Da quando gli scienziati hanno confermato l'esistenza di sette pianeti terrestri orbitanti TRAPPISTA-1 , questo sistema è stato un punto focale di interesse per gli astronomi. Data la sua vicinanza alla Terra (distante appena 39,5 anni luce anni luce), e il fatto che tre dei suoi pianeti orbitano all'interno della stella ' Zona Riccioli d'Oro “, questo sistema è stato un luogo ideale per saperne di più sulla potenziale abitabilità dei sistemi di stelle nane rosse.
Ciò è particolarmente importante poiché la maggior parte delle stelle nella nostra galassia sono nane rosse (ovvero stelle nane di tipo M). Sfortunatamente, non tutte le ricerche sono state rassicuranti. Ad esempio, due studi recenti condotti da due team separati di Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian (CfA) indicano che le probabilità di trovare vita in questo sistema sono meno probabili di quanto generalmente si pensi.
Il primo studio, intitolato “ Vincoli fisici alla probabilità di vita sugli esopianeti “, ha cercato di affrontare il modo in cui le radiazioni e il vento stellare avrebbero influenzato qualsiasi pianeta situato all'interno della zona abitabile di TRAPPIST-1. A tal fine, gli autori dello studio, i professori Manasvi Lingam e Avi Loeb, hanno costruito un modello che considerava come determinati fattori avrebbero influenzato le condizioni sulla superficie di questi pianeti.
Il concept di questo artista mostra come potrebbe apparire ciascuno dei pianeti TRAPPIST-1, in base ai dati disponibili sulle loro dimensioni, masse e distanze orbitali. Crediti: NASA/JPL-Caltech
Questo modello ha tenuto conto di come la distanza dei pianeti dalla loro stella avrebbe influenzato le temperature superficiali e la perdita atmosferica, e come questo potrebbe influenzare i cambiamenti che la vita dovrebbe emergere nel tempo. Come ha detto il dottor Loeb a Universe Today via e-mail:
“Abbiamo considerato l'erosione dell'atmosfera dei pianeti dovuta al vento stellare e il ruolo della temperatura sui processi ecologici ed evolutivi. La zona abitabile intorno alla debole stella nana TRAPPIST-1 è parecchie decine di volte più vicina rispetto al Sole, quindi la pressione del vento stellare è di diversi ordini di grandezza superiore a quella terrestre. Poiché la vita come la conosciamo richiede acqua liquida e l'acqua liquida richiede un'atmosfera, è meno probabile che la vita esista intorno a TRAPPIST-1 che nel sistema solare.
In sostanza, il dottor Lingam e il dottor Loeb hanno scoperto che i pianeti nel sistema TRAPPIST-1 sarebbero stati colpiti da radiazioni UV con un'intensità molto maggiore di quella sperimentata dalla Terra. Questo è un rischio ben noto quando si tratta di stelle nane rosse, che sono variabili e instabili rispetto al nostro Sole. Hanno concluso che rispetto alla Terra, le possibilità di vita complessa esistenti sui pianeti all'interno della zona abitabile di TRAPPIST-1 erano inferiori all'1%.
'Abbiamo dimostrato che gli esopianeti delle dimensioni della Terra nella zona abitabile intorno alle nane M mostrano prospettive molto più basse di essere abitabili rispetto alla Terra, a causa dei flussi ultravioletti incidenti più elevati e delle distanze più vicine alla stella ospite', ha affermato Loeb. “Questo vale per gli esopianeti scoperti di recente nelle vicinanze del Sole, Proxima b (la stella più vicina a quattro anni luce di distanza) e TRAPPIST-1 (dieci volte più lontana), che troviamo essere diversi ordini di grandezza inferiori a quella della Terra .”
Tre dei pianeti TRAPPIST-1 – TRAPPIST-1e, f e g – abitano nella cosiddetta “zona abitabile” della loro stella. CreditoL NASA/JPL
Il secondo studio – “ L'ambiente minaccioso dei pianeti TRAPPIST-1 “, che è stato recentemente pubblicato su The Astrophysical Journal Letters – è stato prodotto da un team del CfA e del Lowell Center for Space Science and Technology presso l'Università del Massachusetts. Guidato dalla dott.ssa Cecilia Garraffo del CfA, il team ha considerato un'altra potenziale minaccia alla vita in questo sistema.
In sostanza, il team ha scoperto che TRAPPIST-1, come il nostro Sole, invia flussi di particelle cariche verso l'esterno nello spazio, ovvero il vento stellare. All'interno del Sistema Solare, questo vento esercita una forza sui pianeti e può avere l'effetto di strappare via le loro atmosfere. Mentre l'atmosfera terrestre è protetta dal suo campo magnetico, i pianeti come Marte non lo sono, ecco perché ha perso la maggior parte della sua atmosfera nello spazio nel corso di centinaia di milioni di anni.
