Monday, 27 May 2019

Due nuovi studi mettono in discussione l’abitabilità degli esopianeti di TRAPPIST-1. O forse no

Trappist-1 ed i suoi pianeti

Trappist-1 è una piccola stella rossa dotata di pianeti scoperta nel 2016. Dalla sua scoperta, gli scienziati planetari si sono sempre detti entusiasti di questo sistema stellare per via dei sette pianeti rocciosi di dimensioni terrestri che orbitano attorno alla stella. Tre dei pianeti si trovano nella zona teoricamente abitabile, quella regione dello spazio alla distanza giusta dalla stella entro cui è possibile che sui pianeti sia presente acqua allo stato liquido.

Ora, però, due nuovi studi degli scienziati dell’Università dell’Arizona potrebbero portare gli astronomi a ridefinire la zona abitabile di TRAPPIST-1.

I tre pianeti nella zona abitabile sono probabilmente di fronte a un formidabile avversario per la vita: le particelle ad alta energia che la stella emette continuamente. Federico Fraschetti e un team di scienziati del Centro di Astrofisica Harvard e Smithsonian hanno calcolato quanto duramente queste particelle colpiscono i pianeti.

inoltre, Hamish Hay, uno studente laureato nel Lunar and Planetary Laboratory dell’Università dell’Arizona ha scoperto che il tiro alla fune gravitazionale che i pianeti che ruotano intorno a TRAPPIST-1 stanno giocando tra loro solleva forti maree sulla loro superficie, forse causando attività vulcanica o riscaldando il ghiaccio, generando oceani su pianeti che altrimenti troppo freddi per sostenere la vita.

Sia l’articolo di Fraschetti che lo studio di Hay, “Le maree tra i pianeti TRAPPIST-1”, sono stati recentemente pubblicati sull’Astrophysical Journal.

La stella del sistema, TRAPPIST-1A, è più piccola, meno massiccia e 6.000 gradi Fahrenheit più fredda del nostro sole. È anche estremamente attiva, il che significa che emette enormi quantità di protoni ad alta energia – le stesse particelle che causano le aurore sulla Terra.

Fraschetti e il suo team hanno simulato il movimento di queste particelle ad alta energia attraverso il campo magnetico della stella. Hanno scoperto che il quarto pianetail più interno dei mondi della zona abitabile di TRAPPIST-1 – potrebbe essere vittima di un potente bombardamento di protoni.

Il flusso di queste particelle nel sistema TRAPPIST-1 può essere fino a 1 milione di volte più intenso del flusso di particelle sulla Terra“, ha affermato Fraschetti.

Questa scoperta è stata una sorpresa per gli scienziati, anche se i pianeti del sistema TRAPPIST sono molto più vicini alla loro stella di quanto la Terra lo sia al sole. Le particelle ad alta energia vengono trasportate nello spazio lungo i campi magnetici e il campo magnetico di TRAPPIST-1A è strettamente avvolto attorno alla stella. “Ti aspetteresti che le particelle cariche rimangano intrappolate in queste linee di campo magnetico strettamente avvolte, ma a causa di forti turbolenze, possono sfuggire, spostandosi perpendicolarmente al campo stellare medio“, ha detto Fraschetti.

I flares che si verificano sulla superficie della stella causano turbolenze nel campo magnetico, permettendo ai protoni di sfuggire alla stella. La direzione presa da queste particelle dipende da come il campo magnetico della stella è orientato nel momento dell’emissione. Nel sistema TRAPPIST-1, l’allineamento più probabile di questo campo porterà i protoni energeticamente carichi direttamente contro la superficie del quarto pianeta, dove potrebbero scomporre le molecole complesse che sono necessarie per costruire la vita – o forse potrebbero servire da catalizzatori per la creazione di queste molecole.

Il campo magnetico terrestre protegge la maggior parte del pianeta dai protoni energetici emessi dal Sole, ma i pianeti di TRAPPIST-1 avrebebro bisogno di un campo magnetico centinaia di volte più potente di quello terrestre per deflettere efficacemente i protoni. Questo, però, non significa necessariamente che sia impossibile la vita nel sistema TRAPPIST-1.

