Anche se Venere e la Terra sono i cosiddetti pianeti fratelli, sono diversi come il paradiso e l'inferno. La Terra è un paradiso naturale dove la vita ha perseverato sotto i suoi cieli azzurri nonostante le molteplici estinzioni di massa. D'altro canto, Venere è un pianeta rovente con nubi di acido solforico e una pressione atmosferica abbastanza forte da schiacciare un essere umano.
Ma la cosa gemella non scomparirà perché entrambi i mondi hanno all’incirca la stessa massa e lo stesso raggio e sono pianeti rocciosi uno accanto all’altro nel sistema solare interno. Perché sono così diversi? Cosa ci dicono le differenze sulla nostra ricerca della vita?
La comunità astronomica internazionale riconosce che comprendere l’abitabilità planetaria è una parte fondamentale della scienza spaziale e dell’astrobiologia. Senza una comprensione più approfondita dei pianeti terrestri e delle loro atmosfere, abitabili o meno, non sapremo veramente cosa stiamo vedendo quando esaminiamo un pianeta extrasolare distante. Se troviamo un pianeta extrasolare che mostra qualche segno di vita, non lo visiteremo mai, non lo studieremo mai da vicino e non potremo mai assaggiarne l'atmosfera.
Ciò sposta l’attenzione scientifica sui pianeti terrestri nel nostro sistema solare. Non perché sembrino abitabili, ma perché un modello completo dei pianeti terrestri non può essere completo senza includere quelli che sono quasi letteralmente degli inferni, come sorella Venere.
Una prospettiva di ricerca recente in Astronomia naturale esamina come i due pianeti si sono divergenti e cosa potrebbe aver causato la divergenza. Si intitola "Venere come punto di ancoraggio per l'abitabilità planetaria."
L'autore principale è Stephen Kane, del Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie, Università della California, Riverside. Il suo coautore è Paul Byrne del Dipartimento di Scienze della Terra, dell'Ambiente e del Pianeta, Washington University di St. Louis.
"Uno degli obiettivi principali della comunità scientifica e astrobiologica planetaria è comprendere l'abitabilità planetaria, compresa la miriade di fattori che controllano l'evoluzione e la sostenibilità degli ambienti superficiali temperati come quello della Terra", scrivono Kane e Byrne.
"Le poche atmosfere planetarie terrestri sostanziali all'interno del sistema solare fungono da risorsa fondamentale per lo studio di questi fattori di abitabilità, da cui si possono costruire modelli da applicare ai pianeti extrasolari."
Dal loro punto di vista, i gemelli del nostro sistema solare offrono la migliore opportunità per studiare come pianeti simili possano avere atmosfere così divergenti. Più comprendiamo questo, meglio possiamo capire come i mondi rocciosi si evolvono nel tempo e in che modo le diverse condizioni favoriscono o limitano l'abitabilità.
La Terra è un'eccezione. Grazie al suo clima temperato e alle acque superficiali, è abitabile da miliardi di anni, anche se con alcuni episodi climatici che hanno gravemente limitato la vita. Ma quando guardiamo Marte, sembra che sia stato abitabile per un certo periodo di tempo e poi abbia perso la sua atmosfera e le sue acque superficiali. La situazione di Marte deve essere più comune di quella della Terra.
È una sfida colossale comprendere un pianeta extrasolare quando non sappiamo nulla della sua storia. Lo vediamo solo in un'epoca del suo clima e della sua storia atmosferica. Ma la scoperta di migliaia di esopianeti aiuta.
"La scoperta di migliaia di esopianeti e la conferma che i pianeti terrestri sono tra i tipi più comuni, fornisce un quadro statistico per studiare le proprietà planetarie e la loro evoluzione in generale", scrivono gli autori.
Una gamma ristretta di proprietà consente alla biochimica di emergere e tali proprietà potrebbero non durare. Dobbiamo identificare queste proprietà e i loro parametri e costruire una migliore comprensione dell’abitabilità. Da questa prospettiva, Venere è un tesoro di informazioni.
Ma Venere è una sfida. Non possiamo vedere attraverso le sue dense nubi se non con il radar, e nessuno ha più provato a far atterrare un veicolo spaziale lì dai tempi dell'Unione Sovietica negli anni '80. La maggior parte di questi tentativi fallì e quelli che sopravvissero non durarono a lungo. Senza dati migliori, non possiamo comprendere la storia di Venere. La risposta semplice è che è più vicino al sole. Ma è troppo semplice per essere utile.
"Il percorso evolutivo di Venere fino al suo attuale stato di serra incontrollata è oggetto di dibattito, essendo stato tradizionalmente attribuito alla sua maggiore vicinanza al sole", spiegano Kane e Byrne.