Come ha scoperto il team di ricerca, quando si tratta di TRAPPIST-1, questo flusso esercita una forza sui suoi pianeti che è da 1.000 a 100.000 volte maggiore di quella che la Terra sperimenta dal vento solare. Inoltre, sostengono che il campo magnetico di TRAPPIST-1 è probabilmente collegato ai campi magnetici dei pianeti che orbitano attorno ad esso, il che consentirebbe alle particelle della stella di fluire direttamente nell'atmosfera del pianeta.
Illustrazione che mostra la possibile superficie di TRAPPIST-1f, uno dei pianeti appena scoperti nel sistema TRAPPIST-1. Crediti: NASA/JPL-Caltech
In altre parole, se i pianeti di TRAPPIST-1 hanno campi magnetici, non forniranno loro alcuna protezione. Quindi, se il flusso di particelle cariche è abbastanza forte, potrebbe strappare via l'atmosfera di questi pianeti, rendendoli inabitabili. Come ha detto Garraffo:
“Il campo magnetico terrestre agisce come uno scudo contro gli effetti potenzialmente dannosi del vento solare. Se la Terra fosse molto più vicina al Sole e soggetta all'assalto di particelle come la stella TRAPPIST-1, il nostro scudo planetario fallirebbe abbastanza rapidamente.
Come puoi immaginare, questa non è esattamente una buona notizia per coloro che speravano che il sistema TRAPPIST-1 contenesse le prime prove di vita oltre il nostro Sistema Solare. Tra il fatto che i suoi pianeti orbitano attorno a una stella che emette vari gradi di radiazione intensa e la vicinanza che i suoi sette pianeti hanno alla stella stessa, le probabilità che la vita emerga su qualsiasi pianeta all'interno della sua 'zona abitabile' non sono significative.
I risultati del secondo studio sono particolarmente significativi alla luce di altri studi recenti. Nel passato, prof. Loeb e una squadra del Università di Chicago hanno entrambi affrontato la possibilità che i sette pianeti del sistema TRAPPIST-1, che sono relativamente vicini tra loro, siano adatti alla litopanpermia. In breve, hanno determinato che, data la loro stretta vicinanza l'uno all'altro, i batteri potrebbero essere trasferiti da un pianeta all'altro tramite asteroidi.
Rappresentazione artistica dei pianeti che transitano su una stella nana rossa nel sistema TRAPPIST-1. Credito: NASA/ESA/STScl
Ma se la vicinanza di questi pianeti significa anche che è improbabile che mantengano le loro atmosfere di fronte al vento stellare, la probabilità di litopanpermia potrebbe essere un punto controverso. Tuttavia, prima che qualcuno possa pensare che questa sia una cattiva notizia per quanto riguarda la caccia alla vita, è importante notare che questo studio non esclude la possibilità che la vita emerga inTuttisistemi di stelle nane rosse.
Come ha indicato il dottor Jeremy Drake, un astrofisico anziano del CfA e uno dei coautori di Garraffo, i risultati del loro studio significano semplicemente che dobbiamo gettare una rete ampia quando cerchiamo la vita nell'Universo. 'Non stiamo assolutamente dicendo che le persone dovrebbero rinunciare a cercare la vita intorno alle stelle nane rosse', ha detto. 'Ma il nostro lavoro e quello dei nostri colleghi mostra che dovremmo anche prendere di mira il maggior numero possibile di stelle che sono più simili al Sole'.
E come ha fatto lo stesso dottor Loeb indicato in passato, le stelle nane rosse sono ancora il luogo statisticamente più probabile in cui trovare mondi abitabili:
'Esaminando l'abitabilità dell'Universo nel corso della storia cosmica dalla nascita delle prime stelle 30 milioni di anni dopo il Big Bang alla morte delle ultime stelle in 10 trilioni di anni, si giunge alla conclusione che, a meno che l'abitabilità intorno a stelle di piccola massa sia soppressa, è più probabile che la vita esista vicino a stelle nane rosse come Proxima Centauri o TRAPPIST-1 trilioni di anni da oggi”.
Se c'è una conclusione da questi studi, è che l'esistenza della vita all'interno di un sistema stellare non richiede semplicemente che i pianeti orbitino all'interno delle zone abitabili circumstellari. Bisogna tener conto anche della natura delle stelle stesse e del ruolo svolto dal vento solare e dai campi magnetici, poiché possono fare la differenza tra un pianeta vitale e una sterile sfera di roccia!
Ulteriori letture: CfA , Rivista internazionale di astrobiologia , Le Lettere del Giornale Astrofisico .