Uno studio ha esaminato come il riscaldamento degli esopianeti del sistema Trappist-1 potrebbe essere influenzato dai brillamenti della stella ospitante.

In un recente studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, un team internazionale di ricercatori guidato dall’Università di Colonia in Germania ha esaminato come i brillamenti stellari e le espulsioni di massa coronale eruttate dalla stella TRAPPIST-1 potrebbero influenzare il riscaldamento degli esopianeti della sua orbita. Il sistema TRAPPIST-1 è un sistema situato a circa 39 anni luce dalla Terra con almeno sette esopianeti potenzialmente rocciosi in orbita attorno a una stella che ha una massa 12 volte inferiore al nostro Sole.

Poiché la stella madre è molto più piccola del nostro Sole, anche le orbite planetarie all’interno del sistema TRAPPIST-1 sono molto più piccole del nostro sistema solare e quindi più vicine alla stella. 

Riscaldamento e processi geologici

Brillamento solare
Il Solar Dynamics Observatory (SDO) della NASA ha catturato questa immagine di un brillamento solare il 2 ottobre 2014. Credito: NASA / SDO

Se prendiamo la Terra come punto di partenza, l’attività geologica ha modellato l’intera superficie ed essa è guidata dal raffreddamento del pianeta. La Terra ha elementi radioattivi al suo interno che generano calore e consentono i processi geologici. Tuttavia, sorge la domanda se tutti i pianeti richiedano elementi radioattivi per guidare i processi geologici che possono stabilire un ambiente di superficie abitabile che consenta alla vita di evolversi.

Sebbene alcuni altri processi possano generare calore all’interno di un pianeta, sono spesso di breve durata o richiedono circostanze speciali, il che avanzerebbe l’ipotesi che l’attività geologica – e gli ambienti abitabili – siano forse rari.

Lo studio si è concentrato sul sistema di TRAPPIST-1, una nana rossa di tipo M, che è molto più piccola del nostro Sole ed emette molta meno radiazione solare. In particolare è stato studiato in che modo i brillamenti stellari di TRAPPIST-1 possono influire sul bilancio termico interno dei pianeti orbitanti e abbiamo scoperto che, in particolare per i pianeti più vicini alla stella, il riscaldamento interno dovuto alla dissipazione di calore provocata dai brillamenti è significativo e può guidare l’attività geologica.

Inoltre, il processo è di lunga durata e può persistere su scale temporali geologiche, consentendo potenzialmente all’ambiente di superficie di evolversi verso l’abitabilità o passare attraverso una serie di stati abitabili.

L’aiuto dei brillamenti

Rappresentazione artistica dei sette pianeti di TRAPPIST-1. L’immagine non mostra le orbite dei pianeti in scala, ma evidenzia le come potrebbero apparire le superfici di questi esopianeti. Credits: NASA/JPL-Caltech

In precedenza, l’influenza dei brillamenti stellari sull’abitabilità dei pianeti era per lo più considerata distruttiva. Per esempio è in grado di distruggere l’atmosfera protettiva che avvolge un pianeta.

Ma i risultati dello studio presentano una prospettiva diversa, mostrando come i brillamenti possano effettivamente promuovere la creazione di un ambiente abitabile vicino alla superficie. La dissipazione ohmica, una conseguenza dell’effetto Joule, è definita come “una perdita di energia elettrica dovuta alla conversione in calore quando una corrente scorre attraverso una resistenza”.

In sostanza, il pianeta si riscalda mentre attraversa il campo magnetico alternato che il brillamento stellare sta influenzando. Questo genera una corrente elettrica all’interno del pianeta, facendolo riscaldare come un normale radiatore elettrico.

I risultati dello studio indicano come la perdita di calore interno che si verifica sui pianeti TRAPPIST-1 è sufficiente a guidare l’attività geologica, il che porterebbe la presenza di atmosfere più spesse. I modelli prevedono anche che la presenza di un campo magnetico planetario che può ulteriormente migliorare il riscaldamento.

Recentemente, il James Webb Space Telescope della NASA ha effettuato le sue prime osservazioni del sistema TRAPPIST-1 che saranno rese note nelle prime settimane di gennaio. Il team dell’Università di Colonia ha in programma di eseguire simulazioni fisiche più elaborate per comprendere meglio l’effetto dei campi magnetici con i dati raccolti dal James Webb. L’obiettivo a lungo termine è quello di accoppiare il nostro modello con modelli di formazione ed erosione dell’atmosfera che possano essere utilizzati per lo studio di altri sistemi attorno a nane rosse di tipo M, i più comuni nel nostro vicinato cosmico.

Riferimenti: Universe Today, The Astrophysical Journal Letters

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