eso15 – “Proxima b” e la Terra: dieci modi di essere diversi

 

Alfa Centauri Proxima Centauri nana rossa rotazione sincrona zona abitabile brillamento coronografo
L’orbita di Proxima b comparata all’orbita di Mercurio. Image credit: ESO/M. Kornmesser/G. Coleman.

Alla fine dello scorso agosto un gruppo di ricercatori appartenenti all’ESO (European Southern Observatory) ha annunciato la scoperta di Proxima b, il primo pianeta orbitante intorno alla stella denominata Proxima Centauri, in assoluto la più vicina al Sistema Solare. Per la ricerca è stato utilizzato il metodo della velocità radiale, cioè la misura del debole movimento oscillatorio indotto nella stella dall’attrazione gravitazionale del pianeta. Ciò ha reso possibile determinare la massa (pari a 1,3 volte quella della Terra), il periodo orbitale (ossia la durata dell’anno locale) e la distanza del pianeta dalla sua stella: Proxima b si trova all’interno della zona di abitabilità, dove esistono le condizioni per l’esistenza di acqua allo stato liquido sulla superficie del pianeta. Se questi primi dati saranno confermati, potremo dedurre che Proxima b ha un diametro del 10% maggiore di quello terrestre, che potrebbe avere un’atmosfera simile alla nostra, un’analoga composizione, e potrebbe perfino ospitare qualche forma di vita. Ma a dispetto di queste incredibili somiglianze, e della distanza dal Sistema Solare di soli 4,24 anni luce, esistono alcune differenze fondamentali tra Proxima b e la Terra. (Maggiori informazioni sul sistema di Alfa Centauri).

 

 

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L’esopianeta Proxima b, come si vede nell’illustrazione, mostra al suo sole sempre la stessa faccia – Image credit ESO/M – Kornmesser

 

1. Su Proxima b non esiste l’alternarsi del giorno e della notte.

La stella Proxima Centauri è una cosidetta  nana rossa, molto più piccola, meno densa e meno brillante del Sole. Perciò un pianeta orbitante intorno ad essa deve trovarsi molto più vicino, rispetto a quanto lo è la Terra al Sole, per riuscire a riceverne il calore, ma nello stesso tempo essere sottoposto a forze di marea molto più intense. Nel caso di Proxima b, esse sono abbastanza forti da influire sul suo moto di rotazione, costringendolo a mostrare sempre lo stesso emisfero alla stella, mentre l’altro resta rivolto in permanenza verso lo spazio esterno (rotazione sincrona).

 

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Un piccolo pianeta in rotazione sincrona e un corpo più massiccio che ruotano intorno a un centro di gravità comune. Image credit: Stephanie Hoover / public domain.

2. Un anno dura appena undici giorni.

Proxima b percorre una traiettoria molto vicina alla sua stella, completando una intera rivoluzione in soli 11 giorni. Ma, non essendoci oscillazione assiale a causa della rotazione sincrona, l’eventuale esistenza delle stagioni dipende esclusivamente dal grado di ellitticità dell’orbita. Se questa fosse perfettamente circolare o quasi, allora è probabile che non esistano stagioni del tutto. Tutti i pianeti interni in un sistema stellare governato da una nana rossa sono in rotazione sincrona con essa, e presentano un anello di territorio con un clima “temperato” simile alla Terra,  stretto tra i due emisferi.

 

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Tutti i pianeti interni in un sistema stellare governato da una nana rossa sono in rotazione sincrona con essa, e presentano un anello di territorio con un clima “temperato” simile alla Terra compreso tra i due emisferi. NASA/JPL-Caltech.

 

3. Ci sono tre differenti zone climatiche.

La faccia rivolta al sole sarà completamente bruciata, dato che riceve senza soste un enorme calore. Analogamente, l’altra faccia sarà avvolta sempre dal buio e da un freddo intenso, ma offrirà viste spettacolari della volta celeste. Un viaggiatore che dovesse muoversi lungo la zona di confine tra i due emisferi, un anello circolare che percorre l’intero pianeta, sperimenterà un curioso alternarsi di albe e tramonti, con temperature più vicine a quelle della Terra.

 

 

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Ecco l’immagine di un brillamento (flare)  fenomeno molto più comune su Proxima Centauri che non sul nostro Sole. Image credit: NASA’s Solar Dynamics Observatory / GSFC.

 

4. Flares

I cosiddetti flares (brillamenti) possono essere mortali sull’emisfero illuminato di Proxima b. Le nane rosse, infatti, sono molto più attive e variabili delle stelle come il Sole, ed emettono brillamenti con frequenza molto maggiore. Queste eruzioni potrebbero mostrarsi mortali e cancerogene per ogni forma di vita organica. Mentre il campo magnetico provocato dalla rotazione della Terra è in grado di fare da schermo ai brillamenti del nostro Sole, è poco probabile che Proxima b possa averne uno a causa della sua mancanza di rotazione.

 

 

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Mettiamo a confronto dimensioni, colore e temperatura del Sole e delle tre stelle componenti il sistema di Alfa Centauri. Proxima è così fredda e rossa che non emette praticamente nessuna radiazione ultravioletta. Image credit: Wikimedia Commons users David Benbennick and Qef, under a c.c.a.-s.a.-3.0 license.

 

5. Eventuali piante presenti in superficie non potrebbero usare la radiazione ultravioletta.

Anche se Proxima b è molto più vicina al suo sole di quanto la Terra non lo sia al suo, Proxima Centauri è talmente più freddo e debole del Sole da non emettere praticamente nessuna radiazione ultravioletta. Ciò significa che molte delle molecole usate dalle piante sulla Terra per ottenere energia, non funzionerebbero su Proxima b: eventuali esseri viventi dovrebbero trovare altre vie per sopravvivere.

