PIANETI E SATELLITI CHE POTREBBERO OSPITARE LA VITA

Poiché l’unica forma di vita che per ora conosciamo è quella che si è sviluppata sul nostro pianeta, limiteremo le nostre considerazioni alle caratteristiche che dovrebbe avere un corpo celeste, sia esso un pianeta o un satellite naturale, per poter eventualmente ospitare la vita così come si presenta sulla Terra.
Riflettiamo però sul fatto che le forme di vita terrestri vegetali ed animali si presentano nelle forme più svariate, per cui esseri viventi eventualmente presenti su di un corpo celeste extraterrestre, sia che si tratti di vegetali o esseri unicellulari o animali pluricellulari più o meno intelligenti, potrebbero essere completamente diversi da qualsiasi forma di vita così come la conosciamo sul nostro pianeta.
L’insieme delle caratteristiche ritenute necessarie allo sviluppo della vita su di un corpo celeste costituisce quella che in Astrofisica viene definita “abitabilità planetaria”.
Limiteremo da questo momento l’analisi ai soli pianeti, tenendo presente però che potrebbe sempre esistere un satellite “abitabile” anche attorno ad un pianeta “inabitabile”.
Il primo elemento da analizzare è la stella attorno alla quale ruota il pianeta.
Dato che il “fenomeno vita” richiede tempi lunghi per nascere, svilupparsi ed evolvere, è necessario che la stella abbia vita lunga, non sia una stella variabile, non abbia sbalzi di calore e luminosità. Insomma occorre che sia una stella “tranquilla” come il nostro Sole che è nato circa cinque miliardi di anni fa e morirà frà circa altri cinque miliardi di anni.
Sappiamo che le stelle sono classificate in sette classi spettrali (O, B, A, F, G, K, M) e possiammo tranquillamente escludere le stelle di classe O, B ed A in quanto vivono in media meno di un miliardo di anni e talvolta solo poche decine di milioni di anni.
Possiamo invece ritenere validi candidati le stelle di tipo F, G e forse anche K, più piccole e con vita media molto più lunga, tanto più che il nostro Sole appartiene appunto alla classe G.
Questo tipo di stelle pare che costituisca circa il 10% delle stelle della nostra galassia ed è ragionevole pensare che tale proporzione sia valida in tutte le galassie dell’Universo.
Resta aperta la questione se possano esistere pianeti abitabili attorno alle stelle di classe M (nane rosse) ed è una questione di grande rilievo, in quanto questo tipo di stelle costituisce la maggioranza delle stelle della nostra galassia (tra il 70% ed il 90%), proporzione probabilmente valida in tutte le galassie dell’Universo.
A questo punto dobbiamo introdurre l’importante concetto di “zona abitabile”, chiarendo subito che dobbiamo distinguere tra “zona abitabile circumstellare”, detta anche “fascia abitabile” e “zona abitabile galattica”.
Per zona abitabile circumstellare si intende quella “fascia” intorno ad una stella nella quale le temperature sono tali da permettere l’esistenza di acqua liquida.
Questo perché sappiamo per certo che, almeno per il nostro pianeta, l’acqua liquida è stata ed è l’elemento indispensabile alla nascita, allo sviluppo ed alla evoluzione della vita.
Ovviamente la distanza di questa fascia dalla stella dipende soprattutto dalla temperatura della stella.
Ad esempio, ricordando che l’Unità Astronomica UA è la distanza media della Terra dal Sole, una stella avente il 25% della luminosità del Sole avrà la sua fascia abitabile a circa 0,50 UA di distanza, mentre una stella avente il doppio della luminosità solare, avrà la sua fascia abitabile a circa 1,4 UA di distanza.
In particolare, nel nostro sistema Solare, la fascia abitabile sarebbe compresa tra 0.95 ed 1.37 UA dal Sole.
Se invece consideriamo la possibilità dell’esistenza di forme di vita nate ed evolute tramite altri solventi liquidi, tipo ammoniaca o metano, le dimensioni della fascia abitabile si accrescerebbero di molto, includendo un numero maggiore di pianeti in rotazione attorno alla stella considerata.
La definizione di fascia abitabile poi si complica nel caso di sistemi stellari doppi o multipli perché bisogna considerare le caratteristiche fisiche di tutte le stelle del sistema, non solo di quella attorno alla quale ruota il pianeta.
Infine, un pianeta al di fuori della fascia abitabile, più lontano dalla sua stella, potrebbe ancora essere abitabile a causa del riscaldamento dovuto a cause geotermiche o vulcaniche.
