Nuovi mondi di lava sfidano la teoria della “linea di costa cosmica”

Recenti osservazioni effettuate con il James Webb Space Telescope (Jwst) hanno messo in discussione il modello chiamato “cosmic shoreline”, o “linea di costa cosmica”, che indica fino a che distanza dalla propria stella possono trovarsi i pianeti rocciosi senza perdere l’atmosfera. Nuovi dati hanno rivelato l’esistenza di esopianeti di lava con spesse atmosfere di gas volatili nella zona dove la radiazione stellare dovrebbe provocare un’intensa perdita di gas atmosferico. Questi mondi, come 55 Cancri e, sfidano le previsioni del modello, suggerendo che ci sono ulteriori parametri che permettono a un pianeta di generare e mantenere un’atmosfera.

Un nuovo approccio per comprendere l’abitabilità

La ricerca, pubblicata su The Astrophysical Journal Letters, ha portato a una revisione del concetto di “cosmic shoreline”, che fino adesso indicava il confine tra le zone in cui i pianeti terrestri potrebbero mantenere un’atmosfera e quelle in cui non ce ne sarebbe. I ricercatori hanno elaborato una spiegazione convincente dell’anomalia estendendo il modello esistente. La roccia fusa presente sulle superfici di questi pianeti rallenta il rilascio del gas, bilanciando la perdita causata dalla radiazione stellare.

Secondo i ricercatori, i pianeti in questione sono in grado di mantenere spessi strati di gas nella loro orbita per miliardi di anni proprio grazie alla roccia fusa presente sulle loro superfici. La lava rallenta il rilascio del gas che si trova all’interno del pianeta, processo chiamato outgassing, e così facendo ne bilancia la quantità presente in atmosfera sostituendo quello che viene man mano perduto a causa della radiazione stellare. Questo equilibrio tra fuga di gas e rilascio interno ha permesso ai pianeti di lava di mantenere atmosfere nonostante la loro vicinanza alla stella.

Un modello che si evolve

Il concetto di cosmic shoreline è emerso nel corso dell’ultimo decennio come promettente metodo per identificare mondi potenzialmente abitabili, ma recentemente è stato messo in discussione a causa della scoperta di pianeti come 55 Cancri e, una super Terra in orbita circa venti volte più vicina alla sua stella di quanto sia Mercurio per il Sole, e attorno alla quale nel 2024 è stata individuata un’atmosfera sorprendentemente spessa. Oltre a questo, nell’ultimo periodo una notevole quantità di nuove osservazioni ha permesso di allungare la lista di pianeti di lava simili a 55 Cancri e, anch’essi provvisti di fitte atmosfere.

Per spiegare l’esistenza di questi pianeti inaspettati, Nguyen e i suoi colleghi hanno costruito un modello che simula lo scambio di materiale gassoso tra un’atmosfera e una superficie di lava, tenendo in considerazione sia la fuga di gas nello spazio, sia il raffreddamento e la solidificazione della lava. Hanno poi incorporato nello studio i nuovi mondi scoperti, insieme ai pianeti del Sistema solare e ad altri esopianeti già conosciuti come paragone. Le atmosfere sono regolate principalmente da due fattori: la fuga di gas nello spazio e il fenomeno dell’outgassing.

Questo risultato potrebbe avere importanti risvolti nella ricerca della vita e di pianeti abitabili al di fuori del Sistema solare. «Una delle cose più importanti che il nostro studio ci ha fatto capire è che l’idea della shoreline cosmica non è una causa persa», dice Nguyen. «C’è stato del pessimismo a riguardo a causa di questi mondi di lava, ma ora sappiamo che ci sono ulteriori parametri che possono permettere a un pianeta di generare e mantenere un’atmosfera». La scoperta ha aperto nuove prospettive per comprendere meglio l’evoluzione e l’abitabilità dei pianeti esterni al Sistema solare.