 

 

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L’illustrazione mostra come Proxima Centauri potrebbe apparire se osservata dalla zona “temperata” di Proxima b. I venti avrebbero origine dalla parte del Sole, che resterebbe sempre immobile sull’orizzonte, senza mai definitivamente sorgere o tramontare. Image credit: ESO/M. Kornmesser.

 

 

6. I venti  soffierebbero sempre dall’emisfero illuminato verso quello in ombra.

Sulla Terra, con la sua rotazione, le zone climatiche e un gradiente energetico variabile dove l’energia viene assorbita di giorno e irradiata di notte, i venti possono soffiare longitudinalmente su tutto il pianeta. Ma su un mondo “bloccato” come Proxima b, il modo di diffusione dell’energia prevede che i venti soffino sempre dall’emisfero caldo verso quello freddo. Qualcuno che vivesse nell’anello dove il clima è più simile a quello della Terra, potrebbe avere l’impressione che il sole stesso sia all’origine del vento. E questo, indirettamente, sarebbe vero.

 

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L’apparente diametro angolare del Sole quando è visto dalla Terra, confrontato con quello di Proxima Centauri quando è vista da Proxima b. Image credit: ESO/G. Coleman.

7. Visto nel cielo del suo pianeta, Proxima Centauri apparirebbe enorme.

Se paragonato al Sole, Proxima Centauri mostra numeri molto inferiori: la massa pari al 12%, il raggio al 14%, l’energia irradiata allo 0,17%, la luce visibile allo 0,005%. Emette energia sopratutto nell’infrarosso: se chiudete gli occhi e vi crogiolate al suo calore, vi sembrerà simile a quello del Sole (70%). Ma da Proxima b sembrerebbe comunque 10 volte più grande di quanto il Sole non appaia dalla Terra, a causa della brevissima distanza che separa i due corpi celesti. E la mancanza di raggi UV garantirà dalle scottature.

 

 8. Nel cielo di Proxima b si notano due stelle così brillanti come mai si sono viste nel cielo della Terra.

Mentre Proxima Centauri è la stella più vicina al nostro Sole (4,24 anni luce di distanza), Alfa Centauri A e Alfa Centauri B sono appena distinguibili dai nostri telescopi professionali come stelle separate. Invece da Proxima b, distante solo 0,21 anni luce, a occhio nudo sarebbero facilmente distinte e incredibilmente luminose  (magnitudine -6.8 e -5.2 rispettivamente) cioè 140 e 30 volte più luminose di Sirio, la stella più brillante del nostro cielo notturno, e apparirebbero separate di circa 0,3 gradi l’una dall’altra, ovvero circa la metà del diametro della Luna piena.

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Alfa Centauri A (a sinistra) e Alfa Centauri B, fotografate  da Hubble Space Telescope. Image Credit: ESA/Hubble & NASA

 

9. Tutte le stelle apparirebbero incredibilmente blu a un osservatore evolutosi su Proxima b.

Poiché Proxima Centauri è così “fredda” rispetto al nostro Sole – 3,000 K invece di 5,700 K – qualsiasi specie originaria di Proxima b si sarebbe evoluta per vedere nelle lunghezze d’onda più lunghe, cioè nell’infrarosso. Ma dato che la stragrande maggioranza delle stelle luminose, tra cui Alfa Centauri A e B e il nostro Sole, sono più calde ed emettono molta più luce azzurra di quanto fa Proxima Centauri, il cielo notturno di Proxima b sarebbe invaso da un diluvio di luce blu. Nel nostro cielo, al contrario, la maggior parte delle stelle appaiono bianche, perché hanno quasi lo stesso colore e temperatura del Sole.

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Bernard Lyot, 1939, at Pic du Midi. Image credit: © 2003 by Ben R. Oppenheimer / American Museum of Natural History / The Lyot Project.

10. …E avrebbero iniziato il rilevamento di esopianeti con una tecnologia vecchia di quasi 100 anni.

Anche se i primi  pianeti extrasolari sono stati rilevati agli inizi degli anni ’90, è abbastanza probabile che un eventuale abitante di Proxima b sarebbe in grado di ottenere un’immagine diretta di qualsiasi corpo celeste vicino Alfa Centauri A o B, non appena avessse a disposizione un grande telescopio e un coronografo stellare. Sulla Terra, Bernard Lyot ha inventato il coronografo nel 1939 per vedere le stelle e la corona solare durante il giorno, senza la necessità di un’eclissi. Se la luce di Alfa Centauri A e B fosse stata bloccata da un tale strumento, la ripresa diretta di eventuali pianeti presenti sarebbe stata facilmente realizzata con un telescopio costruito con la tecnologia del 1917. A causa della distanza molto maggiore che ci separa dalle due “Centauri”, la ripresa diretta di pianeti orbitanti è ancora impossibile, anche con il telescopio spaziale Hubble. Con la tecnologia di oggi, un abitante di Proxima b avrebbe bisogno di osservare il nostro Sole per oltre un decennio per rilevare Giove, il nostro “esopianeta” più facilmente reperibile .

 

traduzione e adattamento di ROBERTO FLAIBANI

Titolo originale: “Ten Ways ‘Proxima b’ Is Different From Earth” . L’articolo è stato pubblicato su Forbes il 6  settembre 2016. L’autore Ethan Siegel è un astrofisico e professore di Astronomia al Lewis & Clark College di Portland (Oregon). Dal 2008 pubblica il suo blog intitolato Starts with a bang

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