La maggior parte degli esopianeti che abbiamo scoperto orbita attorno a stelle nane rosse. Questo non è dovuto al fatto che le nane rosse siano in qualche modo speciali, ma semplicemente perché sono comuni. Circa il 75% delle stelle nella Via Lattea sono nane rosse, quindi ci si potrebbe aspettare che i pianeti in orbita attorno a queste stelle siano i più abbondanti. Ciò significa anche che la maggior parte dei mondi abitabili orbiterà attorno a queste piccole e fredde stelle, e questo ha conseguenze significative per la nostra ricerca di vita.
Per cominciare, qualsiasi mondo potenzialmente abitabile attorno a una nana rossa dovrà orbitare vicino alla sua stella, giusto per essere caldo a sufficienza per elementi come l’acqua liquida. Il sistema TRAPPIST-1 di cui ho parlato ieri è un buon esempio di questo. I tre pianeti potenzialmente abitabili del sistema orbitano a una piccola frazione della distanza tra Mercurio e il Sole. Ciò significa che sono a rischio di fenomeni come le eruzioni stellari, ma significa anche che sono quasi certamente bloccati marealmente.
Il bloccaggio mareale si verifica quando un pianeta o una luna è così vicina al suo compagno che le forze mareali fanno sì che la sua rotazione si sincronizzi con il suo moto orbitale. Quando un pianeta è bloccato marealmente, un lato è sempre rivolto verso la stella mentre l’altro lato è eternamente nell’oscurità. Come puoi immaginare, questo significherebbe che il lato caldo si riscalda mentre l’altro si congela. Questo è vero a meno che il pianeta non abbia una buona atmosfera. Con un’atmosfera ricca di acqua simile a quella della Terra, il calore potrebbe spostarsi tra il lato diurno e quello notturno. Il clima sarebbe strano su tale mondo, ma un pianeta bloccato marealmente potrebbe essere abitabile, con temperature abbastanza uniformi tra il lato diurno e quello notturno.
Come le nuvole potrebbero far apparire un pianeta privo di atmosfera. Credito: Powell et al.
Osservare le atmosfere dei pianeti bloccati marealmente è difficile, ma gli astronomi hanno un trucco per capire se esiste un’atmosfera. Invece di cercare di catturare uno spettro atmosferico, possono semplicemente misurare la temperatura superficiale del pianeta su lati opposti. Quindi, osservano la stella mentre il pianeta passa davanti a essa per determinare la temperatura del lato oscuro, e poi la osservano di nuovo mentre il pianeta si muove dietro la stella per ottenere la temperatura del lato illuminato. Se i lati oscuro e illuminato presentano temperature drasticamente diverse, allora è probabile che non abbia un’atmosfera. Facile, no? Ma un nuovo studio mostra che non è necessariamente vero.
In questo articolo, gli autori sostengono che le nuvole sul lato oscuro di un mondo potrebbero alterare i nostri dati. Per dimostrarlo, hanno considerato un mondo bloccato marealmente con un’atmosfera densa. Sulla base dei loro modelli, l’atmosfera modererebbe le temperature globali del pianeta in modo che il lato diurno sia solo alcune decine di gradi più caldo del lato oscuro. Questa situazione è simile agli estremi giorno e notte di una regione arida sulla Terra. Sebbene moderato, il cambiamento di temperatura sarebbe sufficiente a innescare la formazione di nuvole spesse sul lato oscuro.
In questo scenario, il lato diurno sarebbe per lo più privo di nuvole e misureremmo la temperatura calda della superficie del pianeta. Ma con un lato oscuro nuvoloso misureremmo la temperatura dello strato superiore delle nuvole, che sarebbe molto più fredda. Quindi, anche se le temperature superficiali del pianeta sono abbastanza uniformi, apparirebbe avere un drastico cambiamento di temperatura, simile a un mondo privo di atmosfera. Gli autori proseguono esaminando come le osservazioni del JWST potrebbero distinguere tra pianeti nuvolosi e quelli privi di atmosfera, ma è chiaro che un semplice trucco nella ricerca di pianeti abitabili non è poi così semplice.
Riferimento: Powell, Diana, Robin Wordsworth e Karin Öberg. “Le nuvole notturne sui pianeti terrestri bloccati marealmente imitano scenari privi di atmosfera.” arXiv preprint arXiv:2409.07542 (2024).