Nonostante l’emisfero settentrionale sia ormai attanagliato dal freddo invernale, gli amanti dei valori termici più miti sanno che prima o poi la primavera e l’estate torneranno a far loro visita. Questo modello di variazione climatica ormai familiare fa molto di più che limitarsi a fornire meno monotonìa, ma consente la vita sulla Terra. Tutto ciò si verifica a causa dell’asse di rotazione terrestre leggermente inclinato, noto come inclinazione assiale. Secondo René Heller, un socio di ricerca post-dottorato presso l’Istituto Leibniz di Astrofisica di Potsdam, in Germania, gli astrobiologi non hanno ancora prestato molta attenzione a questa variabile nella misurazione della possibilità di vita aliena su altri pianeti di altri sistemi solari. “L’obliquità e gli aspetti stagionali sono un aspetto importante nella comprensione dell’abitabilità di un esopianeta sino ad ora troppo trascurato“, ha detto Heller. Per colmare questa lacuna, Heller e i suoi colleghi hanno recentemente pubblicato due documenti guardando come le interazioni gravitazionali di stelle e pianeti alla fine erodano l’inclinazione assiale di un pianeta. I risultati non sono di buon auspicio per i pianeti che risiedono nella zone abitabili, ossia quelle aree che permettono temperature tali da permettere all’acqua di rimanere liquida in superficie. Secondo delle simulazioni al computer, le nane rosse cancellerebbero rapiamente l’inclinazione assiale negli esopianeti simili alla Terra. La temperatura in superficie quindi, non permetterebbe alla vita di andare avanti. Un pianeta extrasolare che si inserisce in questo scenario è Gliese 581d, sino ad ora considerato uno dei pianeti extrasolari meglio candidati alla presenza di vita. D’altra parte, i pianeti rocciosi che orbitano intorno a stelle simili al Sole non dovrebbero variare le loro inclinazioni per molti miliardi di anni, per cui rappresentano quelli con più possibilità per forme di vita tecnologicamente avanzate. Un pianeta quindi con ampie possibilità è Kepler 22-b, pianeta simile alla Terra scoperto in una zona abitabile dal telescopio Keplero della NASA.
L’obliquità di un pianeta si misura come l’angolo che i poli di un pianeta sono compensati dall’essere perpendicolari al piano dell’orbita attorno ad una stella. Il valore della nostra Terra è di 23,5°, ma come potrebbe cambiare nel tempo è ancora oggetto di discussione. L’inclinazione di un pianeta si ottiene da una serie di fattori, compresi gli impatti che hanno ricevuto agli albori del sistema solare, arrivando a valutare la propria stella e le influenze gravitazionali degli altri pianeti facenti parte del sistema solare. Le stagioni infatti non sono date dalla distanza dalla stella, ma proprio dall’inclinazione dell’asse. Quando un pianeta ruota intorno ad una stella girando sul suo asse, l’inclinazione permette la variazione ciclica dell’intensità della luce nelle varie aree del pianeta. Ma cosa accadrebbe se la Terra non avesse questa inclinazione? Le risposte non risulterebbero invitanti. Con un’inclinazione inferiore ai 5°, i poli tenderebbero a congelare in modo inabitabile, mentre all’equatore si raggiungerebbero valori elevatissimi, che farebbero evaporare qualsiasi superficie liquida. Secondo i calcoli del dott. Heller e dei suoi colleghi, il pianeta extrasolare Gliese 581d, potrebbe aver perso con il tempo la sua inclinazione. E tutti noi sappiamo quanto sia importante invece mantenerla per permettere ad una vita l’evoluzione. Le stelle deboli con una massa pari a meno della metà della massa del Sole, permettono un’inclinazione ad un eventuale pianeta molto piccola. Il motivo risiede nel fatto che il pianeta dovrebbe orbitare ad una distanza pari a quella di Mercurio dal Sole, o anche più vicino, affinchè una nana rossa possa inviare abbastanza calore e luce per l’alimentazione biologica. A queste brevi distanze però, una stella esercita forti effetti di marea. Come si è visto, per un pianeta simile alla Terra nella zona abitabile di una stella con un quarto della massa del sole, l’obliquità viene meno in meno di 100 milioni di anni. Infatti, solo pianeti di tipo terrestre orbitanti nelle zone abitabili di stelle con circa il 90 per cento della massa del Sole, possono avere un’inclinazione apprezzabile per più di un miliardo di anni. “Abbiamo scoperto che i pianeti terrestri extrasolari nella zona abitabile di stelle di piccola massa perdono la loro inclinazione primordiale su scale di tempo molto più breve di quanto ne sia necessario alla vita per evolversi“, ha detto Heller. Ma anche le super-terre, con massa pari a 10 volte quella del nostro pianeta, perdono la loro inclinazione intorno alle nane rosse.
