Un giorno, l'umanità potrebbe mettere piede su un altro pianeta abitabile. Quel pianeta potrebbe sembrare molto diverso dalla Terra, ma una cosa ti sembrerà familiare:la pioggia.

In un recente documento, I ricercatori di Harvard hanno scoperto che le gocce di pioggia sono notevolmente simili in diversi ambienti planetari, anche pianeti così drasticamente diversi come la Terra e Giove. Comprendere il comportamento delle gocce di pioggia su altri pianeti è la chiave non solo per rivelare l'antico clima su pianeti come Marte, ma anche per identificare pianeti potenzialmente abitabili al di fuori del nostro sistema solare.

"Il ciclo di vita delle nuvole è davvero importante quando pensiamo all'abitabilità del pianeta, " ha detto Kaitlyn Loftus, uno studente laureato presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dei pianeti e autore principale dell'articolo. "Ma le nuvole e le precipitazioni sono davvero complicate e troppo complesse per essere modellate completamente. Stiamo cercando modi più semplici per capire come si evolvono le nuvole, e un primo passo è se le goccioline delle nuvole evaporano nell'atmosfera o raggiungono la superficie sotto forma di pioggia".

"L'umile goccia di pioggia è una componente vitale del ciclo delle precipitazioni per tutti i pianeti, " ha detto Robin Wordsworth, Professore Associato di Scienze Ambientali e Ingegneria presso la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) e autore senior del documento. "Se comprendiamo come si comportano le singole gocce di pioggia, possiamo rappresentare meglio le precipitazioni in modelli climatici complessi".

Un aspetto essenziale del comportamento delle gocce di pioggia, almeno ai modellisti climatici, è se la goccia di pioggia arriva o meno sulla superficie del pianeta perché l'acqua nell'atmosfera gioca un ruolo importante nel clima planetario. A quello scopo, le misure contano. Troppo grande e la goccia si romperà a causa della tensione superficiale insufficiente, indipendentemente dal fatto che sia acqua, metano o surriscaldato, ferro liquido come su un pianeta extrasolare chiamato WASP-76b. Troppo piccolo e la goccia evaporerà prima di colpire la superficie.

Loftus e Wordsworth hanno identificato una zona di Riccioli d'oro per la dimensione della goccia di pioggia utilizzando solo tre proprietà:forma della goccia, velocità di caduta, e velocità di evaporazione.

Le forme delle gocce sono le stesse per i diversi materiali da pioggia e dipendono principalmente da quanto è pesante la goccia. Mentre molti di noi possono immaginare una tradizionale goccia a forma di lacrima, le gocce di pioggia sono in realtà sferiche quando sono piccole, diventando schiacciati man mano che crescono fino a quando non si trasformano in una forma simile alla parte superiore di un panino per hamburger. La velocità di caduta dipende da questa forma, dalla gravità e dallo spessore dell'aria circostante.

La velocità di evaporazione è più complicata, influenzato dalla composizione atmosferica, pressione, temperatura, umidità relativa e altro.

Tenendo conto di tutte queste proprietà, Loftus e Wordsworth hanno scoperto che in un'ampia gamma di condizioni planetarie, la matematica della caduta di una goccia di pioggia significa che solo una piccolissima frazione delle possibili dimensioni delle gocce in una nuvola può raggiungere la superficie.

"Possiamo usare questo comportamento per guidarci mentre modelliamo i cicli delle nuvole sugli esopianeti, " disse Loftus.

"Le intuizioni che otteniamo pensando alle gocce di pioggia e alle nuvole in ambienti diversi sono la chiave per comprendere l'abitabilità degli esopianeti, " ha detto Wordsworth. "A lungo termine, possono anche aiutarci ad acquisire una comprensione più profonda del clima della Terra stessa".