I colori della Terra ci aiutano a trovare altri esopianeti

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La storia della vegetazione terrestre potrebbe aiutarci a trovare vita su altri pianeti. La tipologia e la distribuzione delle piante sul nostro Pianeta si accompagnano a una specifica “firma” spettrale: studiando come questa emissione è cambiata nel tempo si otterranno indizi più precisi sulle caratteristiche e sull’età di esopianeti abitabili.

Quando la sonda della NASA Galileo lasciò la Terra alla volta di Giove, nel 1989, l’astronomo statunitense co-fondatore del SETI Carl Sagan suggerì che rivolgesse i suoi strumenti verso il nostro Pianeta per capire come la luce venga riflessa da un mondo abitato, fiorito e ricco di vita. Le osservazioni nel dicembre 1990 rivelarono una segnatura decisa posizionata nelle regioni del rosso e dell’infrarosso dello spettro luminoso, dovuta all’abbondanza di vegetazione terrestre.

La clorofilla, il pigmento responsabile della fotosintesi, appare verde perché assorbe molto bene la luce visibile negli intervalli di frequenza del blu e del rosso; ma dallo Spazio, la luce solare riflessa dal nostro mondo ricoperto di piante mostra un picco imponente verso la lunghezza d’onda dei 700 nanometri – ai limiti delle capacità visive umane, dove la luce rossa si avvicina all’infrarosso. Questa “firma” può essere utilizzata per rintracciare vita (se non altro, vegetale) su esopianeti abitabili.

Una mappa elaborata dalla NOAA e dalla NASA mostra la distribuzione e la densità della copertura forestale sulla Terra.|NOAA
Una mappa elaborata dalla NOAA e dalla NASA mostra la distribuzione e la densità della copertura forestale sulla Terra.|NOAA

Riflesso variabile. Un team di ricercatori della Cornell University – la stessa di Sagan – ha ora studiato come la variabilità della copertura vegetale e i cambiamenti geologici attraversati dalla Terra abbiano cambiato questa specifica impronta luminosa: un modello che si rivelerà molto utile anche per determinare l’età degli esopianeti studiati. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Astrobiology.

«I nostri modelli mostrano che la firma di riflettività della Terra cresce insieme alla copertura vegetale sulla superficie, ma anche con l’età del Pianeta», chiarisce Jack O’Malley-James, tra gli autori dello studio. Negli ultimi 500 milioni di anni la vita terrestre si è evoluta ed è cambiata drammaticamente, e il nostro pianeta è passato dall’essere – più volte – coperto dai ghiacci, alla diffusione di foreste sulla sua superficie.

In crescita. Le prime forme di vita vegetale, i muschi e le epatiche, avevano una segnatura di emissione molto debole, difficile da individuare da lontano. Con il tempo e con la diffusione degli alberi moderni, l’intensità di questo segnale (chiamato vegetation red edge, VRE) è aumentata, e mano a mano che la Terra si riscalda e la vegetazione aumenta, essa è destinata a crescere. L’effetto durerà finché non andremo incontro a una decisa riduzione delle foreste, o finché la nostra atmosfera non diverrà opaca alla luce “di ritorno” riflessa dal nostro pianeta.

L'animazione della NASA riassume 20 anni (1997-2017) di osservazione della vegetazione sulla superficie e negli oceani terrestri. Sembra di vedere il pianeta "respirare" (clicca per attivare l'animazione). | NASA
L’animazione della NASA riassume 20 anni (1997-2017) di osservazione della vegetazione sulla superficie e negli oceani terrestri. Sembra di vedere il pianeta “respirare” (clicca per attivare l’animazione). | NASA

Dove cercare. «Nello studio – dicono i ricercatori – esploriamo come i cambiamenti nelle piante terrestri, insieme a trasformazioni geologiche come la copertura di ghiaccio durante le ere glaciali e i periodi interglaciali, abbiano influenzato la visibilità del VRE nel nostro passato geologico. I risultati suggeriscono che gli esopianeti terrestri più vecchi e più caldi siano un buon target per la ricerca di questa “firma”». Altri promettenti candidati potrebbero essere esopianeti con clima arido, cieli tersi, poche nuvole e infinite foreste di cactus.

Capire come l’evoluzione della vita abbia alterato le biosegnature terrestri ci aiuterà a individuare i pianeti più papabili sui quali cercarla a nostra volta. «Il segnale individuato da Galileo era simile a come potrebbero apparire le osservazioni per un esopianeta in un altro sistema stellare, ma certamente, Galileo era più vicino» spiega O’Malley-James. «Osservare un esopianeta è più complicato, tuttavia i telescopi stanno diventando sempre più abili nel rintracciare anche i più deboli segnali».

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