Vita su Gliese 667C c?

gliese667ccQuesta rappresentazione artistica mostra un tramonto dalla superficie del pianeta Gliese 667Cc (GJ667Cc). La stella più luminosa nel cielo è la nana rossa Gliese 667C, che è parte del sistema triplo di stelle, di cui fanno parte GJ667A e GJ667B che sono rappresentate più lontane. Si stima che vi siano dieci miliardi di mondi rocciosi simili a questo attorno a stelle nane rosse di tipo M nella sola Via Lattea. Crediti ESO/L Calçada.

Il sistema estrasolare Gliese 667C ha tre pianeti che cadono nella zona di abitabilità della stella. Gliese 667C c è uno di questi. L’annuncio fu dato nel novembre scorso e la conferma avvenne con l’articolo di Guillem Anglada-Escudé et al., “A Planetary System round the nerbi M dwarf 667C with at lesa one super-Earth in its abitabile zone”.  Il pianeta Gliese 667Cc è più simile alla nostra Terra di quanto non lo sia Kepler-22b, che è stato confermato come pianeta potenzialmente abitabile poco prima della conferma di Gliese 667Cc.

Gliese 667Cc è il principale candidato per un mondo abitabile, solo 22 anni luce di distanza dalla Terra (circa 200 milioni di milioni di chilometri, per gli appassionati dei chilometri), che rappresenta quindi un nostro vicino di casa.

Meno di vent’anni fa prima della scoperta dei primi esopianeti, potevamo solo speculare sull’esistenza di tali possibili pianeti. Finora, quasi 1000 pianeti sono stati trovati, mentre oltre 2000 devono ancora essere confermati, e sono dunque solo dei candidati pianeti. Molti di questi vengono a trovarsi nella zona di abitabilità della stella, dove l’acqua si trova allo stato liquido. L’aumento del numero di pianeti potenzialmente abitabili noti porta a suggerire che tali pianeti possano essere frequenti nell’universo.

Mentre Kepler-22b orbita una stella di tipo solare, GJ667Cc si muove attorno ad una stella nana rossa di tipo spettrale M. Stelle di questo tipo, chiamate anche nane M (M-dwarf), sono più piccole e più fredde del nostro Sole e rappresentano circa il 60% di tutte le stelle.

Con una temperatura effettiva di circa 3400 °C sulla sua superficie, la stella GJ667C è molto più fredda del nostro Sole che raggiunge una temperatura di circa 5500 °C. Questa nana rossa di conseguenza emette meno radiazione della nostra stella, raggiungendo una luminosità di solo l’1% di quella solare.

La zona di abitabilità attorno alla stella è definita come quella zona dove le temperature sulla superficie di un pianeta sono tali da permettere l’acqua di trovarsi in forma liquida. L’acqua liquida è considerata essere la condizione essenziale alla formazione della vita. La Terra si trova nella zona di abitabilità intorno al Sole ad una distanza di 1 UA (unità astronomica, pari a circa 150 milioni di chilometri). Con un’emissione minore di radiazione da parte della stella, la zona di abitabilità intorno a GJ 667Cc è molto più vicina alla sua stella, ad una distanza compresa tra circa 0,11 e 0,23 UA. Il nostro pianeta sarebbe un mondo ghiacciato se orbitasse attorno a questa stella invece del Sole. Fortunatamente, il pianeta GJ667Cc si trova otto volte più vicino alla sua stella (a 0,12 UA), che lo fa diventare un pianeta “confortevole” nella zona di abitabilità.

Il sistema di Gliese 667COltre a GJ667Cc vi sono altri due pianeti potenzialmente abitabili che cadono dentro la zona di abitabilità della stella: Gliese 667C f e Gliese 667C e, qui in una rappresentazione artistica messi in confronto con le dimensioni della nostra Terra. Crediti: PHL, University of Puerto Rico, Arecibo.

GJ667Cc riceve un flusso di radiazione che è circa il 90% di quello che riceve la Terra dal Sole. Sebbene la maggior parte di questa radiazione viene emessa nell’infrarosso, è abbastanza probabile che vi sia la possibilità che l’acqua si trovi in forma liquida sulla superficie planetaria. La temperatura superficiale non è nota con precisione e dipende da un numero di fattori ancora non conosciuti. Tale temperatura potrebbe essere intorno ai 30°C se facciamo l’ipotesi di un’atmosfera planetaria simile a quella nostra. Un’atmosfera più massiccia, tuttavia, comporterebbe temperature e condizioni simili a quelle che troviamo su Venere, che non sono favorevoli alla vita. Ulteriori osservazioni sono necessarie per rispondere alla domanda se GJ667Cc possa effettivamente supportare acqua liquida e se le condizioni sul pianeta siano appropriate per ospitare la vita.

