Una nuova ricerca sulle esolune, le lune in orbita attorno a esopianeti, ha mostrato come potrebbe essere difficile la loro esistenza in presenza di nane rosse.
Non ci sono esolune confermate, lune in orbita attorno a pianeti extrasolari distanti in altri sistemi solari. Ci sono alcuni candidati, ma nessuno ha superato la soglia e non è stato accettato come confermato. Ma devono esistere. Le lune sono comuni nel nostro Sistema Solare, quindi sarebbe estremamente strano se non esistessero altrove. Tra le lune del nostro sistema solare, la Luna della Terra è speciale. È molto grande rispetto alla Terra e la sua presenza ha contribuito a mantenerla abitabile. Stabilizza l’inclinazione assiale del nostro pianeta, contribuendo a creare un clima e stagioni più favorevoli alla vita. Genera anche le maree oceaniche, che contribuiscono a rendere le regioni costiere ricche e ricche di biodiversità come sono. Ma altri pianeti terrestri nelle zone abitabili ospitano esolune? Potrebbero anche contribuire a generare le condizioni per la vita? Questo è il focus di una nuova ricerca.
Esolune e nane rosse
Le nane M (nane rosse) sono il tipo di stelle più comune nella Via Lattea e sono note per ospitare esopianeti rocciosi nelle loro zone abitabili. Ma le nane rosse sono piccole e deboli, e le loro zone abitabili sono più vicine rispetto ad altre stelle più luminose come il nostro Sole. Tra le altre cose, ciò significa che questi pianeti sono probabilmente in rotazione sincrona. I ricercatori hanno utilizzato simulazioni N-body per comprendere come si comportano i pianeti rocciosi con lune in queste condizioni.
Nelle loro simulazioni hanno variato la massa e il semiasse maggiore del pianeta ospite. Volevano determinare quando le esolune diventano instabili. La loro instabilità è collegata alla sfera di Hill del pianeta ospite. La sfera di Hill descrive la presa gravitazionale del pianeta ospite sulla luna, e i ricercatori hanno scoperto che più grande è la sfera di Hill, più tempo impiega una luna a sfuggire, il che ha un senso intuitivo. E i risultati mostrano quanto siano improbabili le esolune in questi tipi di sistemi.
I dati suggeriscono infatti che i pianeti HZ simili alla Terra nei sistemi di nane M perderanno grandi lune (simili a quelle della Luna) se formatesi entro il primo miliardo di anni dalla loro esistenza. Il tipo di nana M influenza il risultato e ci sono 10 classificazioni da M0 a M9. Le classificazioni riflettono la temperatura di una stella, che a sua volta influenza la posizione dell’HZ. E questo a sua volta influenza l’intensità delle maree stellari e il loro potere sulle esolune.
Condizione estreme
Ricerche precedenti hanno mostrato che le esolune di grandi dimensioni probabilmente subiscono un riscaldamento mareale estremo, che le renderebbe inabitabili. “Insieme alle nostre scoperte, questo indica una generale fragilità delle esolune nei sistemi di nane di tipo M“, spiegano gli autori. Nonostante la generale precarietà di queste configurazioni, ci sono alcuni casi in cui una grande luna potrebbe sopravvivere a lungo. “La vita di una grande luna può raggiungere 1 Gyr se orbita attorno a un pianeta abitabile di massa terrestre che orbita attorno a una nana M0.”
Ma questa è una configurazione speciale in cui la zona di rotazione orbitale si estende ulteriormente. Questo indebolisce la marea stellare sul pianeta ospite e lascia gran parte dell’azione mareale alla marea lunare che derotola il pianeta ospite. In questo caso, e se il pianeta ospite avesse per esempio la dimensione di due masse terrestri, la luna potrebbe durare al massimo 1,35 miliardi di anni. Per contestualizzare, questo corrisponde a quando l’ossigeno stava appena iniziando ad accumularsi nell’atmosfera terrestre.
La ricerca continua
Gli autori riconoscono che, in casi molto rari, un’esoluna potrebbe persistere per più di 5 miliardi di anni. Sottolineano anche che lune molto più piccole, delle dimensioni di Cerere o Fobos, potrebbero sopravvivere a lungo, ma sono al di là della nostra capacità di rilevarle. La rilevazione delle esolune potrebbe ricevere un impulso quando e se verrà costruito l’Abitable World Observatory. Il suo compito principale sarebbe quello di trovare esopianeti abitabili simili alla Terra. Ma il suo specchio da 6 a 8 metri gli permetterebbe anche di rilevare le esolune, almeno in alcuni casi.
Nane M
Lo studio si è concentrato sulle nane M perché sono il tipo di stelle più comune e ospitano molti mondi rocciosi. Ma ci sono altri tipi di stelle là fuori, dove la zona abitabile è molto più lontana dalla stella. È possibile che alcuni di questi pianeti ospitino esolune per miliardi di anni. Queste lune potrebbero contribuire a rendere i loro pianeti abitabili, come la Luna fa con la Terra. Oppure alcune di queste lune potrebbero essere abitabili. Stiamo ancora aspettando di scoprire se alcune delle lune oceaniche ghiacciate del nostro Sistema Solare siano abitabili, non possiamo ancora escluderlo per altri sistemi stellari.
Nel suo piccolo, Passione Astronomia ti aiuta a capire come funziona l’universo. E l’universo funziona meglio se le persone che ne fanno parte sono bene informate: se hanno letto sciocchezze, bugie, veleni, poi va a finire come va a finire. Già ora non è che vada benissimo. Ecco perché è importante che qualcuno spieghi le cose bene. Passione Astronomia fa del suo meglio. Abbonati!
Per saperne di più
- Leggi l’articolo originale sul sito NASA Science
- Leggi il paper scientifico intitolato “Tidally Torn: Why the Most Common Stars May Lack Large, Habitable-Zone Moons” pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.