Ma quando gli scienziati osservano più da vicino Venere e la Terra, scoprono molte differenze fondamentali tra loro, al di là della loro distanza dal sole. Hanno velocità di rotazione diverse, hanno obliquità diverse e hanno campi magnetici diversi, solo per citarne alcuni. Ciò significa che non possiamo misurare con precisione l'effetto che una maggiore insolazione solare ha sul pianeta.
Questo è il punto principale degli autori. Le differenze tra la Terra e Venere rendono Venere un elemento importante per comprendere l’abitabilità degli esopianeti rocciosi. "Venere ci offre quindi un punto di ancoraggio critico nel discorso sull'abitabilità planetaria, poiché la sua storia evolutiva rappresenta un percorso alternativo rispetto alla narrativa basata sulla Terra, anche se le origini di entrambi i mondi sono, presumibilmente, simili", scrivono.
Gli autori sottolineano che il requisito fondamentale per la vita è l’acqua superficiale. Ma la domanda più importante è quali fattori determinano la durata della persistenza dell’acqua superficiale. "Grazie a questa misura, le indagini sull'abitabilità planetaria possono quindi concentrarsi sulle condizioni che consentono all'acqua liquida superficiale di essere sostenuta attraverso il tempo geologico", scrivono.
La Terra e Venere si trovano agli estremi opposti dello spettro dell’abitabilità del pianeta roccioso. Questa è una lezione importante che possiamo imparare dal nostro sistema solare. Per questo motivo, "... comprendere il percorso verso uno scenario di Venere è importante tanto quanto comprendere il percorso verso l'abitabilità che caratterizza la Terra", scrivono gli autori.
La coppia di ricercatori ha creato un elenco di alcuni dei fattori che governano l'abitabilità sulla Terra e su Venere.
C'è così tanto che non sappiamo di Venere. Quanto è grande il suo nucleo? Ha mai avuto acqua? Alcune ricerche mostrano che quando il pianeta perse la sua acqua e divenne totalmente abitabile, nella sua atmosfera c’era molto ossigeno. Se vedessimo la stessa quantità di ossigeno su un pianeta extrasolare lontano, potremmo interpretarlo come un segno di vita. Grosso errore. "Venere funge quindi da ammonimento per le interpretazioni di atmosfere apparentemente ricche di ossigeno", scrivono gli autori.
La prospettiva di ricerca di Kane e Byrne è un invito all'azione. Ciò rispecchia quanto affermato dalle recenti indagini decennali. "Le recenti indagini decennali di astronomia e astrofisica, nonché di scienza planetaria e astrobiologia sottolineano entrambe la necessità di una migliore comprensione dell'abitabilità planetaria come obiettivo essenziale nel contesto dell'astrobiologia", scrivono. Per gli autori, Venere può ancorare lo sforzo.
Ma affinché possa fungere da ancoraggio, gli scienziati hanno bisogno di risposte a molte domande. Devono studiare la sua atmosfera in modo più approfondito a tutte le altitudini. Devono studiarne l'interno e determinare la natura e le dimensioni del suo nucleo. Fondamentalmente, hanno bisogno di portare un veicolo spaziale sulla sua superficie ed esaminarne la geologia da vicino. In breve, dobbiamo fare su Venere quello che abbiamo fatto su Marte.
È una sfida, considerando l'ambiente ostile di Venere. Ma si stanno preparando missioni per esplorare Venere in modo più dettagliato. VERITAS, DAVINCI ed EnVision sono tutte missioni su Venere previste per gli anni '30. Tali missioni inizieranno a fornire agli scienziati le risposte di cui abbiamo bisogno.
Man mano che impariamo di più su Venere, dobbiamo anche saperne di più sulle ex-Veneri. "Un approccio parallelo allo studio delle proprietà intrinseche di Venere è l'analisi statistica del vasto (e ancora in rapida crescita) inventario di esopianeti terrestri", scrivono gli autori.
Viviamo nell’era della scoperta degli esopianeti. Abbiamo scoperto oltre 5.000 esopianeti confermati e il numero continua a crescere. Stiamo lanciando navicelle spaziali per studiare più approfonditamente quelle più interessanti. Ma ad un certo punto le cose cambieranno. Quanti di essi dobbiamo catalogare? 10.000 sono sufficienti? 20.000? 100.000?
È tutto nuovo in questo momento, e l'entusiasmo per la scoperta di più esopianeti, soprattutto quelli rocciosi in zone abitabili, è comprensibile. Ma alla fine raggiungeremo una sorta di soglia di rendimenti decrescenti. Per capirli, i nostri sforzi potrebbero essere spesi più saggiamente studiando Venere e come si è evoluta in modo così diverso.
Proprio come suggeriscono Kane e Byrne.
Ulteriori informazioni: Stephen R. Kane et al, Venere come punto di ancoraggio per l'abitabilità planetaria, Astronomia naturale (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02228-5
Informazioni sul giornale: Astronomia naturale
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