[ITA] I Pianeti e le Super-terre

Salve Steemers, oggi vi parlerò di Pianeti; prima di iniziare però occorre definire cosa è un pianeta secondo l'astronomia moderna e in quali di questi sarà più facile trovare altre forme di vita, e cioè nei Pianeti di tipo roccioso.
Nella categoria dei Pianeti rocciosi analizzeremo in particolare le "Super-Terre" andando a vedere come sono composte e come mai questa particolare tipologia viene considerata adatta al sostentamento della vita, anche molto più del nostro Pianeta natale.

Definizione di pianeta

L'Unione Astronomica Internazionale ha fornito una definizione generalmente accettata di Pianeta per cui per essere considerato tale deve rispettare tutti e tre i requisiti sottostanti:

• Deve orbitare intorno a una Stella e non un altro oggetto, tutto ciò che non orbita intorno a una stella, ma anzi ha un centro di gravità su un altro corpo celeste è considerato un Satellite.
• Ha una massa sufficiente ad avere un "equilibrio idrostatico", il che si traduce semplicemente in avere una forma quasi sferica, tutto ciò che non soddisfa questa definizione viene considerato un Asteroide.
• Non deve avere oggetti di dimensione simile nella propria orbita, si dice che abbia "ripulito il vicinato", tutto ciò che non soddisfa questo criterio non può essere considerato Pianeta.
  E' proprio questa ultima condizione che ha fatto declassare Plutone da Pianeta a Pianeta-Nano.

_{Rappresentazione di un Pianeta, CC0 Creative Commons, Fonte}

Pianeti Terrestri

I "Pianeti terrestri", secondo le ultime osservazioni del telescopio "Kepler", sono quelli più diffusi nel nostro universo.
Nel Sistema Solare i pianeti rocciosi sono: Mercurio, Venere, la Terra e Marte, la composizione di questi 4 corpi celesti è molto simile tra loro e sono composti per la maggior parte da metallo e da roccia ed hanno anche altre caratteristiche comuni come una crosta superficiale, uno strato intermedio e un nucleo composto da metalli pesanti.
Ovviamente ogni Pianeta ha delle proporzioni diverse sia per quanto riguarda la composizione, sia per quanto riguarda le altre caratteristiche, ad esempio Mercurio ha, in proporzione, un nucleo interno molto più grande di quello di Marte.

Nel gruppo dei Pianeti Terrestri c'è una tipologia particolare che merita un approfondimento e sono le "Super-terre", che non sono presenti nel nostro sistema solare, nonostante sia una tipologia di corpo celeste abbastanza comune nel resto dell'universo.
Con una leggera forzatura possiamo considerare la Terra, come una "Super Terra" di dimensioni molto piccole.

Le Super-Terre

Le "Super-Terre" sono una scoperta molto recente e sono state teorizzate per la prima volta all'inizio del nuovo millennio e nel 2005 per la prima volta ne è stata individuata una, andando quindi a confermare la loro esistenza; con l'affinamento delle tecniche osservative negli anni sono stati trovati sempre più pianeti classificabili come "Super-terre".

Le "Super-terre" sono, ovviamente, dei pianeti, visto che rispettano tutte e tre le condizioni per essere considerato tale.
Già da come si può capire dal nome questi corpi celesti sono più grandi e più massicci del nostro pianeta; ma quanto grandi? Immaginiamo per un attimo un pianeta come Nettuno, che è circa 15 masse terrestri, ma invece che un gigante gassoso (ghiacciato), sia come la Terra con oceani, deserti e foreste.
Il risultato concettualmente potrebbe essere un qualcosa che si avvicina molto a quello che sono le "Super-Terre", ma andiamo nello specifico.

Ad oggi vengono considerate una Super-Terra, tutti i pianeti di tipo roccioso con massa da 1 a 10 volte quella terrestre e inoltre con un raggio che non deve essere superiore al doppio di quello terrestre.

Composizione

Acqua

Non avendo, per ovvi motivi, osservazioni dirette, analizzando i risultati del telescopio Kepler, considerando la massa, la densità e il raggio, possiamo stimare con relativa sicurezza che ci sono "Super-terre" che sono composte in prevalenza da acqua.
In questi mondi alieni inoltre c'è anche una buona possibilità che esistano terre emerse e che abbiano anche un'atmosfera propria.
Come è lecito aspettarsi, le "Super-terre" non saranno tutte uguale tra di loro, ma ci saranno alcune a prevalenza oceanica ed altre dove invece l'acqua sarà presente in misura molto minore, risultando ai nostri strumenti come pianeti secchi.

