Nell'agosto del 2016 gli astronomi dell'Osservatorio europeo meridionale (ESO) hanno confermato l'esistenza di un pianeta simile alla Terra intorno a Proxima Centauri, la stella più vicina al nostro sistema solare. Inoltre, hanno confermato che questo pianeta (Proxima b) orbitava all'interno della zona abitabile della sua stella. Da allora, sono stati condotti numerosi studi per determinare se Proxima b potesse effettivamente essere abitabile.

Sfortunatamente, la maggior parte di questa ricerca non è stata molto incoraggiante. Ad esempio, molti studi hanno indicato che il sole di Proxima b subisce troppa attività di flare perché il pianeta possa sostenere un'atmosfera e acqua liquida sulla sua superficie. Però, in un nuovo studio condotto dalla NASA, un team di scienziati ha studiato vari scenari climatici che indicano che Proxima b potrebbe ancora avere abbastanza acqua per sostenere la vita.

Lo studio, intitolato "Scenari climatici abitabili per Proxima Centauri b con un oceano dinamico, " recentemente apparso sulla rivista scientifica Astrobiologia . Lo studio è stato condotto da Anthony D. Del Genio del Goddard Institute for Space Studies (GISS) della NASA e ha incluso membri del Goddard Space Flight Center (GSFC) della NASA, Università della Columbia, e Trinnovim LLC – una società IT che fornisce supporto istituzionale e di missione per il GSFC.

Per abbatterlo, pianeti come Proxima b – che orbitano attorno a stelle di tipo M (nane rosse) – affrontano molte sfide quando si tratta di abitabilità. Per uno, la sua orbita ravvicinata alla sua stella avrebbe probabilmente portato a un effetto serra incontrollato all'inizio della sua storia. Sarebbe anche soggetto a radiazioni intense (raggi X e flussi ultravioletti estremi) e vento solare, che porterebbero a catastrofiche perdite atmosferiche e idriche.

Però, ci sono molte cose che non sappiamo sulla storia evolutiva di Proxima b, e ci sono scenari in cui l'abitabilità potrebbe essere una possibilità. Come Anthony D. Del Genio ha detto a Universe Today via e-mail:

"Innanzitutto, non sappiamo se Prox b ha anche un'atmosfera, e se lo fa, se ha dell'acqua. Senza quelli, la vita come la conosciamo non può esistere. Potrebbe essere la Prox b formata inizialmente senza atmosfera, o che si sia formato con un'atmosfera ma in un sistema stellare povero d'acqua. Oppure potrebbe essersi formato con un'atmosfera modesta e molta acqua. Oppure potrebbe essersi formato con un'atmosfera molto densa. Non lo sappiamo ancora.

"Secondo, Proxima Centauri è una stella M, o "nana rossa". Queste stelle sono molto più piccole e più fresche del nostro sole, quindi un pianeta deve essere molto vicino a una stella del genere perché riceva abbastanza luce stellare per avere un clima abitabile. Il problema è che le stelle M tendono ad essere molto attive, per tutta la loro vita».

"Terzo, nella loro prima infanzia, Le stelle M sono molto luminose e calde, il che significa che se Prox b è iniziato abitabile, potrebbe essersi surriscaldato e aver perso l'acqua all'inizio, prima che la vita avesse la possibilità di prendere piede".

L'attività di flare è una preoccupazione particolarmente grande quando si tratta di Proxima Centauri, che è variabile e instabile anche per gli standard delle nane rosse. Infatti, negli ultimi anni, due razzi particolarmente potenti sono stati individuati provenire dal sistema. Il secondo era così potente che poteva essere visto ad occhio nudo, il che indica che qualsiasi pianeta che orbita intorno a Proxima Centauri avrebbe la sua atmosfera rimossa nel tempo.

Però, come indicano nel loro studio, ci sono molti scenari possibili in cui Proxima b potrebbe ancora sostenere la vita. Cosa c'è di più, c'è una serie di incertezze quando si tratta di cose che sono ostili alla vita che potrebbero fornire a Proxima b un margine di manovra. Secondo Del Genio, questi includono la possibilità che Proxima b si sia formato più lontano dalla sua stella e sia gradualmente migrato verso l'interno, il che significherebbe che non era soggetto a condizioni difficili all'inizio.

Secondo, potrebbe essersi formato con dieci volte l'acqua che ha fatto la Terra; quindi, anche se le forti radiazioni di Proxima Centauri strappassero via il 90% della sua acqua, avrebbe ancora abbastanza acqua per avere un oceano. Potrebbe anche essersi formato con uno spesso involucro di idrogeno che potrebbe essere stato strappato via, lasciando dietro di sé un "nucleo abitabile" di un'atmosfera.

