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Un metodo promettente per rilevare ossigeno in pianeti vicini che orbitano intorno a stelle simili al Sole

I telescopi spaziali possono individuare rapidamente le condizioni atmosferiche di esopianeti simili alla Terra? Una nuova tecnica indica come.

Spazio

Vi siete mai chiesti se c’è vita oltre il nostro sistema solare? E se gli scienziati scoprissero nelle vicinanze un pianeta simile alla Terra, che orbita intorno a una stella analoga al Sole? Fin dai primi anni Novanta, quando gli scienziati hanno iniziato a scoprire esopianeti (ossia pianeti che orbitano intorno a stelle diverse dal nostro Sole) il conteggio ufficiale di pianeti extrasolari superava le 4 000 unità, secondo la NASA. Trovare esopianeti dotati di atmosfera e selezionare la loro composizione atmosferica è un passaggio fondamentale per individuare ambienti con segni di vita. Grazie al supporto parziale del progetto ESCAPE, finanziato dall’UE, un team di ricercatori ha scoperto un nuovo metodo per accelerare la ricerca della vita al di fuori del nostro pianeta. I ricercatori hanno pubblicato il loro studio nella rivista «Nature Astronomy». Per trovare vita o persino condizioni abitabili oltre il nostro sistema solare, gli scienziati devono utilizzare osservazioni terrestri e spaziali come quelle fornite dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA e dal telescopio spaziale James Webb, il cui lancio è previsto nel 2021. L’acqua di superficie allo stato liquido può determinare condizioni abitabili favorendo potenzialmente forme di vita che possono interagire con l’atmosfera soprastante. Queste forme di vita potrebbero creare tracce biologiche che includono le composizioni di gas attuali simili a quelli terrestri (ossigeno, ozono, metano, anidride carbonica e vapore acqueo) o di quelli presenti sulla Terra di 2,7 miliardi di anni fa (principalmente metano e anidride carbonica). Tali marcatori fisici che indicano la vita potrebbero essere rilevati da telescopi come Webb: ma cosa dovrebbero cercare per stabilire se un pianeta è ricco o meno di ossigeno? Nello studio pubblicato in «Nature Astronomy», «i ricercatori hanno rilevato un segnale forte che viene prodotto dalle molecole di ossigeno quando si scontrano», come si legge in un comunicato stampa della Universities Space Research Association (USRA). «Prima del nostro lavoro, si riteneva che livelli di ossigeno analoghi a quelli presenti sulla Terra non fossero rilevabili tramite Webb, ma abbiamo individuato un metodo promettente per rilevarli in sistemi planetari vicini», afferma Thomas J. Fauchez, primo autore dello studio. Nello stesso comunicato stampa, Fauchez aggiunge: «Questo segnale dell’ossigeno è conosciuto fin dai primi anni Ottanta dagli studi atmosferici della Terra, ma non era mai stato studiato per la ricerca di esopianeti».

Simulazioni a computer

I ricercatori si sono concentrati sulla creazione di modelli a computer dell’atmosfera di un esopianeta che orbita intorno a una stella di classe M, chiamata anche nana rossa (il tipo di stella più comune nell’universo) e sulla simulazione delle sue tracce di ossigeno. Dato che le stelle di classe M, che sono più piccole, più fredde e più deboli del Sole, tendono a essere più attive con un’intensa luce ultravioletta, i ricercatori hanno studiato in che modo le radiazioni di una nana rossa avrebbero condizionato l’atmosfera dei suoi pianeti. Hanno simulato come i colori della luce dei componenti provenienti dalla stella si sarebbero modificati nel momento in cui quei pianeti vi fossero passati davanti. Nel comunicato stampa dell’USRA si legge: «Quando la luce stellare passa attraverso l’atmosfera dell’esopianeta, l’ossigeno assorbe determinati colori (lunghezze d’onda) della luce: in questo caso, i raggi infrarossi con una lunghezza d’onda di 6,4 micrometri. Quando le molecole di ossigeno si scontrano tra loro o con altre molecole nell’atmosfera dell’esopianeta, l’energia derivante dalla collisione conferisce alla molecola di ossigeno uno stato speciale che le permette temporaneamente di assorbire la radiazione infrarossa». È proprio quel segnale di assorbimento che sarà rilevabile dagli strumenti a bordo di telescopi come Webb. Il progetto in corso ESCAPE (Exploring Shortcuts for the Characterization of the Atmospheres of Planets similar to Earth) è stato avviato per rilevare rapidamente la composizione atmosferica di esopianeti simili alla Terra tramite telescopi spaziali e terrestri esistenti. Per maggiori informazioni, consultare: progetto ESCAPE

Paesi

Svizzera

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