Le "Super-Terre" che contengono grandi quantità di acqua arrivano ad avere oceani enormi che arrivano fino al 70% della massa totale del pianeta, per avere un termine di paragone basta pensare che tutta l'acqua della Terra rappresenta lo 0,02% della massa totale.

_{Oceano, CC0 Creative Commons,Fonte}

Una tale massa di acqua avrebbe un comportamento del tutto particolare.
Se già negli abissi degli oceani terrestri la pressione è molto forte, nelle "Super-Terre" tale fenomeno viene molto amplificato, infatti l'acqua assume uno stato particolare, nonostante sia a uno stato liquido si comporta come se fosse un solido, infatti le molecole di H₂O vengono compresse fino a compenetrarsi, un fenomeno che succede quando l'acqua si congela e diventa ghiaccio, solo che in questo caso non è dovuto alla temperatura, quindi avremo acqua solida anche a temperature in grado di fondere i metalli.
Sulla Terra questo effetto non si presenta, richiederebbe infatti che gli oceani fossero di una profondità dieci volte maggiore di quello che in realtà sono, però per studiare questo fenomeno siamo in grado di riprodurlo in laboratorio, ed è chiamato Ghiaccio VII o Ghiaccio X.

Atmosfera

Un'altra cosa da tenere in considerazione è se questi pianeti hanno una propria atmosfera.
In alcune "Super-Terre" come GJ1214b è stato misurato che nell'atmosfera sono presenti numerosi gas leggeri.
Questo significa che le "Super-Terre", indipendentemente dalla presenza di un campo magnetico, che proteggerebbe il pianeta dalle radiazioni della propria stella, ha abbastanza forza gravitazionale da non disperdere tali gas e quindi di essere un pianeta candidabile alla presenza di vita.

La vita sulle "Super-Terre"

Se volessimo metterci alla ricerca della vita su una di queste "Super-Terre" avremmo quindi la possibilità di scegliere tra i pianeti oceanici e pianeti secchi, probabilmente la nostra scelta cadrebbe sui pianeti oceanici, vista la presenza di acqua, dopotutto il nostro pianeta è composta prevalentemente da acqua.
Questa scelta però si rivelerebbe non corretta, nonostante il nostro pianeta sia composto per il 70% di acqua come detto in precedenza essa rappresenta lo 0.02% della massa terrestre.
Le misurazioni che verrebbero fatte da un eventuale pianeta extrasolare verso il nostro pianeta, calcolando come prima la densità media, rispetto al raggio del pianeta, risulterebbero nella categoria dei pianeti secchi e non dei pianeti oceanici.
Le "Super-Terre" sono gli ambienti ideali per far sviluppare la vita per via delle loro peculiarità, rendendole addirittura anche migliori del nostro pianeta.
La prima cosa che va considerata è che avendo una massa più elevata conseguentemente anche l'attrazione gravitazionale sarà maggiore, perciò renderebbe più facile il mantenere un'atmosfera senza che essa si disperda nello spazio e che permetta all'acqua di non evaporare, infatti se ciò non avvenisse ci troveremo di fronte a un pianeta, come Marte, dove l'acqua probabilmente era presente ma è evaporata a causa della mancanza di un'atmosfera.
Altro aspetto importante per il sostentamento della vita è l'attività tettonica di un pianeta, in quanto crea un continuo ricircolo di minerali grazie l'attività vulcanica e inoltre la rottura della crosta permette al pianeta stesso di non raffreddarsi con il passare del tempo.
Prendendo sempre come esempio il nostro sfortunato "vicino" Marte, l'assenza di movimento tettonico ha portato a un ispessimento della crosta terrestre fino al definitivo raffreddamento della superficie del pianeta.
Inoltre essendo più piccola la Terra è più vulnerabile rispetto ad un pianeta più grande a qualsiasi evento cosmico e/o cambiamenti drastici.
Per questi motivi, se vogliamo cercare la vita extraterrestre, il miglior luogo è una "Super-Terra".

Bibliografia

• Sito Ufficiale Nasa del progetto Kepler Link
• Le scoperte di Kepler Link
• Radius and Structure Models of the First Super-Earth Planet Valencia, Diana; Sasselov, Dimitar D.; O'Connell, Richard J.Link
• Cloudy skies on nearby super-Earth Link
• Definizione di pianeta Link
• He, C. et al. Carbon monoxide affecting planetary atmospheric chemistry. Astrophys. J. Lett. 841, L31 (2017) Link