Le simulazioni al computer della formazione di pianeti in orbita nelle zone abitabili di stelle di piccola massa come Proxima Centauri da parte di astrofisici dell'Università di Berna mostrano che è molto probabile che questi pianeti abbiano all'incirca le dimensioni della Terra e contengano grandi quantità di acqua.

Ad agosto 2016, l'annuncio della scoperta di un esopianeta terrestre orbitante nella zona abitabile di Proxima Centauri ha stimolato l'immaginazione degli esperti e del grande pubblico. Questa stella è la stella più vicina al nostro sole, sebbene sia 10 volte meno massiccio e 500 volte meno luminoso. Questa scoperta, insieme alla scoperta nel maggio 2016 di un pianeta simile in orbita attorno a una stella di massa ancora inferiore (Trappist-1), hanno convinto gli astronomi che tali nane rosse (come vengono chiamate queste stelle di piccola massa) potrebbero ospitare una vasta popolazione di pianeti simili alla Terra.

Come potrebbero essere questi oggetti? Di cosa potrebbero essere fatti? Yann Alibert e Willy Benz dell'NCCR PlanetS svizzero e del Center of Space and Habitability (CSH) dell'Università di Berna hanno effettuato le prime simulazioni al computer della formazione di pianeti che dovrebbero orbitare attorno a stelle 10 volte meno massicce del sole.

"I nostri modelli riescono a riprodurre pianeti simili per massa e periodo a quelli osservati di recente, " Alibert dice riguardo ai risultati dello studio, imminente come lettera sul giornale Astronomia e Astrofisica . "Interessante, troviamo che i pianeti in orbite ravvicinate attorno a questo tipo di stelle sono di piccole dimensioni. Tipicamente, essi variano tra 0,5 e 1,5 raggi terrestri con un picco a circa 1,0 raggio terrestre. Le scoperte future diranno se abbiamo ragione, "aggiunge il ricercatore.

Ghiaccio sul fondo dell'oceano globale

Inoltre, gli astrofisici determinarono il contenuto d'acqua dei pianeti che orbitano attorno alle loro piccole stelle ospiti nella zona abitabile. Hanno scoperto che circa il 90% dei pianeti ospita più del 10% di acqua. Per confronto, la Terra ha una frazione di acqua di solo lo 0,02% circa. La situazione potrebbe essere ancora più estrema se i dischi protoplanetari in cui si formano questi pianeti persistono più a lungo di quanto ipotizzato nei modelli. In ogni caso, questi pianeti sarebbero coperti da oceani molto profondi sul fondo dei quali, a causa dell'enorme pressione, l'acqua sarebbe sotto forma di ghiaccio.

L'acqua è necessaria per la vita come la conosciamo. Quindi questi pianeti potrebbero essere abitabili? "Mentre l'acqua liquida è generalmente considerata un ingrediente essenziale, troppo di una cosa buona può essere cattiva, " dice Willy Benz. In studi precedenti, gli scienziati di Berna hanno dimostrato che troppa acqua può impedire la regolazione della temperatura superficiale e destabilizzare il clima. "Ma questo è il caso della Terra; qui, abbiamo a che fare con pianeti considerevolmente più esotici che potrebbero essere soggetti a un ambiente di radiazioni molto più duro, e/o essere sincrono, " Aggiunge.

Seguendo la crescita degli embrioni planetari

Per iniziare i loro calcoli, gli scienziati hanno considerato una serie di poche centinaia o migliaia di identici, stelle di piccola massa, e intorno a ciascuno di loro, un disco protoplanetario di polvere e gas. I pianeti sono formati dall'accrescimento di questo materiale. Alibert e Benz presumevano che all'inizio, c'erano 10 embrioni planetari in ogni disco con una massa iniziale uguale alla massa della luna. In pochi giorni di tempo computerizzato per ogni sistema, il modello ha calcolato come questi embrioni localizzati casualmente sono cresciuti e migrati. Il tipo di pianeti che si formano dipende dalla struttura e dall'evoluzione dei dischi protoplanetari.

"Abitabile o no, lo studio dei pianeti in orbita attorno a stelle di massa molto bassa probabilmente porterà nuovi risultati entusiasmanti, migliorare la nostra conoscenza della formazione del pianeta, Evoluzione, e potenziale abitabilità, " riassume Benz. Poiché queste stelle sono notevolmente meno luminose del sole, i pianeti possono essere molto più vicini alle loro stelle prima che la temperatura superficiale diventi troppo alta per consentire l'esistenza di acqua liquida. Considerando che questo tipo di stella rappresenta anche la stragrande maggioranza delle stelle nelle vicinanze del Sole e che i pianeti vicini sono attualmente più facili da rilevare e studiare, è facile capire perché l'esistenza di questa popolazione di pianeti simili alla Terra sia importante.