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DI GIORDANO CEVOLANI*

» Rappresentazione artistica della formazione della Luna grazie all’impatto tra la proto-Terra e il planetesimo Theia, avvenuto 4,4 miliardi di anni fa.

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VITA ALIENA SULLE “SUPER-TERRE”

LA PRESENZA DI ALMENO UNA GRANDE LUNA SEMBRA UNA CONDIZIONE FONDAMENTALE PER LO SVILUPPO DELLA VITA

» Rappresentazione artistica del sistema di super-Terre in orbita attorno alla vicina stella nana rossa Lacaille 9352.

Gli astronomi hanno trovato decine di pianeti potenzialmente abitabili al di fuori del Sistema solare. Anche se non abbiamo ancora visto “dal vivo” un esopianeta simile alla Terra, ci stiamo sempre più convincendo che siamo prossimi a trovarne uno. Lassù ci sono pianeti più grandi del nostro, probabilmente con migliori condizioni di vita, a tal punto che vengono chiamati super-Terre, termine che indica le loro maggiori dimensioni, ma anche attitudini allo sviluppo di forme di vita perfino migliori di quelle esistenti sulla nostra Terra (ne abbiamo parlato nel n. 14 di Cosmo, ndr). Una super-Terra è un pianeta extrasolare di tipo roccioso che ha una massa compresa tra 1,9 e 10 masse terrestri, a mezza via tra i giganti gassosi di massa simile a Urano e Nettuno e i pianeti rocciosi simili alla Terra. Dal 2009, il telescopio spaziale Kepler ha scoperto migliaia di esopianeti e di questi il 30% sono proprio super-Terre, con una piccola percentuale che orbita

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all’interno della zona abitabile della stella ospite.

PIANETI VIVIBILI

Nel luglio 2020 un team di astronomi del progetto RedDots ha scoperto due super-Terre e un pianeta “candidato”, in orbita attorno alla vicina stella nana rossa Lacaille 9352 di 4,57 miliardi di anni di età, uno dei sistemi planetari più vicini, a soli 10,7 anni luce di distanza dal Sole. Oltre a essere probabilmente dei corpi rocciosi, le due super-Terre di circa 4,2 e 7,6 masse terrestri orbitano al limite della zona abitabile della stella ospite, per cui potrebbero avere acqua allo stato liquido sulla loro superficie e quindi un ambiente favorevole alla vita. Questi pianeti possono avere un raggio quasi doppio della Terra e essere fino a dieci volte più massicci, come nel caso di Kepler-20b, che ha una gravità tre volte maggiore di quella terrestre, in grado quindi di imbrigliare un’atmosfera più densa e che una prima analisi potrebbe candidare a pianeta “vivibile”. Kepler20b è uno dei tre pianeti catalogati come mini-Nettuno della stella Kepler-20, una nana gialla con una massa 0,95 volte quella solare e un raggio anch’esso poco inferiore e un po’ più fredda, distante 922 anni luce dalla Terra, con un sistema di almeno sei pianeti. Dobbiamo però considerare che per candidare un pianeta come “potenzialmente abitabile”, non occorre solo la giusta distanza dalla stella, ma servono almeno altri tre requisiti: le dimensioni del pianeta, la sua composizione e l’attività della stella. Per scoraggiare eventuali fantasie spaziali, bisogna poi ricordare le enormi distanze e l’intensa gravità che non consentirebbe comodi atterraggi e ripartenze.