La zona abitabile galattica è invece la regione di spazio in una galassia che potrebbe presentare condizioni favorevoli allo sviluppo della vita.
Questa zona non è troppo lontana dal centro galattico, perché è necessaria la presenza di elementi pesanti, grazie ai quali possono originarsi pianeti rocciosi ma soprattutto la formazione di numerose molecole organiche.
Questa zona è ricca di elementi pesanti in quanto l’esplosione di supernove, sempre più abbondanti man mano che ci si avvicina al centro galattico, li ha proiettati dello spazio e da essi si sono formate e si formano continuamente le stelle di seconda generazione con i loro sistemi planetari.
Non può però trovarsi troppo vicino al centro galattico dove la frequente esplosione di supernove renderebbe difficile lo sviluppo della vita. Inoltre pare che al centro di quasi tutte le galassie sia presente un massiccio buco nero che risucchia stelle con tutti i loro eventuali sistemi planetari.
Infine non può essere situata troppo lontano dal centro galattico dove vi è scarsità di elementi pesanti e la materia è più rarefatta.
Ad esempio, nella nostra galassia, che ha un diametro di circa 100.000 anni luce, il Sistema Solare si trova a circa 27.000 anni luce dal centro.
Un altro elemento che può influenzare l’abitabilità di un pianeta è la sua orbita : se l’ellisse descritta è troppo eccentrica, il pianeta all’afelio si allontanerebbe troppo dalla stella ed al perielio le si avvicinerebbe troppo subendo enormi sbalzi di temperatura che non consentirebbero la formazione di forme viventi. Eventuali oceani si vaporizzerebbero all’afelio e congelerebbero al perielio.
Non a caso l’orbita della Terra ha una eccentricità bassissima, è quasi una circonferenza.
Inoltre la rotazione del pianeta attorno al proprio asse non deve essere troppo lenta : se la notte durasse anni, una parte del pianeta si raffredderebbe troppo ed un altra si riscalderebbe troppo.
Ancora, l’asse di rotazione del pianeta non deve essere troppo inclinato, in modo da avere stagioni moderate, con variazioni di clima accettabili.
La massa ideale di un pianeta “abitabile” dovrebbe variare tra quella di Marte e poco più di quella della Terra. Se il pianeta ha una massa troppo piccola, la sua gravità non sarebbe in grado di trattenere un’atmosfera. Se ha una massa troppo grande, l’enorme forza di gravità renderebbe difficile lo sviluppo della vita.
Riassumendo, il pianeta ideale che potrebbe ospitare la vita dovrebbe essere un pianeta di tipo roccioso, delle dimensioni della Terra o poco più piccolo o poco più grande, con una gravità tale da poter trattenere un’atmosfera gassosa. Dovrebbe ruotare attorno ad una stella di classe spettrale F o G di seconda generazione, cioè nata dalle polveri e gas generati dall’esplosione di una supernova. Si dovrebbe trovare nella zona abitabile circumstellare e la sua stella si dovrebbe trovare nella zona abitabile galattica. Dovrebbe avere infine un’orbita non troppo eccentrica ed una rotazione attorno al proprio asse non troppo lenta.
Quanti pianeti “abitabili” ci sono nell’Universo ?
Estrapolando a tutta la nostra galassia i dati del telescopio spaziale Kepler, che, dal 2009 al 2013, ne ha dettagliatamente esaminato una piccola porzione alla ricerca di esopianeti, si otterrebbe il risultato che i pianeti extrasolari sarebbero circa 100 miliardi e, ribadiamo, solo nella nostra galassia.
Ma il risultato più sorprendente è che il 17% di questi, cioè circa 17 miliardi di pianeti, dovrebbero avere dimensioni paragonabili a quelle della Terra.
Dato che, come abbiamo già ricordato, nell’Universo vi sono centinaia di miliardi di galassie, il numero totale di pianeti simili alla Terra dovrebbe essere un numero di difficile trascrizione ….
Non abbiamo dimenticato i satelliti ….
Il numero di satelliti che ruotano attorno ai pianeti è sicuramente maggiore del numero dei pianeti stessi, per cui ci sarebbe da aspettarsi che è più probabile che la vita nasca su di un satellite piuttosto che su di un pianeta.
Inoltre anche satelliti di pianeti situati al di fuori della zona abitabile circumstellare potrebbero essere “abitabili” a causa del surriscaldamento dovuto alle forze di marea indotte dal pianeta attorno al quale ruotano, pianeta che, magari, non è “abitabile”.