Gli astronomi dell’Università di Cambridge hanno presentato una nuova categoria di pianeti potenzialmente abitabili, chiamati mondi Hycean. Questa scoperta potrebbe ridefinire radicalmente il modo in cui l’umanità cerca la vita altrove nella galassia. Questi corpi celesti sono caratterizzati dall’avere oceani globali di acqua liquida coperti da un’atmosfera ricca di idrogeno e possono sostenere la vita in condizioni stellari molto più diversificate di quanto precedentemente immaginato per pianeti simili alla Terra.
La ricerca suggerisce che non solo questi pianeti sono più comuni, ma potrebbero anche offrire un ambiente più favorevole alla rilevazione di segni di vita con l’attuale tecnologia dei telescopi, in contrasto con la difficoltà di analizzare le atmosfere degli esopianeti rocciosi più piccoli.
Una nuova frontiera nella ricerca della vita extraterrestre
Per più di sessant’anni, l’esplorazione della vita oltre la Terra si è concentrata principalmente sulla ricerca di mondi analoghi al nostro. I primi sforzi erano mirati a Marte, il vicino più vicino alla zona abitabile del Sole, dove si ritiene che nel suo passato geologico fosse esistita acqua liquida. Con la scoperta del primo esopianeta nel 1995, l’attenzione si è rivolta all’identificazione di corpi rocciosi con dimensioni e temperatura simili a quelle della Terra, orbitanti attorno a stelle simili al Sole.
Questa prospettiva, tuttavia, si è rivelata notevolmente limitata di fronte a nuove prove. Nell’agosto 2021, Nikku Madhusudhan, un astronomo dell’Università di Cambridge, in collaborazione con Anjali Piette e Savvas Constantinou, ha pubblicato uno studio che proponeva un approccio fondamentalmente diverso alla concezione dei pianeti abitabili, introducendo il concetto di mondi iceani.
Cosa definisce un pianeta iceano: oceani sotto idrogeno
I pianeti Iceani, secondo il modello proposto dal team di Madhusudhan, rappresentano una classe distinta di mondi. Hanno una massa che varia da circa una a dieci volte la massa della Terra, e un raggio compreso tra 1,1 e 2,6 volte il raggio terrestre. La caratteristica principale è la sua atmosfera, dominata da idrogeno ed elio, simile nella composizione alle atmosfere di Nettuno e Urano, ma con uno strato di idrogeno notevolmente più sottile.
Sotto questo strato atmosferico si trova un vasto oceano globale di acqua liquida, la cui profondità è maggiore di quella di qualsiasi oceano terrestre, coprendo l’intera superficie del pianeta senza la presenza di continenti o masse terrestri emergenti. Lo spessore dell’atmosfera di idrogeno è un fattore cruciale, poiché se fosse troppo sottile, le condizioni della superficie del pianeta somiglierebbero a quelle di una super-Terra rocciosa. D’altra parte, se lo strato di idrogeno è eccessivamente denso, la pressione atmosferica sulla superficie dell’oceano può diventare così estrema che l’acqua liquida non può persistere, trasformando il pianeta in un mini-Nettuno. L’intervallo Iceano risiede in questo delicato equilibrio, dove l’idrogeno è abbastanza abbondante da generare un significativo riscaldamento globale, ma consente comunque all’oceano sottostante di rimanere allo stato liquido.
Diverse varianti dei mondi Hyceani e le loro particolarità
All’interno dell’intervallo che definisce un pianeta Iceano, gli scienziati hanno identificato la possibilità di diversi sottotipi, ciascuno con caratteristiche uniche che espandono ulteriormente la nozione di abitabilità planetaria:
- Pianeta Iceano standard:Questo tipo ha una temperatura della superficie oceanica che ricorda ampiamente le condizioni riscontrate sulla Terra, indicando un ambiente potenzialmente più familiare per lo sviluppo della vita.
- Pianeta Iceano Oscuro:In questi mondi, il pianeta è bloccato in base alle maree rispetto alla sua stella, il che significa che un lato è sempre rivolto verso la stella (il lato diurno) e l’altro è sempre nell’oscurità (il lato notturno). Il lato diurno è troppo caldo per essere abitabile, ma il lato notturno mantiene una temperatura sufficientemente bassa da supportare l’acqua liquida.
- Pianeta Iceano Freddo:Nonostante riceva meno radiazione stellare di quella necessaria per mantenere caldo un pianeta simile alla Terra, il potente effetto serra fornito dall’atmosfera di idrogeno assicura che l’acqua liquida rimanga sulla superficie. Ciò dimostra la sorprendente adattabilità di questi mondi alle condizioni di bassa irradiazione.
Ognuna di queste variazioni espande i parametri in base ai quali un pianeta può essere considerato un candidato per l’abitabilità, sfidando le concezioni precedenti sulle condizioni necessarie per l’emergere e il mantenimento della vita.
Ampliare le possibilità di trovare la vita nell’universo
La struttura dei pianeti Iceani ha due implicazioni significative che l’approccio popolare alla ricerca di pianeti abitabili non ha proporzionalmente considerato. In primo luogo, i mondi iceani espandono sostanzialmente quello che può essere classificato come pianeta abitabile. La zona abitabile terrestre attorno a una stella, definita dalla distanza orbitale alla quale un pianeta simile alla Terra potrebbe mantenere acqua liquida sulla superficie, è relativamente ristretta.
Al contrario, la zona abitabile dei pianeti Iceani si estende considerevolmente sempre più vicino alla stella. Questo perché il riscaldamento della serra dall’idrogeno consente all’acqua liquida di persistere anche in condizioni di irradiazione stellare inferiore. Inoltre, la profonda massa termica dell’oceano su questi pianeti agisce come regolatore delle variazioni di temperatura che destabilizzerebbero un’atmosfera terrestre. Per le stelle nane rosse, che costituiscono circa i tre quarti di tutte le stelle della Via Lattea, la zona abitabile degli Iceani è così vasta che un’enorme popolazione di pianeti abitabili può esistere attorno a stelle che, con la ricerca convenzionale di analoghi alla Terra, sarebbero escluse come inospitali. La capacità di rilevare biofirme su questi mondi, date le loro atmosfere distinte e le proporzioni più grandi, è una delle strade più promettenti per la futura esobiologia.