Il decadimento radioattivo potrebbe fornire calore sufficiente per sostenere la vita su mondi lontani senza una stella vicina. Sulla Terra, la vita si è sviluppata ed evoluta attorno al calore radioattivo degli elementi pesanti all'interno della Terra, in profondità sotto la sua superficie. È noto che l'energia liberata dal decadimento radioattivo produce calore, che sostiene gli ecosistemi idrotermali che prosperano sul fondo del mare. Tuttavia, la possibilità che il calore derivante dal decadimento radioattivo possa sostenere la vita extraterrestre oltre il nostro pianeta rimane inesplorata. Utilizzando modelli computerizzati tridimensionali ad alta risoluzione, i ricercatori hanno ora valutato la potenziale abitabilità di mondi delle dimensioni della Terra che hanno solo il decadimento radioattivo degli elementi pesanti per mantenersi caldi. I ricercatori hanno identificato quattro scenari che coinvolgono diverse composizioni, che supportano l’acqua liquida sulle superfici di questi mondi radioattivi. I loro risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rinomata rivista Nature Astronomy.

Decadimento radioattivo come fonte di energia alternativa

Stelle come il nostro Sole sono potenti fonti di energia che guidano la vita sulla Terra. Mentre la maggior parte delle esplorazioni di esopianeti abitabili si sono concentrate su pianeti orbitanti attorno a stelle simili alla nostra, la vastità dell’universo suggerisce che potrebbero esserci pianeti situati in ambienti privi di stelle. In tali scenari, sono necessarie altre potenziali fonti di energia per sostenere l’acqua liquida sulle loro superfici.

Elementi radioattivi come l'uranio, il torio e il potassio producono calore attraverso il decadimento radioattivo. Sulla Terra, questi elementi contribuiscono in modo significativo al calore interno che spinge l’attività geotermica, come geyser, sorgenti termali e sorgenti idrotermali di acque profonde. I ricercatori dietro questo studio hanno studiato il potenziale del decadimento radioattivo per fornire abbastanza calore per sostenere l’acqua liquida su pianeti senza stelle.

I modelli computerizzati simulano scenari abitabili

Per studiare questa possibilità, il gruppo di ricerca ha utilizzato sofisticati modelli computerizzati tridimensionali. Hanno simulato una varietà di pianeti rocciosi con diverse composizioni e strutture interne. Si presumeva che ciascun pianeta orbitasse attorno a una stella distante che non forniva calore sufficiente per sostenere da sola l'acqua liquida.

I modelli hanno rivelato quattro scenari distinti in cui il decadimento radioattivo degli elementi pesanti era in grado di mantenere la temperatura superficiale dei pianeti al di sopra dello zero e potenzialmente di sostenere acqua liquida. Questi scenari comprendono:

1. Pianeti ricchi di acqua :I mondi rocciosi con abbondanti corpi idrici avrebbero probabilmente quantità significative di elementi radioattivi disciolti nei loro oceani. Il riscaldamento radioattivo derivante dal decadimento di questi elementi disciolti contribuirebbe al calore complessivo del pianeta.

2. Pianeti ricchi di ferro :La presenza di ferro all'interno del nucleo di un pianeta può aumentare la produzione di calore derivante dal decadimento radioattivo. La propensione del ferro a condurre il calore in modo efficiente contribuisce ulteriormente alla dispersione del calore in tutto il pianeta.

3. Pianeti con crosta sottile :I pianeti con meno crosta o con crosta più sottile sperimenterebbero un isolamento ridotto, consentendo al calore del decadimento radioattivo al loro interno di raggiungere la superficie più facilmente.

4. Pianeti simili alla Terra :Anche i mondi rocciosi con composizioni e strutture interne simili alla Terra hanno dimostrato la capacità di sostenere l'acqua liquida attraverso il decadimento radioattivo.

L'autore principale dello studio, il professor Stephen Mojzsis dell'Università del Colorado Boulder, ha sottolineato l'importanza di considerare fonti energetiche alternative oltre le stelle per sostenere la vita. "I nostri risultati suggeriscono che gli ambienti abitabili potrebbero formarsi in luoghi che prima non ritenevamo possibili", ha spiegato. "Ciò amplia la gamma di ambienti in cui dovremmo cercare tracce di vita oltre la Terra."

Implicazioni per l'esplorazione degli esopianeti

Il team ha concluso che gli scenari identificati ampliano la diversità degli ambienti abitabili che dovremmo considerare quando esploriamo gli esopianeti abitabili. Man mano che le tecniche di rilevamento degli esopianeti avanzano rapidamente e nuovi telescopi diventano operativi, la scoperta di pianeti o lune simili alla Terra con acqua, nuclei ricchi di ferro, croste sottili o composizioni favorevoli diventa più fattibile. La scoperta di tali mondi meriterebbe un esame più approfondito per cercare segni di vita, anche se si trovano in regioni remote dello spazio senza il calore di una stella vicina.

I risultati di questo studio offrono una nuova prospettiva sulla caccia alla vita extraterrestre, incoraggiando i ricercatori a considerare fonti energetiche alternative e ad espandere i propri parametri di ricerca quando contemplano il potenziale della vita oltre la Terra.