In una ricerca recente, un team di astronomi dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ha studiato l’evoluzione nel tempo della zona abitabile attorno alle stelle, in particolare come essa viene influenzata dalle loro emissioni ultraviolette.
La zona abitabile circumsolare (Circumsolar Habitable Zone, CHZ) è per definizione la regione attorno a una stella in cui un pianeta orbitante sarebbe abbastanza caldo da mantenere acqua liquida sulla sua superficie. Tuttavia, man mano che le stelle evolvono nel tempo, la loro luminosità e il loro calore aumentano o diminuiscono a seconda della loro massa, alterando i confini della CHZ.
Lo studio ha preso in considerazione la massiccia emissione di luce ultravioletta delle giovani stelle calde e come questa, importante per l’emergere della vita come la conosciamo, influenzi la CHZ. Ha confrontato l’evoluzione della zona abitabile ultravioletta (UHZ) di una stella e la sua CHZ potrebbero essere interconnesse, permettendo un’interessante scoperta: se cerchiamo la vita, dovremmo farlo in esopianeti attorno a stelle nane rosse.
Cos’è la zona abitabile ultravioletta?
L’Ultraviolet Habitable Zone (UHZ) è la regione anulare attorno a una stella dove un pianeta riceve abbastanza radiazioni ultraviolette da innescare la formazione di precursori dell’RNA, ma non così tante da distruggere le biomolecole. Il ricercatore INAF Riccardo Spinelli dell’Osservatorio Astronomico di Palermo, che ha guidato la ricerca, ha spiegato:
Questa zona dipende principalmente dalla luminosità UV della stella, che diminuisce nel tempo. Di conseguenza, la UHZ è più lontana dalla stella durante le prime fasi dell’evoluzione della stella, e gradualmente si avvicina alla stella con il passare del tempo.
Non sappiamo ancora con esattezza come la vita abbia avuto origine sulla Terra, ma abbiamo alcuni indizi che suggeriscono che la radiazione ultravioletta potrebbe aver svolto un ruolo cruciale. Alcuni studi sperimentali hanno dimostrato che esponendo ioni di cianuro di idrogeno e solfuro di idrogeno nell’acqua alla luce UV, si innescava in modo efficiente la formazione di precursori dell’RNA. Senza luce UV, la stessa miscela ha prodotto un composto inerte che non poteva formare i mattoni della vita.
Inoltre, l’RNA dimostra una resistenza ai danni da radiazioni UV, indicando che probabilmente si è formato in un ambiente ricco di UV.
La zona abitabile ultravioletta si sovrappone a quella circumsolare
Anche le zone abitabili circumsolari sono soggette a evoluzione, a causa dei cambiamenti nella luminosità e nell’emissione di calore della stella, quindi studiare l’interazione di queste con le UHZ potrebbe far luce su quali esopianeti hanno maggiori probabilità di essere “potenzialmente abitabili” per la vita come la conosciamo.
Spinelli e colleghi hanno quindi cercato di determinare se, e per quanto tempo, la CHZ e la UVZ si sarebbero sovrapposte, facilitando così l’emergere della vita. Il team ha analizzato i dati del telescopio ottico/ultravioletto Swift della NASA (UVOT) per misurare l’attuale luminosità UV delle stelle con esopianeti che risiedono nella zona abitabile classica.
Hanno quindi consultato i dati del Galaxy Evolution Explorer (GALEX) della NASA, un telescopio spaziale orbitante che ha osservato galassie fino a 10 miliardi di anni di distanza nella lunghezza d’onda UV. Da GALEX, hanno incorporato il modo in cui i gruppi in movimento di giovani stelle evolvono in termini di luminosità vicino-UV. Per stimare l’evoluzione nel tempo della zona abitabile ultravioletta, hanno utilizzato i dati di uno studio precedente.
Da ciò, hanno determinato che esiste una sovrapposizione tra l’evoluzione delle CHZ e delle UHZ. Questi risultati sono stati particolarmente significativi per le stelle di tipo M, le nane rosse, dove sono stati trovati molti pianeti rocciosi in orbita all’interno delle loro CHZ.
Ricerche precedenti avevano suggerito che le stelle nane M non stanno attualmente ricevendo radiazioni UV vicine per supportare la chimica prebiotica necessaria per l’emergere della vita. Tuttavia, le loro conclusioni in questo ultimo articolo contraddicono le loro precedenti scoperte: la maggior parte di queste stelle fredde è effettivamente in grado di emettere una quantità appropriata di fotoni UV durante i primi 1-2 miliardi di anni della loro vita, per innescare la formazione di importanti elementi costitutivi della vita.
Allora dove dovremmo cercare la vita?
Sebbene possano essere un po’ una delusione per coloro che sperano di trovare vita su alcuni dei sette pianeti rocciosi di TRAPPIST-1, questi risultati sono di buon auspicio per altre stelle di tipo M che ospitano pianeti rocciosi nelle loro zone abitabili.
Ciò include l’esopianeta più vicino al Sistema Solare, Proxima b. Gli scienziati infatti scrivono “Proxima Centauri rappresenta un obiettivo d’oro per la ricerca della vita al di fuori del Sistema Solare perché ha sperimentato un’intersezione CHZ–UHZ di lunga durata e più estesa, rispetto a nane M simili”.
Ci sono poi Ross 128 b, Luyten b, Gliese 667 Cc e Gliese 180 b, tutti entro 40 anni luce dalla Terra. Queste scoperte potrebbero quindi avere implicazioni significative per gli studi sugli esopianeti e sull’astrobiologia, che sono passati dalla scoperta alla caratterizzazione negli ultimi anni. E saranno importanti per studi futuri con il James Webb Space Telescope, il Nancy Grace Roman Space Telescope e gli altri osservatori terrestri che consentiranno l’imaging diretto di esopianeti.
Lo studio completo è reperibile qui.
In questo video approfondimento sul mio canale YouTube abbiamo parlato di 7 grandi telescopi in progettazione a Terra e nello spazio.
