Le lune dei pianeti che non hanno una stella madre possono possedere un'atmosfera e trattenere acqua liquida. Gli astrofisici della LMU hanno calcolato che tali sistemi potrebbero ospitare acqua sufficiente per rendere possibile la vita e sostenerla.

L'acqua ha reso possibile la vita sulla Terra ed è indispensabile per la continua esistenza dei sistemi viventi sul pianeta. Questo spiega perché gli scienziati sono costantemente alla ricerca di prove di acqua su altri corpi solidi nell'universo. Fino ad ora, però, l'esistenza di acqua liquida su pianeti diversi dalla Terra non è stata dimostrata direttamente. Però, ci sono indicazioni che diverse lune nelle zone più esterne del nostro sistema solare, più specificamente, Encelado di Saturno e tre lune di Giove (Ganimede, Callisto ed Europa) possono possedere oceani sotterranei. Quali sono allora le prospettive per il rilevamento dell'acqua sulle lune dei pianeti oltre il nostro sistema solare?

In collaborazione con i colleghi dell'Università di Concepción in Cile, Fisici LMU Prof. Barbara Ercolano e Dott. Tommaso Grassi (entrambi membri di ORIGINS, un Cluster of Excellence) hanno ora utilizzato metodi matematici per modellare l'atmosfera e la chimica in fase gassosa di una luna in orbita attorno a un pianeta fluttuante (FFP). Un FFP è un pianeta che non è associato a una stella.

Più di 100 miliardi di nomadi planetari

I FFP sono interessanti principalmente perché le prove indicano che ce ne sono molti là fuori. Stime prudenti suggeriscono che la nostra galassia ospita almeno tanti pianeti orfani delle dimensioni di Giove quante sono le stelle, e la stessa Via Lattea ospita oltre 100 miliardi di stelle.

Ercolano e Grassi si sono avvalsi di un modello al computer per simulare la struttura termica dell'atmosfera di un exomoon delle stesse dimensioni della Terra in orbita attorno a un FFP. I loro risultati suggeriscono che la quantità di acqua presente sulla superficie lunare sarebbe di circa 10, 000 volte più piccolo del volume totale degli oceani del nostro pianeta, ma 100 volte più grande di quello che si trova nell'atmosfera terrestre. Questo sarebbe sufficiente per consentire alla vita di evolversi e prosperare.

Il modello da cui è stata derivata questa stima consiste in una luna delle dimensioni della Terra e una FFP delle dimensioni di Giove. Un tale sistema, che non ha compagno stellare vicino, dovrebbe essere buio e freddo. A differenza del nostro sistema solare, non esiste una stella centrale che possa fungere da fonte affidabile di energia per guidare le reazioni chimiche.

Radiazioni cosmiche e forze di marea in primo piano!

Piuttosto, nel modello dei ricercatori, i raggi cosmici forniscono la spinta chimica necessaria per convertire l'idrogeno molecolare e l'anidride carbonica in acqua e altri prodotti. Per mantenere il sistema in agitazione, gli autori invocano le forze di marea esercitate dal pianeta sulla sua luna come fonte di calore e supponendo che l'anidride carbonica rappresenti il ​​90% dell'atmosfera lunare, il risultante effetto serra tratterrebbe di fatto gran parte del calore generato sulla luna. Insieme, queste fonti di energia basterebbero a mantenere l'acqua allo stato liquido.