Crediti: Nasa, Esa and G. Bacon (Stsci)
Gli astronomi hanno esaminato in lungo e in largo l’universo nella speranza di scoprire civiltà extra-terrestri. Affinché un pianeta ospiti la vita (almeno, come noi la conosciamo) è necessario che sia presente acqua liquida e non sembra facile individuare esopianeti con le giuste caratteristiche. Le possibilità di fare una simile scoperta sembrano impossibili da valutare perché si è sempre ipotizzato che pianeti come la Terra abbiano ricevuto l’acqua per puro caso, quando sono stati colpiti da un grande asteroide o una cometa, contenenti ghiaccio.
Ora, i ricercatori del Globe Institute dell’Università di Copenhagen hanno pubblicato uno studio che cambia le carte in tavola, indicando che l’acqua può essere già presente durante la formazione del pianeta. Secondo i calcoli dello studio, questo è vero per Terra, Venere e Marte. «Tutti i nostri dati suggeriscono che l’acqua faceva parte degli elementi costitutivi della Terra, fin dall’inizio. E poiché la molecola d’acqua è frequente, c’è una ragionevole probabilità che questo sia vero per tutti i pianeti della Via Lattea. Il punto decisivo per stabilire se l’acqua liquida è presente è la distanza del pianeta dalla sua stella», afferma Anders Johansen del Center for Star and Planet Formation, che ha guidato lo studio pubblicato sulla rivista Science Advances.
Utilizzando un modello computerizzato, Johansen e il suo team hanno calcolato la velocità con cui si formano i pianeti e quali sono gli elementi costitutivi. Lo studio indica che si tratta di particelle di polvere di dimensioni millimetriche di ghiaccio e carbonio, note per orbitare attorno a tutte le giovani stelle della Via Lattea, che 4.5 miliardi di anni fa si sono aggregate nella formazione di quella che sarebbe poi diventata la Terra.
«Fino al momento in cui la Terra ha raggiunto l’uno per cento della sua massa attuale, il nostro pianeta è cresciuto catturando ciottoli pieni di ghiaccio e carbonio. Poi, la Terra è cresciuta sempre più velocemente fino a quando, dopo cinque milioni di anni, è diventata grande come la conosciamo oggi. Lungo il suo percorso evolutivo, la temperatura sulla superficie è aumentata bruscamente, facendo evaporare il ghiaccio nei ciottoli sulla via verso la superficie, cosicché oggi solo lo 0.1 per cento del pianeta è costituito da acqua, anche se il 70 per cento della superficie della Terra ne è ricoperta», afferma Johansen, che dieci anni fa – insieme al suo gruppo di ricerca a Lund – ha proposto la teoria che questo nuovo studio ora conferma.
La teoria, chiamata dell’accrescimento di ciottoli, prevede per l’appunto che i pianeti si siano formati dal raggruppamento di ciottoli. È risaputo che ciottoli di dimensioni millimetriche abbondano nei dischi protoplanetari attorno alle giovani stelle. I condruli all’interno di meteoriti primordiali, formati dalla fusione di ciottoli di aggregati di polvere o da impatti tra planetesimi, hanno dimensioni simili. Tuttavia, il ruolo dell’accrescimento dei ciottoli nella formazione dei pianeti terrestri non era chiaro.
Nel modello presentato dagli scienziati, i ciottoli provenienti dall’interno del disco protoplanetario alimentano la crescita dei pianeti terrestri. Le masse e le orbite di Venere, della Terra, di Theia (che si presume essersi scontrata con la Terra, per poi formare la Luna) e di Marte sono tutte coerenti con l’accrescimento di ciottoli sui protopianeti che si sono formati attorno all’orbita di Marte e sono migrati nelle loro posizioni finali durante la crescita. Le composizioni isotopiche della Terra e di Marte corrispondono qualitativamente all’accrescimento di due generazioni di ciottoli, recanti firme isotopiche distinte. Infine, gli autori dimostrano che il bilancio idrico e di carbonio della Terra può essere ben spiegato da ciottoli della prima generazione, prima che l’involucro del gas diventasse abbastanza caldo da vaporizzare le sostanze volatili.
Johansen spiega anche come la molecola d’acqua si trovi ovunque nella nostra galassia e che pertanto la teoria apre alla possibilità che altri pianeti si siano formati allo stesso modo di Terra, Marte e Venere. Tutti i pianeti nella Via Lattea possono essersi formati dagli stessi elementi costitutivi, il che significa che pianeti con la stessa quantità di acqua e carbonio della Terra – luoghi nei quali potenzialmente la vita potrebbe essere presente – potrebbero essere frequenti intorno ad altre stelle nella nostra galassia, a condizione la temperatura sia quella giusta.
Se i pianeti nella nostra galassia avessero gli stessi elementi costitutivi e le stesse condizioni di temperatura della Terra, ci sarebbero buone probabilità che possano avere circa la stessa quantità di acqua e continenti del nostro pianeta. Se, d’altra parte, la quantità di acqua sui pianeti fosse casuale, i pianeti potrebbero apparire molto diversi. Alcuni pianeti potrebbero essere troppo asciutti per sviluppare la vita, mentre altri potrebbero essere completamente coperti dall’acqua. «Un pianeta coperto dall’acqua sarebbe ovviamente un bene per gli esseri marittimi, ma offrirebbe condizioni tutt’altro che ideali per la formazione di civiltà in grado di osservare l’universo», conclude Johansen.
Johansen e il suo team attendono con impazienza la prossima generazione di telescopi spaziali, che offriranno opportunità di gran lunga migliori per osservare esopianeti in orbita attorno a stelle diverse dal Sole, per continuare a cercare tracce di vita.
Per saperne di più:
- Leggi su Science Advances l’articolo “A pebble accretion model for the formation of the terrestrial planets in the Solar System” di Anders Johansen, Thomas Ronnet, Martin Bizzarro, Martin Schiller, Michiel Lambrechts, Åke Nordlund e Helmut Lammer