"Semplicemente non lo sappiamo, — disse Del Genio. — Così, fornire punti di riferimento per i futuri osservatori, immaginiamo che abbia un'atmosfera e acqua, e chiediamo, data la stella su cui orbita e la distanza da quella stella, quanto è facile o difficile immaginare un'atmosfera e un oceano che insieme potrebbero produrre condizioni abitabili in superficie (definita come abbastanza calda da sostenere l'acqua liquida ma non così calda da farla evaporare tutta)."

Per affrontare queste possibilità, Del Genio e i suoi colleghi hanno condotto una serie di simulazioni 3D utilizzando il software Resolving Orbital and Climate Keys of Earth and Extraterrestrial Environments with Dynamics (ROCKE -3-D). Come adattamento planetario del software NASA GISS Model E2 Earth Global Climate Modeling, ROCKE-3-D è stato utilizzato per simulare periodi passati e futuri nella storia della Terra e un'antica Venere potenzialmente abitabile.

Utilizzando questo software, il team ha modellato una gamma di diversi tipi di potenziali atmosfere per Prox b, che includeva un'atmosfera simile alla Terra (dominata da azoto con piccole quantità di CO ₂ per riscaldare il pianeta) e un'atmosfera più simile a Marte (pura CO ₂ ). Hanno anche considerato se la sua atmosfera sarebbe stata più sottile o più spessa di quella terrestre, i suoi oceani più o meno salati (oltre che più profondi o più bassi), e se l'oceano coprisse o meno l'intero pianeta.

Scorso, ma non meno importante, hanno considerato se il pianeta è agganciato alla sua stella o (come Mercurio) ha una risonanza orbitale 3:2 - dove il pianeta ruota tre volte sul suo asse per ogni due orbite che compie. Come ha spiegato Del Genio:

"Per ogni configurazione che immaginiamo, eseguiamo un modello climatico globale 3D che è adattato dal modello climatico terrestre che usiamo per proiettare il riscaldamento del 21° secolo dovuto all'aggiunta di gas serra nell'atmosfera da parte dell'uomo. La caratteristica chiave del nostro clima per questo scopo è che includiamo un oceano "dinamico", cioè., un oceano che ha correnti che spostano l'acqua calda in luoghi più freddi. Precedenti studi su Prox b avevano utilizzato un oceano 'statis' che si riscalda e si raffredda ma non si muove".

Da questa, Del Genio e i suoi colleghi hanno scoperto che ogni caso a cui potevano pensare produceva un pianeta che aveva almeno un po' di acqua liquida superficiale. Hanno anche scoperto che nel caso di un pianeta bloccato dalle maree, il trasporto di calore tra il lato esposto al sole e il lato oscuro potrebbe anche consentire all'intero pianeta di essere abitabile.

"Quindi se ha un'atmosfera e ha acqua, Prox b ha buone possibilità di essere abitabile, - disse Del Genio. - Abbiamo anche scoperto che le correnti oceaniche trasportavano acqua calda dal lato diurno a quello notturno, mantenendo parti della zona notte abitabili anche se non vedono mai la luce. E se l'oceano è molto salato, quasi tutto il pianeta potrebbe essere ricoperto di liquido, ma con temperature quasi ovunque al di sotto del solito punto di congelamento".

Per coloro che ultimamente sono stati trattati con una dieta costante di cattive notizie su Proxima b, quest'ultima ricerca è piuttosto incoraggiante. Anche se le osservazioni hanno mostrato che Proxima Centauri è variabile e ha prodotto alcuni bagliori significativi, ci sono ancora molti scenari in cui Proxima b potrebbe essere ancora abitabile. Che sia così o meno, però, dipenderà dalle osservazioni future. Come ha detto Del Genio:

"Sfortunatamente, visto dalla Terra, Prox b non sembra transitare, il che rende più difficile rilevare un'atmosfera e dire cosa c'è in essa. Però, in un futuro abbastanza prossimo, gli astronomi potranno monitorare il calore emesso nello spazio da Prox b mentre si muove nella sua orbita. I nostri risultati mostrano che dovrebbe essere possibile distinguere un pianeta con un'atmosfera da uno senza, e una sottile atmosfera fredda da una spessa atmosfera calda."

Potrebbe anche estendersi ad altri pianeti rocciosi che orbitano attorno a stelle di tipo M (nane rosse), il che è ancora più incoraggiante. Dato che queste stelle rappresentano oltre il 70% delle stelle nella sola galassia della Via Lattea, la probabilità che supportino pianeti potenzialmente abitabili aumenta significativamente le probabilità di trovare vita extraterrestre.

Negli anni a venire, Ci si aspetta che gli strumenti di prossima generazione svolgano un ruolo importante nel rilevamento e nella caratterizzazione degli esopianeti. Questi includono il James Webb Space Telescope (JWST), il Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), e strumenti a terra come l'Extremely Large Telescope (ELT) e il Giant Magellan Telescope (GMT). E puoi scommettere che parte del loro tempo sarà dedicato allo studio dell'esopianeta più vicino alla Terra!