Scritto: Martedì, 17 Novembre 2020 05:19 Ultima modifica: Martedì, 17 Novembre 2020 06:30

Esopianeti abitabili radioattivi al punto giusto


Ad oggi, gli astronomi hanno confermato l'esistenza di 4.301 pianeti extrasolari in 3.192 sistemi stellari, con altri 5.650 candidati in attesa di conferma. E con i telescopi del futuro questo numero è destinato ad aumentare esponenzialmente. Tuttavia, confermare l'abitabilità di questi mondi è un processo complicato ed incerto. Un nuovo studio suggerisce che gli elementi radioattivi potrebbero svolgere un ruolo chiave.

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Esopianeti abitabili radioattivi al punto giusto Crediti: Melissa Weiss

Sulla Terra, il riscaldamento interno causato dal lento decadimento radioattivo degli elementi pesanti torio e uranio guida la tettonica a placche che potrebbe essere necessaria per mantenere il campo magnetico terrestre. Quest'ultimo è ciò che ci protegge dalle radiazioni, dai raggi cosmici ed impedisce che la nostra atmosfera venga strappata via.

"Quello che abbiamo capito è che i diversi pianeti accumulano quantità diverse di questi elementi radioattivi che alla fine alimentano l'attività geologica e il campo magnetico", ha spiegato Francis Nimmo, professore di scienze planetarie e della Terra presso l'UC Santa Cruz, primo autore dell'articolo pubblicato suAstrophysical Journal Letters. "Quindi abbiamo preso un modello della Terra e abbiamo aumentato e diminuito la quantità di produzione di calore radiogeno interno per vedere cosa succede".

Dallo studio è emerso che se il riscaldamento radiogeno è maggiore di quello della Terra, il pianeta non può sostenere permanentemente una dinamo come la nostra. Ciò accade perché la maggior parte del torio e dell'uranio finiscono nel mantello e troppo calore nel mantello funge da isolante, impedendo al nucleo fuso di perdere calore abbastanza velocemente da generare i moti convettivi che producono il campo magnetico. Un eccesso di elementi radioattivi produrrebbe anche una maggiore attività vulcanica che potrebbe generare frequenti eventi di estinzione di massa. D'altra parte, troppo poco calore radioattivo porterebbe ad un pianeta geologicamente "morto". "Semplicemente modificando questa variabile, si passa attraverso diversi scenari, da geologicamente morti, a simili alla Terra, a estremamente vulcanici senza dinamo", ha detto Nimmo.

 

L'abitabilità

"È stato a lungo ipotizzato che il riscaldamento interno determini la tettonica a placche, che crea cicli del carbonio e attività geologiche come il vulcanismo, che produce un'atmosfera", ha spiegato Natalie Batalha, una professoressa di astronomia e astrofisica presso l'UC Santa Cruz.. "E la capacità di trattenere un'atmosfera è correlata al campo magnetico, che è anche guidato dal riscaldamento interno".
Il ciclo del carbonio è quel processo in cui l'anidride carbonica (CO2) viene aggiunta all'atmosfera attraverso l'attività vulcanica e sequestrata dall'interazione con vari minerali (portando alla formazione dei carbonati). Questo meccanismo è fondamentale per mantenere temperature stabili nel tempo e garantire che possano aver luogo processi evolutivi complessi a lungo termine.

Inoltre, i venti stellari, ossia i flussi di particelle ad alta energia che vengono espulsi dalle stelle, possono erodere costantemente l'atmosfera di un pianeta se questo non ha campo magnetico a protezione. "La mancanza di un campo magnetico è apparentemente parte del motivo, insieme alla sua bassa gravità, per cui Marte ha un'atmosfera molto sottile", ha detto Joel Primack. coautore del documento. “Marte ha avuto un'atmosfera più densa e per un po' ha avuto acque superficiali. Ma senza la protezione di un campo magnetico, sono passate molte più radiazioni ed anche la superficie del pianeta è diventata meno abitabile".

Primack ha osservato che gli elementi pesanti cruciali per il riscaldamento radiogeno vengono creati durante le fusioni di stelle di neutroni, che sono eventi estremamente rari. La creazione di questi cosiddetti elementi del processo r durante le fusioni di stelle di neutroni è stata al centro della ricerca del coautore Enrico Ramirez-Ruiz, professore di astronomia e astrofisica.
"Immaginiamo una notevole variabilità nella quantità di questi elementi incorporati in stelle e pianeti, perché dipende da quanto la materia che li ha formati era vicina a dove si sono verificati questi rari eventi nella galassia", ha detto Primack.

Gli astronomi usano la spettroscopia per analizzare la composizione delle stelle e dei pianeti e, generalmente, ci si aspetta una certa omogeneità all'interno dello stello sistema stellare.
L'europio, l'elemento più reattivo nel gruppo delle cosiddette terre rare, è comunemente presente negli spettri stellari e, dato che rende toro ed uranio più longevi, può essere usato come una sorta di tracciante per studiare la variabilità di quegli elementi nelle stelle e nei pianeti della nostra galassia.

 

La gamma

Gli astronomi hanno ottenuto misurazioni dell'europio per molte stelle nel nostro vicinato galattico ed il Sole sembra essere al centro della gamma. Alcune stelle ne hanno la metà, altre il doppio.
"È una storia complessa, perché entrambi gli estremi hanno implicazioni per l'abitabilità. Hai bisogno di abbastanza riscaldamento radiogeno per sostenere la tettonica a placche, ma non così tanto da spegnere la dinamo magnetica ", ha detto Batalha. "In definitiva, stiamo cercando le più probabili dimore per la vita. L'abbondanza di uranio e torio sembrano essere fattori chiave, forse un'altra dimensione per definire un pianeta Goldilocks [cioè nella fascia abitabile]". "Il James Webb Space Telescope sarà un potente strumento per la caratterizzazione delle atmosfere dei pianeti extrasolari", ha commentato Nimmo.

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Read 122 times Ultima modifica Martedì, 17 Novembre 2020 06:30
Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore ed image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno".
Amo le missioni robotiche inviate nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

https://twitter.com/EliBonora | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

1 commento

  • Comment Link Marco Di Lorenzo (DILO) Martedì, 17 Novembre 2020 07:45 posted by Marco Di Lorenzo (DILO)

    Questo articolo sul ruolo degli elementi radioattivi è l'ennesima conferma che la presenza di vita, almeno come si è realizzata sulla Terra, è un fenomeno raro. Accanto ai continui annunci sulla scoperta di eso-pianeti di tipo terrestre e di molecole pre-biotiche nell'universo, accolte sempre con enfasi ed entusiasmo dalla stampa ma spesso smentite da successivi annunci meno altisonanti, si vanno accumulando continue evidenze di quanto siano speciali e peculiari le condizioni che hanno permesso la comparsa della vita!

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