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    C'è vita sulle super-Terre? La risposta potrebbe risiedere nei loro nuclei

    L'abitabilità di una super-Terra potrebbe essere correlata al fatto che possiede un campo magnetico. Credito:ESA/Hubble, M. Kornmesser, con licenza CC BY 4.0. Rappresentazione artistica della super-Terra K2-18 b

    Pianeti rocciosi più grandi del nostro, le cosiddette super-Terre, sono sorprendentemente abbondanti nella nostra Galassia, e si presentano come i pianeti più probabili per essere abitabili. Ottenere un'idea migliore delle loro strutture interne aiuterà a prevedere se diversi pianeti sono in grado di generare campi magnetici, ritenuti favorevoli alla sopravvivenza della vita.

    L'acqua atmosferica è stata scoperta da scienziati europei su un pianeta a 124 anni luce da noi. È possibile che si formino nuvole e anche la pioggia cada su questo mondo lontano, soprannominato K2-18 b. Il pianeta si trova all'interno di quella che gli astronomi chiamano la zona abitabile, con una temperatura che potrebbe consentire alla vita di prosperare lì.

    Il pianeta roccioso è otto volte la massa della Terra ed è conosciuto come una super-Terra. Questo è il nome dato ai pianeti tra le dimensioni della Terra e Nettuno. "Le Super-Terre sono in realtà il tipo di pianeta più comune nella nostra galassia, " ha detto il dottor Ingo Waldmann, esploratore di pianeti extrasolari presso l'University College di Londra, UK, uno degli scienziati che ha riferito dell'esistenza del mondo acquatico K2-18 b. Le Super-Terre sono anche possibili residenze di vita aliena.

    Il primo pianeta in orbita attorno a una stella attiva oltre il nostro sistema solare è stato scoperto nel 1995. Da allora, il telescopio spaziale Kepler ha aumentato il tasso di scoperta, con 4, 000 di questi pianeti extrasolari ora conosciuti. Inizialmente, grandi giganti gassosi vicino alle loro stelle, 'caldi Giove, "sembrava più comune, ma man mano che si accumulavano sempre più super-Terre, gli scienziati rimasero perplessi per la loro abbondanza.

    "I primi sistemi di esopianeti trovati erano quelli semplici, con un Giove caldo che gira intorno a una stella. Non ci aspettavamo davvero niente come le super-Terre, ma poi hanno iniziato a presentarsi, " disse il dottor Waldmann. "Al momento non sappiamo niente delle super-Terre, perché non esistono nel nostro sistema solare."

    Diversi

    La maggior parte di questi misteriosi pianeti vengono scoperti quando transitano davanti a piccole stelle e fanno sì che la luce delle stelle si affievolisca. Da questa, i ricercatori possono calcolare la massa e il raggio del pianeta e le prove suggeriscono che questi mondi sono incredibilmente diversi nella loro composizione.

    "Le Super-Terre possono essere davvero ogni sorta di cose, " ha detto il dottor Waldmann. Fa l'esempio di 55 Cancri e, un pianeta con un oceano di lava a temperature abbastanza alte da fondere il ferro, e Gliese 1214 b, che è un potenziale pianeta oceanico costituito principalmente da acqua. Gli scienziati deducono quali molecole si trovano nell'atmosfera di un pianeta studiando la luce delle stelle mentre vi attraversa.

    Sapere cosa succede all'interno di questi pianeti lontani è molto più difficile. "Possiamo guardare la superficie della stella per ottenere suggerimenti sulla chimica e sulla composizione di un pianeta, che ci dà suggerimenti su quanto ferro o silicio possono esserci in un pianeta, " ha detto il dottor Razvan Caracas, mineralogista planetario dell'École Normale Supérieure de Lyon in Francia.

    Questo è importante perché a seconda che ci sia un nucleo solido, forse fatto di nichel o nichel e ferro, e un nucleo esterno di metallo liquido, un pianeta potrebbe o meno avere un campo magnetico. Il campo magnetico terrestre mantiene la maggior parte della radiazione solare lontana da noi deviando un flusso di particelle cariche in modo che non raggiungano la superficie del nostro pianeta. I ricercatori ritengono che questo tipo di schermatura sarebbe necessario affinché la vita emerga altrove.

