Questa rappresentazione artistica mostra un ipotetico pianeta abitabile con due lune che orbita attorno a una stella nana rossa. Gli astronomi hanno osservato che attorno al 6% delle nane rosse ruotano pianeti della stessa dimensione della Terra, su cui il clima dovrebbe essere abbastanza caldo da permettere la presenza di acqua liquida. Crediti: David A. Aguilar (CfA)
Allo scopo di semplificare la comprensione dei complessi processi biologici che governano un ipotetico sistema di pianeti simili alla Terra, un gruppo di astronomi ha sviluppato dei modelli digitali per analizzare l’effetto della radiazione ultravioletta che irradia gli stessi esopianeti mentre ruotano attorno ai propri soli. Il relativo articolo scientifico è stato pubblicato recentemente sull’Astrophysical Journal.
«A seconda dell’intensità, la radiazione ultravioletta può essere utile o dannosa per lo sviluppo della vita», dice Lisa Kaltenegger della Cornell University. «Stiamo tentando di accertare il valore della radiazione ultravioletta che investe altri pianeti simili alla giovane Terra, e se esso possa essere compatibile con la vita».
«Osserveremo i pianeti in tutti i loro stadi evolutivi, confrontandoli con quattro epoche campione della storia della Terra», ha detto Sarah Rugheimer, sempre della Cornell University. «Nella prossima generazione di missioni ci aspettiamo di trovare un’ampia varietà di pianeti extrasolari».
Esaminando a fondo la storia della Terra, Rugheimer e i co-autori dello studio, hanno modellato la prima epoca, un mondo pre-biotico con un’atmosfera costituita per la maggior parte di anidride carbonica, simile a quella della Terra di 3,9 miliardi di anni fa. La seconda epoca, che risale a circa 2 miliardi di anni fa, avrebbe generato la prima piccola quantità di ossigeno, in quanto era presente una biosfera attiva e la possibilità di realizzare il processo di biosintesi. La percentuale di ossigeno sarebbe poi cresciuta dai primi cianobatteri fino a raggiungere una concentrazione pari all’1% di quella attuale.
«Sia l’intensità che il tipo di radiazione ultravioletta determinano conseguenze biologiche specifiche», ha detto Rugheimer. «Oltre a calcolare il valore totale della radiazione, ci occupiamo di valutare quali lunghezze d’onda siano più dannose per il DNA e le altre biomolecole».
La vita pluricellulare cominciò circa 800 milioni di anni fa, periodo sul quale il gruppo ha modellato una terza epoca, in cui l’ossigeno raggiunge il 10% della concentrazione attuale. La quarta epoca corrisponde alla Terra moderna, con i livelli correnti di ossigeno in atmosfera e una percentuale di anidride carbonica pari a circa 355 parti per milione.
I ricercatori hanno osservato che in tutte le epoche successive alla comparsa dell’ossigeno, sia le stelle più calde che le stelle più fredde presentano una radiazione biologicamente meno efficace. Nel caso delle stelle calde, questo è dovuto all’incremento della concentrazione di ozono che protegge gli ambienti da un’eccessiva attività ultravioletta; nel caso delle stelle fredde, è dovuto a una carenza di flusso UV assoluto.
Rugheimer ha spiegato che l’astrobiologia affascina i ricercatori di molte discipline, sottolineando che questo lavoro «fornisce un collegamento tra le condizioni astrofisiche che ci aspettiamo di trovare su altri pianeti e gli esperimenti sull’origine della vita condotti qui sulla Terra».
Per saperne di più:
- L’articolo “UV Surface Environment Of Earth-Like Planets Orbiting FGKM Stars Through Geological Evolution”, di S. Rugheimer, A. Segura, L. Kaltenegger e D. Sasselov, pubblicato su Astrophysical Journal