I pianeti di TRAPPIST-1, a  causa della loro vicinanza alla stella e del tiro alla fune gravitazionale dovuto alla vicinanza tra di loro, probabilmente, mostrano sempre lo stesso emisfero alla stella, mentre una notte perpetua avvolge l’altro emisfero.

Nonostante tutto il lato notturno potrebbe essere ancora abbastanza caldo per sostenere la vita, e non verrebbe bombardato dalle radiazioni“, ha detto Benjamin Rackham, un ricercatore associato al Dipartimento di Astronomia dell’UA che non è stato coinvolto in nessuno studio.

Oceani profondi eventualmente presenti su questi pianeti potrebbero assorbire le particelle ad alta energia prima che distruggano gli elementi costitutivi della vita. Le maree sollevate in questi oceani e persino nelle rocce dei pianeti potrebbero avere altre implicazioni interessanti per la vita.

Sulla Terra, la luna alza le maree non solo negli oceani: le forze di marea deformano anche la forma del mantello e della crosta terrestre. Nel sistema TRAPPIST-1, i pianeti sono abbastanza vicini tra loro che gli scienziati hanno ipotizzato che i mondi possano influenzarsi l’uno sull’altro, generando maree importanti come fa la luna sulla Terra.

Quando un pianeta o una luna viene deformato deforma dalle maree, l’attrito al suo interno genera calore“, ha detto Hay, autore principale del secondo studio.

Calcolando in che modo la gravità dei pianeti di TRAPPIST-1 può generare forze di marea tali da deformarli, Hay ha calcolato quanta energia termica portino le maree al sistema. TRAPPIST-1 è l’unico sistema conosciuto in cui i pianeti possono influenzare le maree l’un l’altro, questo a causa del fatto che questi mondi sono molto vicini tra di loro e alla loro stella. “È un processo così unico che nessuno lo ha mai analizzato in precedenza, ed è piuttosto sorprendente e raro che possa effettivamente accadere“, ha detto Hay. In passato, gli scienziati avevano solo analizzato le maree generate dalla stella.

Hay ha scoperto che i due pianeti interni del sistema si avvicinano abbastanza tra loro da generare potenti maree l’uno sull’altro. È possibile che il calore generato dall’attrito provocato delle maree possa essere abbastanza forte da alimentare attività vulcanica, che a sua volta può sostenere atmosfere. Sebbene i pianeti più interni di TRAPPIST-1 siano probabilmente troppo caldi sul loro lato giorno per sostenere la vita, un’atmosfera alimentata dai vulcani potrebbe spostare del calore verso il lato notturno, altrimenti troppo freddo, riscaldandolo abbastanza da impedire il congelamento degli esseri viventi.

Il sesto pianeta del sistema, chiamato TRAPPIST-1g, sta sperimentando il trascinamento delle maree sia dalla stella che dagli altri pianeti. È l’unico pianeta nel sistema in cui il calore generato delle maree dovute all’influenza degli altri pianeti è forte quanto quello causato dalla stella centrale. Se TRAPPIST-1g fosse un mondo oceanico, come Europa o Encelado nel nostro sistema solare, il calore generato dalle maree potrebbe mantenere le sue acque liquide.

I sistemi stellari delle nane M come TRAPPIST-1 offrono agli astronomi le migliori opportunità per cercare la vita al di fuori del sistema solare, e gli studi di Fraschetti e Hay possono aiutare gli scienziati a capire come studiare il sistema in futuro.

Abbiamo bisogno di capire quanto questi sistemi siano davvero potenzialmente in grado di sostenere la vita; a questo fine, capire le dinamiche dei flussi energetici delle particelle cariche e il calore generato dalle maree potranno essere fattori importanti per aiutarci ad amplaire la nostra capacità di farlo“, ha concluso Rackham.

Fonte: ScienceDaily

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