La zona Riccioli d’oro

La celebre favola di Riccioli d’oro e i tre orsi ha affascinato generazioni di bambini in tutto il mondo. Questo racconto intramontabile narra le avventure di una piccola esploratrice che, mentre si avventura nel bosco, scopre la dimora di tre orsi. Varcando la soglia della loro casa, Riccioli d’oro si immerge in una ricerca incessante delle condizioni perfette: sedie dalla dimensione ideale, porridge alla temperatura perfetta e letti dalla morbidezza impeccabile. Solo quando ogni aspetto è “proprio giusto”, lei può apprezzare e utilizzare ciò che le viene offerto.

Paragonabile a questa ricerca della perfezione nella storia di Riccioli d’oro, anche nell’esplorazione cosmica ci dedichiamo alla ricerca di mondi ideali. In questo viaggio attraverso la Galassia, cerchiamo pianeti e lune delle dimensioni giuste, che orbitino attorno a stelle del tipo ideale e siano alla giusta distanza per sostenere l’acqua allo stato liquido sulla loro superficie.

La zona abitabile

Il termine zona abitabile è stato coniato nel 1959 da Su-Shu Huang e successivamente sviluppato nel 1964 da Stephen Dole, che stimò che nella nostra galassia potrebbero esistere circa 600 milioni di pianeti abitabili.

I pianeti, a differenza delle stelle, non possiedono reattori nucleari nei loro nuclei e dipendono invece dal calore irradiato dai loro soli. Nel contesto di un sistema stellare, come il nostro, composto da diversi corpi planetari, si individua una regione peculiare denominata “Riccioli d’oro” o “zona circumstellare abitabile” (cHz). Questo è un intervallo orbitale attorno a una stella in cui i pianeti potrebbero offrire condizioni propizie alla vita, grazie alle temperature superficiali che consentirebbero la presenza di acqua allo stato liquido.

La zona abitabile é quindi una sorta di “fascia di comfort” nello spazio. Se ci fossero dei pianeti all’interno di questa zona ma più vicini alla loro stella ospite, come ad esempio Venere e Mercurio del nostro Sistema Solare, sarebbero troppo caldi e farebbero evaporare qualsiasi acqua liquida. Mentre pianeti oltre la zona abitabile sperimenterebbero temperature estremamente basse, portando al congelamento dell’acqua.

I confini della zona abitabile

Nel nostro Sistema Solare, le stime collocherebbero i confini della cHz tra 0,75 e 0,95 unità astronomiche (UA) per il confine interno e tra 1,37 e 1,90 UA per quello esterno. Fortunatamente, la Terra si trova idealmente a una distanza di 1 UA dal Sole, all’interno di questa fascia privilegiata.

Il confine interno è determinato dalla distanza dalla stella in cui la luminosità solare provoca un effetto serra incontrollato, come su Venere. Questa distanza fa bollire l’acqua e causa la fotolisi, perdendo idrogeno nello spazio e combinando l’ossigeno con le rocce.

Il limite esterno è fissato dalla distanza in cui l’effetto serra non è sufficiente a mantenere temperature adatte all’acqua liquida in superficie o dove la CO2 atmosferica inizia a condensarsi, interrompendo il riscaldamento dell’effetto serra.

Oltre alla CO2, altri gas serra possono influenzare i limiti esterni della zona abitabile. Ad esempio, concentrazioni elevate di H2 potrebbero teoricamente estendere la zona abitabile fino a circa 10 UA.

Tuttavia, vale la pena notare che questa rappresentazione è una semplificazione, in quanto molteplici variabili possono influenzare la posizione e le dimensioni della cHz. Parametri come la dimensione e la radiazione della stella centrale, insieme alle caratteristiche di ciascun pianeta, come dimensioni, massa e capacità di mantenere l’atmosfera, giocano un ruolo significativo nella definizione della zona abitabile.

Circostanze fortunate

I modelli attuali, pur essendo fondamentali per la comprensione della cHz, non includono regioni secondarie in cui la vita potrebbe prosperare senza dipendere esclusivamente dal Sole come fonte di calore ed energia.

Inoltre, il nostro Sistema Solare gode di circostanze fortunate che hanno contribuito a rendere la Terra un ambiente unico e privilegiato. Un aspetto cruciale è la protezione fornita da Giove, il “fratello maggiore” celeste che agisce come uno scudo difensivo, deviando asteroidi e comete e riducendo il rischio di impatti catastrofici sulla Terra.

Un altro elemento fondamentale è la presenza della Luna, che ha svolto un ruolo essenziale nella storia e nell’evoluzione della vita sulla Terra. La teoria più accettata sull’origine della Luna suggerisce che un impatto gigantesco tra la proto-Terra e un oggetto delle dimensioni di Marte abbia causato l’espulsione di materiale nello spazio, dando origine alla Luna. La sua vicinanza e le forze di marea associate hanno contribuito a stabilizzare l’asse terrestre, mantenendo un’inclinazione relativamente costante che regola le stagioni e il clima, fattori chiave per la vita. La Luna continua a esercitare effetti come il rallentamento della rotazione terrestre e l’allontanamento graduale dalla Terra, fenomeni che hanno contribuito alla stabilità dell’ambiente terrestre e all’evoluzione della vita nel corso dei millenni.

E se questa storia ha preso forma sul nostro pianeta, nulla ci impedisce di immaginare che lo stesso possa accadere su altre lune, pianeti, galassie e in tutto l’universo. La possibilità di non essere soli nell’oscurità potrebbe rivelarsi presto una realtà.

Fonti

• “Riccioli d’oro e gli orsetti d’acqua”, Louisa Preston
• “Astrobiology – understanding life in the universe”, Charles S. Cockell
• “Astrobiologia. La ricerca di vita nello spazio”, Giuseppe Galletta
• Media INAF – https://www.media.inaf.it/2017/08/01/zona-abitabile/

Crediti immagini

• Immagine in evidenza: Realizzata da Chiara De Marchi con Canva AI
• Figura 1: Realizzata da Chiara De Marchi con Canva AI
• Figura 2: https://www.media.inaf.it/2017/08/01/zona-abitabile/
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