E sebbene il rilevamento d’un pianeta roccioso attorno a una stella luminosa simile al Sole rimarrà fuori portata almeno fino al lancio della missione dell’Agenzia spaziale europea Plato, nel 2026, concludono i ricercatori, pianeti delle dimensioni della Terra intorno a stelle più fredde e più piccole come  Trappist-1 o Proxima b  sono già al centro dell’attenzione.

Per saperne di più:

Correzione dell’11.10.2019: in una versione precedente era erroneamente indicata la Germania come paese d’appartenenza dell’università di Berna.