Gli scienziati hanno ampliato la nostra comprensione dei pianeti potenzialmente abitabili in orbita attorno a stelle lontane includendo una componente climatica critica:la presenza di polvere nell'aria.

I ricercatori suggeriscono che i pianeti con una notevole quantità di polvere nell'aria, simili al mondo rappresentato nella classica Dune di fantascienza, potrebbero essere abitabili su una gamma più ampia di distanze dalla loro stella madre, aumentando così la finestra per i pianeti in grado di sostenere la vita.

Il team dell'Università di Exeter, il Met Office e l'Università dell'East Anglia (UEA) hanno isolato tre impatti primari di polvere.

Pianeti che orbitano vicino a stelle più piccole e più fredde del Sole, i cosiddetti M—nani, è probabile che esistano in stati di orbita di rotazione sincronizzati, con conseguente lato giorno e notte permanenti.

I ricercatori hanno scoperto che la polvere raffredda il lato diurno più caldo ma riscalda anche il lato notturno, allargando efficacemente la "zona abitabile" del pianeta, l'intervallo di distanze dalla stella in cui potrebbe esistere l'acqua superficiale. Il rilevamento e la caratterizzazione di pianeti lontani potenzialmente abitabili è attualmente più efficace per questi tipi di mondi.

I risultati, pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura , mostrano anche che per i pianeti in generale, il raffreddamento da polvere nell'aria potrebbe svolgere un ruolo significativo al confine interno di questa zona abitabile, dove fa così caldo che i pianeti potrebbero perdere la loro acqua superficiale e diventare abitabili, in uno scenario che si pensa si sia verificato su Venere.

Mentre l'acqua si perde dal pianeta e i suoi oceani si restringono, la quantità di polvere nell'atmosfera può aumentare e, di conseguenza, raffreddare il pianeta. Questo processo è un cosiddetto feedback climatico negativo, rimandare la perdita d'acqua del pianeta.

In modo cruciale, la ricerca suggerisce anche che la presenza di polvere deve essere presa in considerazione nella ricerca di biomarcatori chiave indicativi della vita, come la presenza di metano, poiché può oscurare le loro firme come osservato dagli astronomi.

Gli esperti suggeriscono che questi risultati significano che gli esopianeti devono essere considerati molto attentamente prima di essere potenzialmente rifiutati nella ricerca di mondi lontani abitabili.

Dottor Ian Boutle, autore principale dello studio e congiuntamente dal Met Office e dall'Università di Exeter ha dichiarato:"Sulla Terra e su Marte, le tempeste di polvere hanno effetti sia di raffreddamento che di riscaldamento sulla superficie, con l'effetto di raffreddamento tipicamente vincente. Ma questi pianeti con "orbita sincronizzata" sono molto diversi. Qui, i lati oscuri di questi pianeti sono nella notte perpetua, e l'effetto riscaldante vince, mentre di giorno, l'effetto di raffreddamento vince. L'effetto è quello di moderare le temperature estreme, rendendo così il pianeta più abitabile."

La presenza di polvere minerale è nota per svolgere un ruolo sostanziale nel clima, sia a livello regionale come si trova sulla Terra che a livello globale, come sperimentato su Marte.

Il team di ricerca ha eseguito una serie di simulazioni di esopianeti terrestri o delle dimensioni della Terra, utilizzando modelli climatici all'avanguardia, e ha mostrato per la prima volta che la polvere minerale presente in natura avrà un impatto significativo sulla capacità degli esopianeti di supportare la vita.

Il professor Manoj Joshi dell'UEA ha affermato che questo studio mostra ancora una volta come la possibilità che gli esopianeti supportino la vita dipenda non solo dall'irradiamento stellare, o dalla quantità di energia luminosa dalla stella più vicina, ma anche dalla composizione atmosferica del pianeta. "La polvere nell'aria è qualcosa che potrebbe mantenere i pianeti abitabili, ma oscura anche la nostra capacità di trovare segni di vita su questi pianeti. Questi effetti devono essere considerati nella ricerca futura".

Il progetto di ricerca comprendeva parte di un progetto universitario di Duncan Lyster, che compare nell'elenco degli autori del giornale. Duncan, che ora gestisce la propria attività creando tavole da surf ha aggiunto:"È emozionante vedere i risultati della ricerca pratica nel mio ultimo anno di studio dando i suoi frutti. Stavo lavorando a un affascinante progetto di simulazione dell'atmosfera di un esopianeta, ed è stato abbastanza fortunato da far parte di un gruppo che potrebbe portarlo a livello di ricerca di livello mondiale."

La ricerca per identificare pianeti abitabili ben oltre il nostro sistema solare è parte integrante delle missioni spaziali attuali e future, molti si sono concentrati sulla risposta alla domanda se siamo soli.

Nathan Mayne, dell'Università di Exeter, che insieme a un coautore ha potuto lavorare a questo progetto grazie ai finanziamenti del Science and Technology Facilities Council (STFC) ha aggiunto:"Ricerche come questa è possibile solo incrociando le discipline e combinando l'eccellente comprensione e le tecniche sviluppate per studiare il clima del nostro pianeta, con astrofisica all'avanguardia.

"Per poter coinvolgere in questo gli studenti universitari di fisica, e altri progetti, offre anche un'eccellente opportunità per coloro che studiano con noi di sviluppare direttamente le competenze necessarie in tali progetti tecnici e collaborativi."