A causa della piccola distanza dalla sua stella centrale, GJ667Cc orbita attorno alla stella in soli 28 giorni. Un anno su tale pianeta dura solo 28 giorni terrestri. Questo permette a noi terrestri di celebrare il nostro millesimo compleanno, che corrisponderebbe a circa 77 anni terrestri. I giorni, tuttavia, potrebbero essere molto lunghi.

Sebbene il pianeta si trovi vicino alla sua stella è probabile che il pianeta sia bloccato a causa dell’azione gravitazionale. Ruoterebbe sincronizzato e mostrerebbe sempre la stessa faccia alla sua stella, un effetto che noi conosciamo tra la Terra e la Luna e anche su altri pianeti del nostro Sistema Solare con i loro rispettivi pianeti.  Di conseguenza, vi sarebbe un giorno eternamente lungo nell’emisfero più vicino alla stella e notte eterni nell’emisfero dall’altra parte della stella, quello non illuminato. Le differenze di temperatura tra i due emisferi potrebbero essere grandi e influire sul clima globale del pianeta.

habitablezone
Il sistema planetario intorno alla stella rossa nana Gliese 667C è formato da tre esopianeti noti del tipo super-Terre. Il pianeta c si trova proprio nella zona di abitabilità della stella, dove l’acqua liquida si può trovare sulla superficie planetaria. In confronto, sono state riportate a fianco le dimensioni sia della Terra che di Marte e quelle di GJ667Cc. Crediti: immagine composita basata su varie immagini del Planetary Habitability Laboratory@UPR.

La breve distanza tra stella e pianeta comporterebbe anche un altro fenomeno: quello di apparire molto maggiore nel cielo di quanto non lo sia il Sole nel nostro cielo. GJ667Cc avrebbe quindi una meravigliosa alba: la nana rossa sarebbe vista come un disco rosso, almeno tre volte più grande del nostro Sole e coprirebbe circa dieci volte l’area coperta dalla nostra stella. La stella inoltre getterebbe una debole luce rossastra sulla superficie del pianeta. Inoltre, GJ667C è parte di un sistema triplo. La distanza delle altre due stelle GJ667A e GJ667B è di circa 230 UA, che è circa sei volte la distanza Sole-Plutone e chiaramente al di fuori del sistema planetario attorno a Gliese 667C. Tuttavia, queste due stelle sarebbero chiaramente visibili nel cielo. Il nostro Sole potrebbe anche essere visto ad occhio nudo come stella lontana.

Sfortunatamente vi è un problema potenziale con la vicina stella GJ667C. Molte stelle nane di tipo M, tra cui anche GJ667C, sono note per l’emissione di flare, sono intensi burst di energia e particelle cariche. I flare sul Sole sono noti avere un’impatto diretto sulla nostra Terra e possono, per esempio, causare problemi con i satelliti e le radiocomunicazioni. I flare su stelle nane di tipo M, tuttavia, possono essere migliaia di volte più intensi di quelli prodotti dal nostro Sole. Tali mega-flare possono raddoppiare la luminosità di una stella in pochi minuti. La vita sulla superficie di GJ667Cc dovrebbe trovare una soluzione a questo problema, soprattutto se il pianeta fosse vicino alla sua stella.

Un altro problema è connesso con il presunto forte magnetismo della stella. Molte nane rosse possono spesso essere coperte di macchie stellari (le analoghe alle macchie solari) che potrebbero ridurre l’energia emessa di una stella di circa un 40% per periodo che possono durare anche alcuni mesi. Insieme al fatto che la stella nana rossa non emette luce ultravioletta, queste condizioni di luce variabile potrebbero essere un potenziale problema per la formazione di vita come noi la conosciamo.

dawn_Gliese667CcIl Sole all’alba visto sulla Terra (sinistra) e una rappresentazione artistica di come la stella rossa potrebbe apparire dalla superficie del pianeta Gliese 667Cc (destra). Sebbene la stella sia molto più piccola del Sole, essa apparirebbe più grande nel cielo e proietterebbe della luce debole arrossata sulla sua superficie. Le due altre stelle Gliese 667A e Gliese 667B sarebbero visibili nel cielo. Crediti: S. Wedemeyer-Bohm, Università di Oslo, 2012.