Gliese 581d orbita attorno a una stella rossa con solo il 31% della massa del sole, e il sistema vanta un’età pari a circa 9 miliardi di anni. Come risultato, Gliese 581d dovrebbe aver perso la sua inclinazione assiale molto tempo fa. A peggiorare le cose per le forme di vita, c’è da dire che dopo molto tempo oltre a perdere le sue stagioni, un mondo diventa a “rotazione sincrona” – offre cioè, sempre lo stesso lato del pianeta al suo Sole. Lato che può diventare surriscaldato e sterilizzato, mentre la metà oscura del pianeta entra in una permanente notte gelata. Per i pianeti abitabili intorno a stelle simili al nostro Sole, la perdità di inclinazione causata dalle interazioni di marea con la stella, non dovrebbero avvenire in breve tempo, un po’ come accade per la Terra. Rispetto alle nane rosse, la zona abitabile è da due a tre volte più lontana, e a quelle distanze le forze di marea sono molto più deboli. Ciò significa che Kepler-22b, l’esopianeta conosciuto più simile alla Terra, potrebbe beneficiare delle quattro stagioni classiche come il nostro pianeta. Il problema però, viste le notevoli variabili, è che non basta orbitare intorno ad una stella simile al nostro Sole e ad una giusta distanza per poter essere certi che si possa sviluppare la vita. Come abbiamo già citato, basterebbe un impatto ad alterare la rotazione planetaria sul suo asse, o la presenza di attrazzioni gravitazionali intense da parte di pianeti vicini, che la giusta inclinazione potrebbe venire meno. Il nostro pianeta gode di tutti i benefici affinchè la vita possa andare avanti. Si pensi che la stessa Luna bilancia la forza gravitazionale di un gigante come Giove, limitando l’alterazione troppo pronunciata dell’inclinazione terrestre e permettendone la conservazione per enormi periodi di tempo. Senza andare troppo lontano, basta osservare il pianeta Marte, nostro vicino di casa. L’attrazione di Giove fa a pugni con l’inclinazione del pianeta rosso, permettendo una variazione di circa 60° nel corso di 1 milione di anni. Questi disturbi potrebbero causare a grandi oscillazioni delle temperature globali e di copertura dei ghiacciai, e su questi mondi quella sorta di caos climatico potrebbe significare la fine della vita. Ma se qualcuno pensa che un satellite naturale come la Luna possa essere sempre la soluzione a tutto, si sbaglia. Un grosso satellite posto ad una distanza sbagliata, potrebbe destabilizzare l’orbita, permettendo anche in questo caso oscillazioni mortali per la vita. Il calcolo a lungo termine dell’interazione gravitazionale tra i corpi astronomici è un processo impegnativo, anche per i moderni computer super-veloci. Pertanto, Heller e i suoi colleghi hanno limitato la loro analisi ai pianeti e alle stelle. Alcolare l’esatta inclinazione di pianeta extrasolari così distanti è un’impresa davvero molto difficile per l’attuale tecnologìa, e resta un parametro praticamente sconosciuto. Resta però una variabile fondamentale tra le tante per cercare altre forme di vita intelligenti e per determinare se un pianeta può essere considerato quantomeno abitabile.
