LO STUDIO SU MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY

Alla scoperta del clima dei pianeti extrasolari

Due astronomi della Cornell University hanno sviluppato un modello per determinare il clima di esopianeti potenzialmente abitabili a partire dalla radiazione riflessa dalla loro superficie e dalla luce incidente emessa dalla stella ospite. I risultati aiuteranno gli scienziati nella ricerca di altri pianeti simili alla Terra in grado di ospitare la vita

     20/05/2020
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Stazioni meteorologiche poste sulla Terra, satelliti in orbita geostazionaria e modelli climatici permettono oggi di fare previsioni meteo e determinare il clima del nostro pianeta in maniera molto accurata. Fare queste previsioni per mondi distanti anni luce dalla Terra, come potete immaginare, è un po’ più complicato. Complicato, ma non impossibile.

Illustrazione artistica che mostra come l’interazione di differenti tipi di soli con le varie superfici di esopianeti simili alla Terra crei climi molto diversi tra loro. Un’indicazione che permette agli astronomi di utilizzare le caratteristiche cromatiche, cioè gli spettri della luce riflessa, come riferimento per individuare altri possibili pianeti abitabili. Crediti: Jack Madden / Cornell

Un team di astronomi della Cornell University, dopo aver esaminato una dozzina di tipi di soli e una serie di superfici planetarie, ha creato un modello per determinare i climi di esopianeti potenzialmente abitabili in galassie lontane.

Un “decodificatore” che utilizza come dati di partenza la luce riflessa dal pianeta, ovvero la sua albedo, e la luce incidente proveniente dalla stella ospite. «Abbiamo osservato come le diverse superfici di pianeti, posti in zone abitabili di sistemi solari distanti, potrebbero influenzarne il clima», dice Jack Madden, postdoc alla Cornell University e primo autore dello studio pubblicato sulla rivista Mnras.

«La luce riflessa dalla superficie dei pianeti svolge un ruolo significativo non solo sul clima generale, ma anche sugli spettri rilevabili di pianeti simili alla Terra», aggiunge il ricercatore. «Immaginate di indossare una camicia scura in una calda giornata estiva. Sentirete caldo, perché la camicia scura non riflette la luce. Ha un albedo basso, cioè assorbe la luce e trattiene il calore. Se indossate invece un colore chiaro, come il bianco, la sua albedo alta rifletterà la luce e la camicia vi manterrà più freschi. Con le stelle e i pianeti è la stessa cosa».

Ad esempio, un pianeta roccioso di basalto nero, che assorbe bene la luce, tenderebbe a essere molto caldo, ma se aggiungiamo sabbia in superficie o nuvle in atomosfera ecco che si raffredda.. Pianeti con una folta vegetazione, in orbita attorno a una stella rossa di tipo K,  probabilmente avranno temperature basse, a causa del modo in cui quelle superfici riflettono la luce.

La quantità di luce riflessa da una superficie dipende naturalmente dalla luce incidente, e dunque dal tipo di sole che la emette. Inserendo questi dati nel modello da loro creato, i ricercatori hanno così analizzato come il clima, la composizione atmosferica e gli spettri  di esopianeti rocciosi situati in zone abitabili vengano influenzati.

«Esiste un’importante interazione tra il colore di una superficie e la luce che la colpisce», osserva a questo proposito l’altra autrice dello studio, nonché direttrice del Carl Sagan Institute della Cornell University, l’astronoma Lisa Kaltenegger. «Ciò che costituisce la superficie di un esopianeta, quante nuvole lo circondano e il colore del sole possono cambiarne significativamente il clima».

Il loro studio mostra come l’interazione delle diverse superfici planetarie con le rispettive stelle ospiti crei climi molto diversi tra loro. Un risultato che può aiutare gli scienziati nella ricerca di mondi potenzialmente abitabili attraverso l’utilizzo dell’aspetto cromatico, cioè degli spettri della luce riflessa, come riferimento per individuarne altri simili, nell’attesa che telescopi come il James Webb Space Telescope, il Giant Magellan telescope, il Thirty Meter Telescope o l’Extremely Large Telescope, una volta operativi, ottengano i primi dati della composizione atmosferica, e quindi delle caratteristiche climatiche, di esopianeti lontani simili alla Terra potenzialmente in grado di sostenere la vita.

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