Di pianeti nell’universo infinito ce ne sono di tutti i tipi, tra cui i bizzarri pianeti a “Bulbo Oculare”, pianeti bloccati gravitazionalmente che mostrano sempre la stessa faccia alla loro stella. Questi pianeti potrebbero essere la chiave di volta per la ricerca di vita extra terrestre.
La ricerca di esopianeti è rivolta soprattutto alla ricerca di pianeti il più simile possibile alla Terra, anche se al momento, purtroppo, il nostro mondo rimane figlio unico perché di suoi gemelli non ne abbiamo ancora trovati, anche se in compenso abbiamo una gran numero di pianeti dalle caratteristiche bizzarre.
Ed è proprio qui che Gene Roddenbery, il geniale creatore di Star Trek, ci ha visto lungo quando nel 1964 raccontando nell’intro della serie classica, che la nave Enterprise nella sua missione quinquennale, va alla ricerca di: “Strani-Nuovi Mondi” perché davvero strani nuovi mondi vengono scoperti ogni anno alla comunità scientifica mondiale.
I pianeti a bulbo oculare
Per ricercare un pianeta che si sia il più abitabile possibile, la ricerca si orienta nella cosiddetta zona abitabile della loro stella madre, ossia quella zona non troppo calda e non troppo fredda che consente all’acqua di mantenersi allo stato liquido, e questa zona è tanto lontano dalla stella quanto questa è più grande e calda.
Se consideriamo che quasi l’80% delle stelle dell’universo sono piccole Nane Rosse la sui temperatura superficiale va da 2200 °C a 3700 °C, allora la zona abitabile sarà molto vicina alla superficie stellare. Ed essendo così abbondanti, sarà facile imbatterci in pianeti a loro intorno orbitanti.
Tra questi esopianeti, esiste una classe bizzarra nota come pianeti a Bulbo Oculare. Questi mondi orbitano così vicino ai loro soli da essere bloccati in modo vincolato, con un emisfero sempre rivolto verso la stella e l’altro nella notte eterna. Gli scienziati stanno iniziando a rendersi conto che i mondi del bulbo oculare sono più che semplici curiosità: sono la chiave per capire come potrebbe essere la vita comune nell’universo.
La loro disposizione di un lato sempre illuminato e uno sempre buio provoca un clima affascinante e condizioni di superficie insolite. Queste caratteristiche possono rendere i pianeti a bulbo oculare all’interno della zona abitabile i primi candidati per ospitare la vita, ma potrebbero anche rendere inospitali pianeti altrimenti abitabili.
Ma perché vengono chiamati a bulbo oculare? Prendiamo ad esempio i pianeti interamente ricoperti da un gigantesco oceano, tali mondi presenterebbero un lato, quello rivolto sempre rivolto alla stella, libero dai ghiacci e quindi di acqua liquida e ribollente, mentre il lato notturno sarebbe interamente coperto da una landa ghiacciata. Questa caratteristica rassomiglierebbe ad un bulbo oculare, con sclera bianca ed iride blu.
Zona di abitabilità dei mondi a bulbo oculare
Mentre gli astronomi accumulavano scoperte di esopianeti negli ultimi 30 anni, si sono resi conto che i pianeti a bulbo oculare potrebbero essere abbondanti tra i sistemi planetari e che un’ampia gamma di mondi potrebbe assumere la forma di un bulbo oculare. Un esempio comune sono le super-Terre, mondi più grandi della Terra ma più piccoli di Nettuno.
Allison Youngblood, un’astrofisica del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, ha utilizzato il telescopio spaziale Hubble per studiare le super-Terre in orbita vicino alle nane rosse. “Ci sono alcune prove di super-Terre con atmosfere dense e alcune con atmosfere sottili o assenti“, ma le osservazioni indicano che molti di questi mondi sono “veramente nuvolosi e confusi“, dice. Ciò renderebbe difficile avvistare la vita, ma alcuni astronomi ritengono che, nel giusto scenario, le super-Terre siano le più promettenti per la ricerca della vita oltre il sistema solare.
Uno di questi scenari è sulle super-Terre del Bulbo Oculare. Questi mondi sono probabilmente coperti da vasti oceani. Nell’emisfero notturno, il pianeta subisce condizioni artiche mentre il lato diurno è soffocante, il calore brucia le nuvole e, in scenari estremi, l’oceano stesso. L’abitabilità di un tale pianeta dipende da molti fattori, tra cui la temperatura giorno/notte, l’attività della stella ospite, la densità dell’atmosfera del pianeta e persino la salsedine dell’oceano
La zona del terminatore (la zona crepuscolare di confine tra notte e giorno) sarebbe cruciale per la vivibilità di questi pianeti. Il quest’area possono avvenire fenomeni oceanici in grado di stravolgere il clima dell’intero pianeta. A contatto con l’acqua calda della zona diurna il ghiaccio di confine si scioglie, immettendo grandi quantità di acqua fredda e dolce, in grado di raffreddare anche l’oceano diurno mitigando il clima di quell’emisfero.
