LO STUDIO SU ASTRONOMICAL JOURNAL

Così Giove può modificare l’abitabilità della Terra

Mediante modelli che simulano il comportamento dei sistemi planetari, un gruppo di ricerca guidato dall'Università della California - Riverside ha scoperto che le modifiche nella forma dell'orbita di Giove inducono cambiamenti nell'orbita della Terra che possono tradursi in una aumentata abitabilità planetaria

     14/09/2022
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Di tutti i pianeti del Sistema solare, la Terra è l’unico mondo ad essere abitabile e ad aver mantenuto le condizioni di abitabilità per un tempo sufficiente affinché in esso emergesse la vita così come la conosciamo. Il motivo di ciò è da ricercare nella sua “perfetta” architettura planetaria: la distanza dal Sole, la velocità di rotazione, l’inclinazione dell’asse di rotazione (obliquità assiale), l’orientamento dell’inclinazione assiale (precessione), etc.

Esempi di orbite planetarie con differente eccentricità. Crediti: (Nasa/Jpl-Caltech)

Ma cosa accadrebbe a questa architettura, e quindi alla sua abitabilità planetaria, se l’orbita di un grosso compagno planetario, ad esempio Giove, diventasse più eccentrica (cioè più ovalizzata), passando, ad esempio, da ellittica a iperbolica?

Un team di ricercatori dell’Università della California – Riverside, negli Usa, ha provato a rispondere a questa domanda, effettuando sofisticate simulazioni al computer. Il risultato è che la Terra potrebbe diventare più ospitale di quanto non sia oggi.

Per valutare in che misura le modifiche della dinamica orbitale di un pianeta massiccio influenzino il potenziale di abitabilità d’un pianeta simile alla Terra, i ricercatori hanno condotto simulazioni basate sui dati del Sistema solare come è noto oggi, modificando però le caratteristiche dell’orbita di Giove rendendola più eccentrica, creando in questo modo un sistema planetario alternativo. Terminata la simulazione, hanno registrato l’evoluzione orbitale risultante della Terra e l’hanno utilizzata come input per creare un nuovo modello dell’inclinazione assiale del pianeta. Infine, attraverso modelli climatici, hanno stimato l’impatto delle modifiche dell’eccentricità, dell’inclinazione e della precessione sul suo clima.

I risultati delle simulazioni, riportati in un articolo pubblicato la settimana scorsa sulla rivista Astronomical Journal, suggeriscono che la modifica dell’orbita di un compagno planetario di massa gioviana indurrebbe in un pianeta simile alla Terra cambiamenti nella forma dell’orbita, che si tradurrebbero in una aumentata abitabilità planetaria. A una condizione, però: che l’inclinazione dell’asse di rotazione della Terra rispetto alla stella sia sufficientemente bassa da mantenere le temperate miti durante tutto l’anno.

«Se la posizione di Giove rimanesse la stessa ma la forma della sua orbita cambiasse, l’abitabilità di questo pianeta potrebbe effettivamente aumentare», dice Pam Vervoort, scienziata planetaria all’Università della California – Riverside e prima autrice dello studio.

L’aumentata abitabilità della Terra sarebbe dovuta alla ovalizzazione della sua orbita indotta dalle modificate caratteristiche orbitali di Giove. Una maggiore eccentricità orbitale, infatti, modificherebbe l’insolazione della Terra, rendendo le estati più calde. Come conseguenza, durante questa stagione, le temperature della superficie terrestre che attualmente si trovano sotto lo zero aumenterebbero, posizionandosi tra zero e cento gradi Celsius, un intervallo di temperature che permette la vita a molteplici forme di vita.

Il confronto delle dimensioni di Giove e della Terra mostra perché qualsiasi cambiamento relativo al pianeta gigante avrebbe effetti a catena. Crediti: Nasa

E se a cambiare non è l’orbita ma la posizione del pianeta? Secondo lo studio, se Giove si posizionasse molto più vicino al Sole, ciò indurrebbe un’inclinazione assiale estrema della Terra che farebbe congelare ampie porzioni della sua superficie.

Questi risultati ribaltano due ipotesi scientifiche di lunga data sul Sistema solare. «Molti sono convinti che la Terra è il modello perfetto di un pianeta abitabile e che qualsiasi cambiamento nell’orbita di Giove, essendo il pianeta enorme che è, potrebbe solo essere dannoso per la Terra», sottolinea a questo proposito Vervoort. «Con queste simulazioni, mostriamo che entrambe le ipotesi sono sbagliate».

Molti dei parametri richiesti per simulare in modo affidabile la dinamica orbitale e il moto di rotazione degli esopianeti nella zona abitabile, non sono attualmente ottenibili, concludono i ricercatori. Tuttavia, si prevede che nei prossimi anni saranno compiuti progressi significativi nelle strutture di osservazione e nelle tecniche di analisi. Questo, combinato con la nostra crescente comprensione dell’evoluzione dei dischi protoplanetari e della formazione dei pianeti, ci fornirà senza dubbio una pletora di nuovi strumenti per migliorare la caratterizzazione degli esopianeti e valutare in modo più affidabile la loro potenziale abitabilità, focalizzando la futura ricerca di prove della vita oltre la Terra verso gli obiettivi più promettenti.

 

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