Venere e la Terra si trovano quasi nella stessa regione del Sistema Solare e hanno dimensioni e densità simili, ma le loro atmosfere e condizioni in superficie sono radicalmente diverse. Se osservati a una distanza di 100 anni luce, come potremmo distinguerli? Un team di ricercatori ha scelto un pianeta distante 106 anni luce, con 1,37 volte il diametro della Terra, scoperto nel 2022, per presentare la prima simulazione in tre dimensioni del clima di un pianeta roccioso con le proprietà che ora vediamo su Venere. Il pianeta, con il nome LP 890-9 c, orbita attorno alla sua stella a una distanza che lo colloca nella zona abitabile, ma molto vicino al limite per un effetto serra fuori controllo che vediamo su Venere.
I risultati della simulazione di questo ipotetico eso-Venere sono stati presentati da un team internazionale guidato da Diogo Quirino, dell’Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), e Gabriella Gilli, collaboratrice di IA e ricercatrice presso l’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA–CSIC), in un articolo sulla rivista Monthly Notice of the Royal Astronomical Society.
Il potenziale per questo pianeta di essere come Venere lo rende un obiettivo ideale per gli studi che mirano a comprendere l’evoluzione atmosferica dei pianeti simili alla Terra e spiegare la divergenza climatica che osserviamo oggi tra la Terra e Venere. Questa simulazione, che ha utilizzato un modello fisico-matematico della circolazione globale dell’atmosfera, sviluppato per la prima volta nel Laboratoire de Météorologie Dynamique – LMD, in Francia, aiuterà a preparare osservazioni per questo e altri pianeti rocciosi con gli strumenti del James Webb Space Telescope (JWST) e il futuro Extremely Large Telescope (ELT), tra gli altri.
“Questo modello 3D ha lo scopo di supportare l’interpretazione delle osservazioni future da parte di quegli strumenti che ci consentiranno di caratterizzare meglio ciò che vediamo nell’atmosfera di questo tipo di pianeti una volta che le osservazioni saranno disponibili”, afferma Diogo Quirino, che ha iniziato questo lavoro ancora come studente di Master in Scienze Geofisiche presso la Facoltà di Scienze dell’Università di Lisbona (Ciências ULisboa). “Le simulazioni qui presentate, applicate a questo esopianeta, sono il primo passo verso quella caratterizzazione, che implica la previsione della temperatura e della circolazione atmosferica e di come queste influenzano le osservazioni”.
LP 890-9 c orbita lungo il limite interno della Zona abitabile di una nana rossa, una stella più piccola e più fredda del Sole. Tuttavia, in una fase precedente della stella, questo pianeta potrebbe aver ricevuto un livello di radiazione con implicazioni per l’evoluzione di una possibile atmosfera. “Si pensa che il limite interno della zona di abitabilità possa essere esteso”, dice Diogo Quirino, “il che significa che un’atmosfera come quella di Venere è possibile nella zona di abitabilità e che questa zona non è affatto una garanzia dell’esistenza degli oceani e della vita”. Gabriella Gilli aggiunge: “l’idea di questo lavoro è essere preparati quando rileviamo un analogo di Venere, che siamo in grado di riconoscerlo come tale”.
Sulla base dell’ipotesi che il clima di LP 890-9 c si sia evoluto in una moderna atmosfera venusiana, gli autori lo hanno simulato con una pressione superficiale 92 volte superiore a quella terrestre, una composizione chimica dominata per il 96,5% da anidride carbonica e una coltre globale di nubi solforiche acide. Precedenti studi indicano, infatti, che l’accumulo di anidride carbonica nell’atmosfera è uno dei probabili scenari di evoluzione di pianeti simili alla Terra in orbita attorno a stelle nane rosse. Il team offre quindi previsioni per la temperatura e la velocità del vento sulla parte superiore delle nuvole, nonché il numero di osservazioni necessarie per la caratterizzazione dell’atmosfera di questo pianeta.
“Una delle capacità dei modelli 3D è il calcolo della radiazione emessa dal pianeta in determinate regioni dello spettro elettromagnetico”, afferma Quirino. Il ricercatore ha calcolato come la radiazione infrarossa emessa dal pianeta possa variare durante la sua orbita, il che potrebbe produrre modelli associati alla presenza di un’atmosfera. “Questo osservabile ci consente di prevedere come la radiazione proveniente dal pianeta varia nel tempo per un osservatore sulla Terra, il che ci consente di dedurre come l’energia è distribuita nell’atmosfera del pianeta”.
Non è ancora noto se esistano eso-Venere, ma i modelli e le simulazioni 3D, informate dalle conoscenze disponibili sul Sistema Solare, sono essenziali per gli scienziati per avere strumenti utili e operativi nel momento in cui vengono scoperti pianeti extrasolari. Diogo Quirino sta già analizzando l’esopianeta TRAPPIST-1c, distante 39 anni luce, caso studio per un possibile eso-Venere, dice il ricercatore. “Produrremo anche una matrice di pianeti simili a Venere, in cui varieremo le loro proprietà, come il raggio, la gravità, la pressione atmosferica o l’inclinazione dell’asse di rotazione, per studiare l’impatto di queste proprietà sull’atmosfera e sul clima“.