Di contro fenomeni simili alla corrente del golfo qui sulla Terra possono, invece, rimescolare le acque calde della zona diurna con quelle fredde della zona notturna ed apportare una notevole salinità agli oceani glaciali e riscaldamento del clima. Entrambi questi fenomeni possono portare benefici o disagi alla vita di questi mondi se esiste.
“A seconda dei dettagli“, dice Eric Wolf, ricercatore associato al Laboratory for Atmospheric and Space Physics di Boulder, in Colorado, “il clima potrebbe letteralmente essere qualsiasi cosa, dagli stati freddi e ghiacciati a mondi caldi, simili a Venere, dominati dalla CO2.”
Pianeti a bulbo oculare di dimensione terrestre
Mentre i pianeti a bulbo oculare super-terrestri sono sfere ricoperte dall’oceano avvolte in atmosfere dense, i mondi più piccoli simili alla Terra bloccati dalle maree hanno superfici più rocciose. Laddove la stella del pianeta brilla in alto, le condizioni del deserto ricoprono il paesaggio. Più vicino al lato notturno, l’ambiente diventa più clemente, forse consentendo l’acqua liquida all’interno di quella zona crepuscolare. Anche all’interno di quella regione crepuscolare, a condizione che il pianeta abbia abbastanza atmosfera con forti correnti di vento, la superficie potrebbe rimanere sopra lo zero. Ma se l’aria è rarefatta o stagnante, le temperature scendono precipitosamente, anche se il pianeta si trova al limite interno della zona abitabile della sua stella.
Tuttavia, questi pianeti a bulbo oculare più piccoli devono affrontare un problema più grande della temperatura in termini di abitabilità: l’erosione atmosferica. Un’atmosfera è fondamentale per la sopravvivenza della vita, ma, in orbita vicino ai loro soli nani rossi, questi piccoli mondi affrontano feroci venti stellari che possono strappare via anche le atmosfere più dense. L’esperto di esopianeti Avi Mandell del Goddard Space Flight Center della NASA sottolinea che “una certa quantità di atmosfera sarà sempre erosa: perdiamo sempre un po’ di atmosfera dalla Terra a causa del nostro stesso Sole“. Ma, se non viene rifornita abbastanza rapidamente dai gas che fuoriescono dall’interno del pianeta, un’atmosfera potrebbe perdere i composti necessari per sostenere la vita o semplicemente evaporare completamente.
JWST: L’oftalmoscopio
Gli esperti di Pianeti a bulbo oculare ora hanno un nuovo strumento: il James Webb Space Telescope (JWST). La ricercatrice sui pianeti esterni Heidi Hammel, un membro del team JWST, attende con impazienza nuove rivelazioni dal potente osservatorio. “La forza di Webb è nella chimica atmosferica; sarà complementare a ciò che sta facendo il telescopio spaziale Hubble“, afferma. Hubble vede dall’ultravioletto al vicino infrarosso, ma Webb è sensibile a una parte diversa dell’infrarosso.
I ricercatori hanno già in programma di utilizzare JWST per osservare diversi candidati al pianeta bulbo oculare e saggiarne l’abitabilità.
In alcuni casi, Webb osserverà un pianeta mentre transita sulla sua stella. Quando un mondo si muove davanti alla sua stella, è possibile non solo individuare il pianeta, ma anche determinare quali molecole esistono nella sua atmosfera. Proprio come il pianeta blocca la luce delle stelle con la sua superficie solida, così anche le molecole nell’atmosfera possono assorbire la luce dal sole del pianeta, creando cali nello spettro di luce che riceviamo dalla stella. Lo studio di queste lunghezze d’onda mancanti della luce stellare può fornire agli scienziati informazioni sulla composizione chimica dell’atmosfera del pianeta.
In altri casi, JWST osserverà un pianeta mentre passa dietro la sua stella, una tecnica efficace per misurare quanta luce totale del sistema viene riflessa dal lato diurno del pianeta. Questo può fornire ai ricercatori informazioni sia sulla composizione chimica di un mondo che sulla sua temperatura.
JWST ha già in programma di studiare molti pianeti oculari che Hammel chiama “i soliti sospetti”. Dice: “Ogni sistema di esopianeti che puoi nominare è un bersaglio per Webb – come i pianeti TRAPPIST o 55 Cancri e – ma ci sono circa 68 altri esopianeti nell’elenco, inclusi cinque o sei terrestri in zone abitabili”. E guarda caso, molti di loro, sono considerati proprio pianeti a bulbo oculare.
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