    Il Dr. Caracas ha supervisionato un progetto chiamato ABISSE che ha eseguito simulazioni al computer di varie miscele di ferro-nichel a pressioni estremamente elevate per vedere come si comportavano. Questi sono i metalli che probabilmente si trovano al centro delle super-Terre, ma non è chiaro se ferro e nichel si mescolerebbero insieme, separarsi in diversi strati o diventare liquidi alle intense pressioni all'interno di grandi pianeti.

    Comprendendo il tipo di struttura centrale che potrebbe derivare dalle proporzioni di nichel e ferro, gli scienziati sperano di capire cosa potrebbe accadere all'interno delle super-Terre in base a ciò che scopriamo sulla loro composizione chimica.

    Prima del telescopio spaziale Kepler della NASA, si pensava che la maggior parte degli esopianeti fossero giganti gassosi e Giove caldi. Dopo i nove anni di missione, la maggior parte degli esopianeti ora conosciuti sono in realtà pianeti rocciosi con una dimensione che va dalla Terra a Nettuno. Credito:NASA/Centro di ricerca Ames/Natalie Batalha/Wendy Stenzel

    Protezione

    "Due core potrebbero comportarsi in modo diverso, e uno potrebbe avere un campo magnetico e l'altro no, " ha spiegato il dottor Caracas. "Un campo magnetico più forte ti offre una migliore protezione in superficie dai raggi del sole, e questo significa che puoi creare molecole organiche più complesse."

    Dott. Guillaume Fiquet, fisico sperimentale al CNRS e all'Università della Sorbona di Parigi, Francia, sta anche cercando di capire gli interni della super-Terra attraverso un progetto chiamato PLANETDIVE. "Quando si parla di abitabilità dei pianeti, questo è spesso legato alla presenza di un campo magnetico, che di per sé è legato all'avere un qualche tipo di nucleo metallico o almeno materiale conduttivo (in movimento vigoroso), " Egli ha detto.

    Sta studiando come si comportano materiali come il ferro sotto pressione all'interno delle super-Terre, che potrebbe essere fino a 1 terapascal, tre volte la pressione all'interno della Terra. Questo schiaccia insieme gli atomi e può cambiare le proprietà dei materiali, il che significa che la nostra conoscenza di come si comportano sulla Terra potrebbe non applicarsi agli esopianeti.

    "Gli esopianeti possono essere pianeti più grandi della Terra, il che significa che le pressioni e le temperature potrebbero essere molto maggiori, "Il dottor Fiquet ha detto, "Questo ci costringe a provare a sviluppare nuovi strumenti per accedere a stati speciali della materia che ancora non conosciamo".

    Il dottor Fiquet fa luce su questo mistero ricreando le alte temperature e le pressioni estreme che possono trovarsi nel cuore di questi pianeti esotici. Lo fa su scale incredibilmente piccole, sparando potenti laser su minuscoli frammenti di metallo o schiacciandoli tra microscopiche incudini di diamante.

    Questa configurazione sperimentale lo ha aiutato a disegnare curve di fusione per elementi come il ferro che probabilmente si trovano al centro delle super-Terre sotto intensa pressione. Questi possono quindi essere usati per perfezionare le proprietà dei materiali che gli scienziati usano per dedurre ciò che accade all'interno delle super-Terre e, in definitiva, saperne di più sulla loro composizione chimica di massa, dice il dottor Fiquet.

    Nel frattempo, Il Dr. Waldmann guida la ricerca per aiutare gli astronomi a gestire i dati della super-Terra provenienti da future scoperte di esopianeti utilizzando l'intelligenza artificiale (AI). Abbiamo bisogno dell'intelligenza artificiale, disse il dottor Waldmann, 'perché tutti questi dati sono estremamente difficili da analizzare e saremo spinti al limite di ciò che è possibile fare a mano".

    Le Super-Terre sono i primi candidati per l'esistenza della vita extraterrestre. La sua intelligenza artificiale, sviluppato attraverso il progetto ExoAI, aiuterà gli astronomi a interpretare le osservazioni di sostanze chimiche nell'atmosfera di un esopianeta, Per esempio, e dire loro se una super-Terra è interessante per ulteriori studi o meno.

    "Questo è il Santo Graal, " Ha aggiunto il dottor Waldmann. "Trovare firme chimiche nell'atmosfera di una super-Terra dovute alla vita. Speriamo di farlo nei prossimi due anni, o decenni."


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