L’IMPORTANZA DELLE

LUNE PER LA VITA

Nuovi studi confermano che una super-Terra, per essere abitabile, non potrebbe fare a meno di una presenza fondamentale: una luna. Sembra proprio che il nostro satellite naturale e le sue dimensioni siano stati determinanti per l’insorgenza della vita sulla Terra. A cominciare dagli studi di Svante August Arrhenius, chimico-fisico svedese premio Nobel per la chimica nel 1903, che consacrò gran parte della sua vita allo studio delle influenze cosmiche sul magnetismo terrestre e su taluni fenomeni meteorologici e biologici. Rischiando poi la sua reputazione scientifica nel sostenere l’influenza della Luna anche su fenomeni fisiologici e addirittura sulla frequenza delle nascite umane e degli attacchi epilettici. Il sistema Terra-Luna è definito un “pianeta doppio”, perché la massa della Terra è solo 81 volte maggiore di quella lunare, con un diametro circa quattro volte maggiore. Soltanto tre dei satelliti di Giove, uno di Saturno e forse uno di Nettuno hanno masse maggiori di quella della Luna, ma hanno un rapporto notevolmente minore tra la loro massa e quella del pianeta intorno al quale orbitano. Per questo, la Luna è considerata un “pianeta minore”. Non c’è quindi da stupirsi che il nostro satellite abbia una serie di ruoli importantissimi per il nostro pianeta, non ultimo quello avuto nell’origine della vita. La gravità lunare influisce sulle maree, sull’inclinazione dell’asse terrestre, sui ritmi vitali, sulle capacità di orientamento di alcuni animali. Se la Luna scomparisse, la gravità solare che per effetto della grande distanza risulta minore di quella lunare, non sarebbe in grado di compensare questa assenza, e la vita terrestre sarebbe gravemente compromessa. L’inclinazione di 23,5° dell’asse terrestre originatasi dall’impatto primordiale che ha generato la Luna, è un fattore importantissimo, poiché determina l’alternarsi delle stagioni. Se la Terra non fosse disposta obliquamente rispetto al Sole, le temperature raggiungerebbero picchi estremi e la vita non sarebbe possibile. Altrettanto importante è che questa inclinazione si mantenga costante. E la Luna, grazie alla sua influenza gravitazionale, stabilizza l’asse terrestre. La sua inclinazione oscilla tra i 22,1° e i 24,5° con un periodicità di 41mila anni, ma in assenza del suo satellite la variazione sarebbe di 90°. In tal caso, la vita smetterebbe di esistere: basti pensare che già queste piccole variazioni potrebbero essere la causa delle ere glaciali. Nella maggior parte delle simulazioni in cui la Luna viene ingrandita, la Terra subisce un lungo periodo di glaciazione, oppure entra in una fase di caos climatico. Perché vengano ottenuti questi risultati, incompatibili con la vita, è sufficiente un diametro lunare di appena 10 km in più. La nostra Luna, dunque, ha la giusta

*GIORDANO CEVOLANI GEOFISICO E PLANETOLOGO, SI OCCUPA DI FISICA DELL’ATMOSFERA E DI ASTRONOMIA DEI CORPI MINORI DEL SISTEMA SOLARE. .

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» Un esopianeta vicino (26,4 anni luce), adatto per studi sull’atmosfera e sull’abitabilità planetaria: è la super-Terra Gliese 486 b.

dimensione per assicurare la presenza di vita sulla Terra. Diverse simulazioni sono state fatte su pianeti di diverse dimensioni, per indagare come le collisioni tra corpi celesti avrebbero potuto formare le loro lune. La teoria oggi più accreditata sulla formazione del nostro satellite è quella dell’impatto, formulata nel 1974 da William Hartmann, sulla base dei dati scientifici ottenuti dalle missioni Apollo: la Luna si sarebbe formata in seguito all’impatto della proto-Terra con un corpo celeste di massa poco inferiore a quella marziana a una velocità di 8 km al secondo. A rafforzare questa teoria è la scoperta che la Luna possiede un piccolo nucleo di ferro e ha la stessa densità del mantello terrestre.

NON DEVONO ESSERE TROPPO “SUPER”

La conclusione a cui si è giunti, seguendo la teoria collisionale, è che le super-Terre non formano grandi lune quando i pianeti rocciosi sono sei o più volte più grandi della Terra. In tali condizioni, gli impatti sprigionerebbero un’energia così grande da creare dischi di materia completamente vaporizzata. E l’assenza di lune comprometterebbe la possibile insorgenza della vita sulla super-Terra. Bisogna notare che 4,4 miliardi di anni fa, appena fu generato, il nostro satellite era molto più vicino alla Terra rispetto a oggi, così la sua influenza gravitazionale sulle maree, sull’attività vulcanica e sulla tettonica a placche era maggiore di quella attuale. Forzando così i meccanismi che possono aver aiutato lo sviluppo delle prime forme di vita sul nostro pianeta.

» Confronto tra il sistema planetario della nana rossa L98-59 e il Sistema solare interno.

In definitiva, se vogliamo proseguire la nostra ricerca di vita extraterrestre nelle super-Terre, dovremmo concentrarci su quelle di taglia minore, compresa tra 2 e 5 masse terrestri. Sarebbe opportuno continuare a osservare pianeti più piccoli, come quelli della stella nana rossa L98-59 a 35 anni luce da noi, che ospita tre pianeti rocciosi (come Venere e la Terra) abbastanza vicini alla stella da non essere ghiacciati, uno dei quali avrebbe una massa costituita per il 30% da acqua...