Grazie al riscaldamento provocato dalle forze di marea, le esolune risulterebbero più abitabili dei pianeti che le ospitano.

All’interno del Sistema Solare la maggior parte della nostra ricerca astrobiologica è rivolta a Marte, che è considerato il corpo più abitabile al di là della Terra. Tuttavia, gli sforzi futuri sono mirati all’esplorazione di satelliti ghiacciati nel Sistema Solare esterno che potrebbero anche essere abitabili (come Europa, Encelado, Titano). Questa dicotomia, tra i pianeti terrestri (rocciosi) che orbitano all’interno delle zone abitabili e le lune ghiacciate che orbitano più lontano dalle loro stelle madri, potrebbe le future indagini sui pianeti extrasolari, e le loro esolune (lune appartenenti a esopianeti).

Criovulcani su Europa, rappresentazione artistica
Criovulcani su Europa, rappresentazione artistica. Credit: Justice Wainwright

Il riscaldamento mareale

Un team di ricercatori ha studiato come l’orbita delle esolune attorno ai loro pianeti ospitanti potrebbe portare, e anche porre limiti, al riscaldamento dovuto alle forze di marea, dove l’interazione gravitazionale porta all’attività geologica e al riscaldamento della luna.

Questo, a sua volta, potrebbe aiutare i cacciatori di esopianeti e gli astrobiologi a determinare quali esolune abbiano maggiori probabilità di essere abitabili. La ricerca è stata condotta da Armen Tokadjian e dal professor Anthony L. Piro della University of Southern California (USC) e The Observatories of the Carnegie Institution for Science ed è stato inviata per la pubblicazione sull’Astronomical Journal. 

La loro analisi è stata in gran parte ispirata dalla presenza di sistemi lunari multipli nel Sistema Solare, come quelli che orbitano attorno a Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

In molti casi, si ritiene che queste lune ghiacciate abbiano oceani interni risultanti dal riscaldamento delle maree, dove l’interazione gravitazionale con un pianeta più grande porta all’azione geologica all’interno. Questo, a sua volta, consente l’esistenza di oceani liquidi grazie alla presenza di camini idrotermali al confine tra nucleo e mantello. Il calore e le sostanze chimiche che questi sfiati rilasciano negli oceani potrebbero rendere questi “mondi oceanici” potenzialmente abitabili.

In termini di astrobiologia, il riscaldamento delle maree può aumentare la temperatura superficiale di una luna a un intervallo in cui può esistere l’acqua liquida. Pertanto anche i sistemi al di fuori della zona abitabile possono giustificare ulteriori studi astrobiologici. Ad esempio, Europa ospita un oceano liquido a causa delle interazioni di marea con Giove, sebbene si trovi al di fuori della linea di ghiaccio del Sistema Solare.

Il ruolo delle esolune

Considerando quanto siano abbondanti i “mondi oceanici” nel Sistema Solare, è probabile che pianeti simili e sistemi lunari multipli possano trovarsi in tutta la nostra galassia.

La presenza di esolune ha molte importanti implicazioni per la vita: grandi lune come la nostra possono stabilizzare l’inclinazione assiale del pianeta, perciò il pianeta ha stagioni regolari. Le interazioni di marea possono impedire ai pianeti finire bloccati marealmente con la loro stella ospite, influenzando così il clima degli stessi e le lune possono a loro volta fornire un riscaldamento mareale al pianeta, aiutandolo a mantenere un nucleo fuso, con molte implicazioni geologiche.

E quando un pianeta gassoso si trova nella zona abitabile di una stella, è probabile che una delle sue lune possa ospitare la vita.

Rappresentazione artistica della esoluna Kepler-1625b-i. Credits: ESA/Hubble

Negli ultimi decenni, geologi e astrobiologi hanno teorizzato che la formazione della Luna (avvenuta circa 4,5 miliardi di anni fa) ha svolto un ruolo importante per la vita sulla Terra.

Il nostro campo magnetico planetario è il risultato del suo nucleo esterno fuso che ruota attorno a un nucleo interno solido nella direzione opposta alla rotazione del pianeta. La presenza di questo campo magnetico protegge la Terra dalle radiazioni solari dannose ed è ciò che ha permesso alla nostra atmosfera di rimanere stabile nel tempo senza essere strappata via lentamente dal vento solare (come nel caso di Marte).

In sintesi, le interazioni tra un pianeta ei suoi satelliti possono influenzare l’abitabilità di entrambi.

Quando un pianeta spinge le maree su una luna, parte dell’energia immagazzinata dalla deformazione viene trasferita per riscaldare la luna. Questo processo dipende da molti fattori, tra cui la struttura interna e le dimensioni della luna, la massa del pianeta, la distanza pianeta-luna e l’eccentricità orbitale della luna. In un sistema a più lune, l’eccentricità può essere portata a valori relativamente alti se le lune sono in risonanza, risultando in un riscaldamento significativo delle maree.

Nel loro articolo, Tokadjian e Piro hanno considerato le lune in una risonanza orbitale 2:1 attorno a pianeti di varie dimensioni e tipologie (pianeti rocciosi più piccoli, giganti gassosi simili a Nettuno e Super-Giove). Secondo i loro risultati, il più grande riscaldamento delle maree si verificherà nelle lune che orbitano attorno a pianeti rocciosi simili alla Terra con un periodo orbitale dai due ai quattro giorni

Questi risultati potrebbero avere implicazioni importanti per le future indagini su esopianeti e astrobiologia che si stanno espandendo per includere la ricerca di esolune.

Sebbene missioni come Kepler abbiano rilevato molti pianeti candidati per avere esolune, nessuno è stato ancora confermato poiché le esolune sono incredibilmente difficili da rilevare utilizzando i metodi convenzionali e gli strumenti attuali.

Ma il riscaldamento delle maree potrebbe offrire nuovi metodi per loro rilevamento.

Riferimenti: Universe Today

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