01/08/23

L'ipotesi della Terra rara *

E se avesse ragione Fermi a causa delle zone abitabili delle galassie?

La ricerca di altri pianeti abitati o, almeno, abitabili è ormai frenetica e i nuovi strumenti, tra cui il Webb, potrebbero darci importanti notizie sulla composizione atmosferica e sui composti che potrebbero derivare solo dall'esistenza di vita biologica. Per adesso, ancora niente e torna sempre in mente il paradosso di Fermi: "Se ce ne sono tanti, dove sono?".

Probabilmente, la vita esiste in altri mondi, anche senza lasciare il Sistema Solare, ma le cose sono ben diverse se si parla di vita capace di evolvere tecnologicamente, ossia diventare una società capace -teoricamente- di intendere, volere e agire, qualsiasi siano gli  ideali verso cui si sta muovendo. Probabilmente, questo tipo di evoluzione ha bisogno di molti "colpi di fortuna" per riuscire nel suo intento. Infatti, si sta cercando vita intelligente nella cosiddetta zona abitabile di una stella, dove è garantita la presenza di acqua liquida. Può essere questo un logico imperativo iniziale? Forse sì, ma non basta di certo. Siamo veramente sicuri che in qualsiasi luogo della galassia sia soltanto necessaria l'acqua e un po' di composti organici? No, sicuramente no.

Le nane rosse, ad esempio, sono le più numerose del Cosmo, ma le loro zone abitabili si vengono a trovare a una distanza dalla stella centrale (spesso molto "nervosa") che implica un sincronismo tra periodo di rivoluzione e periodo di rotazione del pianeta. In poche parole, i pianeti mostrerebbero sempre la stessa faccia alla loro stella con conseguenti variazioni ben precise e costanti tra emisfero notturno e emisfero diurno (come accade nel sistema Trappist-1). Da una parte la temperatura sarebbe troppo fredda e dall'altro troppo calda. Si parla di vita lungo il terminatore dei due emisferi, ma siamo sicuri che questa difficoltà non limiti pesantemente l'evoluzione di una vita complessa? Personalmente ritengo che le condizioni esistenti sarebbero un ostacolo insormontabile. Analogamente vengono anche escluse le stelle di grande massa, dato che la loro vita sarebbe troppo corta per dar tempo a una specie biologica di evolvere. Gira e rigira cadiamo sempre nelle stelle di tipo solare che sarebbero piuttosto poche nella galassia, forse solo una minima percentuale.

Queste banali considerazioni potrebbero già da sole far pensare che l'ipotesi della Terra rara non sia poi da buttar via. Tuttavia c'è ancora dell'altro, anche se a riguardo le idee sono spesso discordanti. Così come esiste una zona abitabile all'interno di un sistema planetario, potrebbe esistere una zona abitabile all'interno di una galassia. L'idea è certamente valida e basata su dati di fatto abbastanza ben controllabili.

Nella zona centrale della Via Lattea, ad esempio, le condizioni sarebbero nettamente difficili: troppe radiazioni gamma provenienti da una ben più attiva frequenza di nascita e morte di stelle, decisamente più numerose che altrove, senza pensare a ciò che emette direttamente il buco nero centrale. Condizioni altrettanto critiche si avrebbero all'interno dei rami a spirale in cui, nuovamente, la densità stellare è decisamente più alta. Più stelle, più radiazioni e meno tempo a disposizione per un'evoluzione biologica significativa.

Vi è, però, un'altra componente essenziale per la vita biologica: la quantità di composti chimici pesanti a disposizione delle stelle e, di conseguenza, dei loro pianeti. Si è dimostrato che andando verso la periferia della galassia vi sarebbe una netta decrescita dell'abbondanza di elementi pesanti. In altre parole, le stelle si formerebbero con un numero ristretto di composti chimici fabbricabili solo da stelle di gran massa. Un essere vivente non ha bisogno solo di elementi leggeri e un po' d'acqua.

Rimane così a disposizione solo un anello della galassia, una zona abbastanza centrale che, però, stia ben lontana dall'attraversamento dei rami della spirale.

Una ricostruzione attendibile della Via Lattea con la posizione del Sole. La fascia verde sarebbe una delle molteplici descrizioni della sua zona abitabile. Il Sole è ben piazzato nell'anello e sta lontano dai rami della spirale. E' una stella fortunata? Fonte:NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech) NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)

Il Sole ha tutte queste caratteristiche positive e si deve guardare solo da asteroidi e comete o dalle rare supernove che dovessero capitare nei dintorni. Una stella fortunata, ma quanto? E qui sorgono le dispute sia nel quantificare le dimensioni dell'anello abitabile sia nel considerare sempre costanti le condizioni a cui va incontro il Sole nella sua orbita attorno al centro della galassia.

Tra i tanti calcoli eseguiti ve ne sono alcuni che portano alla conclusione che, in fondo in fondo, tutte le stelle -o quasi- affrontino la stessa quantità di pericoli, mentre ce ne sono altri che portano a risultati eclatanti: solo il 5 % delle stelle della galassia potrebbero ospitare una vita evoluta nei loro pianeti.  Questa viene proprio chiamata l'ipotesi della Terra rara e potrebbe rispondere al paradosso sollevato da Fermi.

Al momento non vi sono, sinceramente, dati sufficienti per un conclusione univoca. Non solo non conosciamo perfettamente le condizioni nelle varie zone galattiche, ma ancor meno le necessità fondamentali per far nascere una vita biologica capace di evolvere per tempi molto lunghi. Senza, ovviamente, prendere in considerazione il fatto che la vita potrebbe nascere ed evolvere in modo diverso a seconda delle condizioni in cui viene a trovarsi.

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