La vita extraterrestre si cerca con i modelli climatici

Come potrebbe essere il clima di un pianeta abitabile? Se lo sono chiesti i Ricercatori dell’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima del Cnr e dell’Osservatorio astronomico di Trieste. Hanno studiato studiano il clima possibile dei pianeti al di fuori del sistema solare e hanno capito che un elemento fondamentale per l’abitabilità è la pressione atmosferica. Lo studio è stato pubblicato su Astrophysical Journal.

Ad oggi sono circa 1000 i pianeti che ruotano attorno a stelle che non siano il Sole e 2.700 sono quelli in attesa di conferma. Gli esopianeti, così si chiamano, hanno una più alta possibilità di ospitare la vita, ma atualmente non si hanno prove di forme di vita al di fuori del nostro sistema solare.

I ricercatori hanno sviluppato un modello climatico a ‘bilancio di energia (Ebm)’, proprio per determinare quali pianeti potrebbero avere caratteristiche di ‘abitabilità’ analoghe a quelle terrestri, ovvero acqua allo stato liquido, in funzione della pressione atmosferica, concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera, caratteristiche dell’orbita (eccentricità, inclinazione dell’asse di rotazione) e del periodo di rotazione.

“Alcuni esopianeti potrebbero non essere molto diversi da quelli del sistema solare, come la Terra, Marte o Venere, e diversi gruppi di ricerca hanno cominciato a stimarne la composizione chimica delle atmosfere”, spiega Antonello Provenzale, ricercatore dell’Isac-Cnr e coautore dello studio. “Queste osservazioni consentiranno di determinare se l’atmosfera planetaria sia in equilibrio termodinamico con la superficie, come ci si aspetta per un pianeta senza vita, o se vi siano disequilibri dovuti all’attività degli organismi viventi, come avviene sulla Terra”.

Perchè un pianeta sia abitabile la distanza dalla stella deve permettere la presenza di acqua allo stato liquido. “La posizione della zona di abitabilità dipende da varie caratteristiche”, spiega Provenzale. “Gli astri di maggiore luminosità ‘scaldano’ di più la superficie planetaria e la zona abitabile sarà dunque spostata a distanze maggiori. Sull’abitabilità incidono poi le caratteristiche dell’orbita (eccentricità, inclinazione dell’asse di rotazione) e il periodo di rotazione del pianeta. Per pianeti con un’atmosfera come la Terra, Marte o Venere, inoltre, le dinamiche interne all’atmosfera e caratteristiche climatiche come la presenza di polveri o gas serra, ghiacci continentali o oceanici, possono modificare sensibilmente le temperature superficiali, ampliando, restringendo o spostando la ‘zona di abitabilità’”.

Stimare tale incidenza delle condizioni climatiche dei pianeti extra-solari (esoclimi) consente di concentrare la ricerca della vita sui pianeti potenzialmente abitabili. “Per ora, gli esoclimi sono analizzati mediante modelli climatici semplici, così da simulare rapidamente situazioni diverse e ottenere stime della regione di spazio e dei parametri di abitabilità”, aggiunge il ricercatore. “I risultati di questo primo lavoro hanno mostrato che la pressione atmosferica gioca un ruolo assai importante nel determinare tali condizioni, a causa del suo legame con circolazione atmosferica e distribuzione delle temperature. La zona abitabile si allarga con l’aumentare della pressione e, inoltre, a pressioni elevate la temperatura superficiale del pianeta tende a diventare uniforme, livellando differenze stagionali e latitudinali”.

Questi modelli, oltre a indagare le condizioni dei pianeti più distanti, “possono essere utilizzati per capire meglio le condizioni della Terra primitiva di 4 miliardi di anni or sono, quando il nostro Sole era ancora giovane e la sua luminosità era circa il 30 per cento inferiore a quella attuale”, conclude Provenzale.