Trovarsi su GJ667Cc sarebbe sicuramente un’esperienza piuttosto unica e diversa da quella che sperimentiamo qui sulla Terra. La massa del pianeta viene stimato essere almeno 4,5 volte quello del nostro pianeta. Come Kepler-22b GJ667Cc è una super-Terra, ossia un pianeta significativamente più grande e più pesante del nostro. La dimensione e la densità non sono noti al momento, il che lascia la possibilità che GJ667Cc dopotutto possa essere un pianeta gassoso non abitabile. Solo un pianeta più compatto e roccioso o con un oceano che ricopra la sua superficie e con un corrispondente raggio compreso tra 1,7 e 2,2 raggi terrestri potrebbe essere favorevole alla formazione della vita.

La massa più grande di questo pianeta comporta un’accelerazione gravitazionale differente rispetto a quella che noi conosciamo sulla Terra, che potrebbe tenerci inchiodati al suolo. Nel caso in cui GJ667Cc fosse un pianeta roccioso, l’accelerazione gravitazionale sulla superficie sarebbe un 60% maggiore di quella sulla Terra. In altre parole, avvertiremmo una pesantezza 1,6 volte più grande, ossia un’accelerazione fino a 1,6 g. Una persona con un peso di 75 chilogrammi sulla Terra verrebbe a pesare 120 chilogrammi sulla super-Terra.

Inoltre, un pianeta più pesante è in grado di trattenere un’atmosfera più massiccia. Di conseguenza, la pressione atmosferica sulla superficie planetaria è probabile che sia più alta. Se GJ667Cc ha un’atmosfera che scala in modo proporzionale a quella terrestre, allora la pressione sarebbe solo un paio di volte più grande. Per un caso più estremo come nel caso di un’atmosfera simile a quella venusiana, la pressione potrebbe essere parecchie centinaia di volte maggiore, che corrisponde a una pressione dell’acqua a pochi chilometri di profondità sotto nell’oceano terrestre.

possiblelifeI Tardigradi o “waterbears, orsi di mare” sono esempi di animali che possono esistere e svilupparsi in condizioni estreme sulla Terra. Possono tollerare temperature estreme e radiazioni molto intense. Crediti: http://tardigrades.bio.unc.edu.

Sebbene GJ667Cc si trovi nella zona di abitabilità le condizioni sul pianeta potrebbero essere molto differenti da quelle sulla Terra. La vita potrebbe dover fronteggiare alcune potenziali sfide che possono includere condizioni di scarsa luminosità e di variazioni di luce significative, la possibilità di una pressione atmosferica maggiore e flare violenti.  La natura dimostra di avere molta inventiva, però. Anche sul nostro pianeta possiamo trovare specie che mostrano un’abilità sorprendente ad adattarsi a condizioni estreme. Esempi possono essere i cosiddetti tardigradi che sono anche conosciuti sotto nomi affascinanti come “waterbears” orsi d’acqua, e “moss piglets”. Queste creature minuscole variano tra i 0,1 mm e i 1,5 mm. Sono stati trovati in sorgenti d’acqua calda, nei sedimenti oceanici, sotto strati di ghiaccio e persino in cima all’Himalaya. I tardigradi tollerano temperature estreme da appena sopra lo zero assoluto (-273 °C) fino a circa 150 °C. Possono sopravvivere anni senza acqua e mille volte più radiazioni degli altri animali. Queste creature sono tornate vive perfino da studi in orbita bassa (orbita terrestre) dove sono state esposte alle condizioni dello spazio.

Anche se le condizioni su GJ667Cc possono non essere favorevoli alla vita nelle forme che noi conosciamo, tale pianeta lascia spazio all’immaginazione. Possiamo solo speculare su come la fauna e la flora, se presenti, si evolvano in condizioni così differenti.

Articoli:
X. Bonfils et al., The HARPS search for southern extra-solar planets XXXI. The M-dwarf sample, arXiV: 1111.5019, disponibile su:http://arxiv.org/abs/1111.5019

Guillem Anglada-Escudé et al., A Planetary System round the nerbi M dwarf 667C with at lesa one super-Earth in its abitabile zone, arXiV: 1202.0446, disponibile su: http://arxiv.org/abs/1202.0446

X. Delfosse et al., The HARPS search for southern extra-solar planets XXXV. Super-Earths around the M-dwarf neighbors GI433 and GI667C, arXiV: 1202.2467, disponibile su: http://arxiv.org/abs/1202.2467.

UiO: Institute of Theoretical Astrophysics, The Faculty of mathematics and Natural Sciences – Life on Gliese 667Cc? – http://www.mn.uio.no/astro/english/research/news-and-events/news/astronews-2012-02-17.html#ref .

Sabrina

~ di Sabrina su 28 settembre 2013.

Una Risposta to “Vita su Gliese 667C c?”

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