Quando studiano i mondi rocciosi al di fuori del sistema solare, i ricercatori usano Marte come un laboratorio su scala planetaria.
Per quanto tempo potrebbe rimanere abitabile un pianeta roccioso, simile a Marte, se orbisse attorno a una nana rossa? La missione Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) della NASA, che studia il nostro vicino da novembre 2014, aiuterà a rispondere a questa difficile domanda.
"Le osservazioni della missione MAVEN indicano che il Pianeta Rosso ha gradualmente perso una parte significativa della sua atmosfera, e questo ha cambiato le condizioni su di esso", afferma David Brain, scienziato della missione MAVEN presso l'Università del Colorado (USA).
Laboratorio planetario
Quando studiano i mondi rocciosi al di fuori del sistema solare, i ricercatori usano Marte come un laboratorio su scala planetaria. Alla riunione autunnale dell'American Geophysical Union il 13 dicembre 2017 a New Orleans, negli Stati Uniti, David Brain ha condiviso con i colleghi come i dati MAVEN influenzeranno la determinazione dell'abitabilità dei pianeti rocciosi in orbita attorno a stelle lontane.
Veicolo spaziale MAVEN. Credito: NASA.
MAVEN dispone di una suite di strumenti a bordo che misurano la perdita dell'atmosfera marziana. Gli studi dimostrano che gran parte di essa è fuggita nello spazio "grazie" a una combinazione di processi chimici e fisici, e i dati degli strumenti forniscono indizi sul ruolo svolto da ciascuno di essi.
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Negli ultimi tre anni, il Sole ha vissuto periodi di attività crescente e decrescente, mentre Marte ha subito tempeste solari, eruzioni solari ed espulsioni di massa coronale. Questi cambiamenti hanno fornito a MAVEN un'opportunità unica di osservare il comportamento dell'atmosfera in varie condizioni.
Nana rossa e ipotetico Marte
David Brain ei suoi colleghi hanno applicato questa conoscenza a un ipotetico pianeta simile a Marte in orbita attorno a una stella nana rossa (la classe di stelle più abbondante nella nostra galassia). Hanno suggerito che l'esopianeta, come Marte, si trova ai margini della zona abitabile. Ma, poiché le nane rosse sono più deboli del Sole, la loro zona abitabile è molto più vicina. Si è scoperto che a causa dell'estrema radiazione ultravioletta della stella e dell'orbita ravvicinata, il pianeta riceverà 5-10 volte più UV di quanto riceve Marte. Ciò aumenta la quantità di energia disponibile per i processi responsabili della fuoriuscita dell'atmosfera.
La posizione di un ipotetico Marte nella zona abitabile in orbita attorno a una nana rossa rispetto alla posizione del vero Marte nel sistema solare. Credito: Goddard Space Flight Center della NASA.
Sulla base dei dati di MAVEN, i ricercatori hanno calcolato che l'atmosfera degli exomars potrebbe perdere 3-5 volte più particelle cariche in un processo chiamato perdita di ioni e 5-10 volte più particelle neutre a causa della fuga fotochimica. Inoltre, poiché ci saranno molte particelle cariche nell'atmosfera, inizierà a "spruzzare". Il processo di spruzzatura è simile a un gioco del biliardo: particelle cariche si schiantano contro le molecole, spingendone alcune nello spazio e spingendone altre contro quelle vicine. Questa reazione a catena aumenta significativamente il tasso di perdita atmosferica. Infine, l'ipotetico pianeta dovrà affrontare la perdita di molecole di luce come l'idrogeno.
In generale, trovare un ipotetico Marte ai margini della zona abitabile di una tranquilla nana rossa potrebbe accorciare la durata della vita di circa 5-20 volte. Se il pianeta si trova in un sistema di nane rosse attivo, questo periodo sarà ridotto di circa 1000 volte.
Circostanze estenuanti
Tuttavia, David Brain ha considerato lo scenario peggiore posizionando Marte nel mezzo di una nana rossa. Un altro pianeta può avere alcuni fattori attenuanti, come processi geologici attivi, un campo magnetico o una dimensione maggiore. Tutto ciò consente di ricostituire, proteggere e trattenere l'atmosfera per un periodo più lungo.
"L'abitabilità di mondi lontani è uno degli argomenti più importanti in astronomia e queste stime dimostrano un modo per utilizzare la conoscenza di Marte e del Sole nella ricerca della vita nell'Universo", ha concluso Bruce Yakoski, Principal Investigator per MAVEN presso l'Università del Colorado (USA).
Roman Zakharov
