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La NASA studia le stelle che possono spazzare via le atmosfere
Un gruppo guidato dall'astrofisica Allison Youngblood del Goddard Space Flight Center della NASA ha presentato di recente ESCAPE, un concetto di missione Small Explorer progettato per studiare come l'attività delle stelle modifica o disperde le atmosfere planetarie. La proposta, descritta in un lavoro disponibile sul server arXiv, affronta un limite centrale nello studio dei mondi extrasolari: conoscere la distanza di un pianeta dalla propria stella non basta per stabilire se possa conservare condizioni favorevoli alla vita.
La presenza di acqua liquida dipende anche dalla capacità del pianeta di mantenere un'atmosfera per periodi molto lunghi. Il problema è particolarmente evidente per gli esopianeti rocciosi che orbitano attorno alle nane rosse: poiché queste stelle sono poco luminose, la loro zona abitabile si trova a distanza ridotta, dove i pianeti possono subire radiazioni energetiche, brillamenti ed espulsioni di particelle. Secondo gli autori, la fotoevaporazione potrebbe rimuovere atmosfere equivalenti a decine o centinaia di involucri terrestri in pochi milioni di anni.
Gli astronomi rappresentano questa transizione attraverso il concetto di Cosmic Shoreline, una linea teorica che separa i mondi capaci di trattenere un'atmosfera da quelli destinati a perderla. ESCAPE impiegherebbe un singolo spettrografo per osservare l'estremo ultravioletto, l'ultravioletto lontano e le espulsioni di massa coronale. La copertura prevista va da 80–1650 ångström, includendo le bande nelle quali si manifestano alcuni dei processi stellari più energetici e difficili da misurare.
Le stime attuali della perdita atmosferica si basano su tre famiglie di modelli che, applicate agli stessi sistemi, possono produrre risultati differenti di un fattore dieci. Proxima Centauri, la nana rossa più vicina al Sistema Solare, esemplifica questa incertezza. La missione misurerebbe direttamente l'irraggiamento ultravioletto di stelle di tipo F, G, K e M, collegandolo alla loro massa e alla loro età, così da fornire vincoli osservativi più solidi ai modelli di evoluzione planetaria.
La missione primaria durerebbe due anni e comprenderebbe due campagne. SEEN osserverebbe 276 stelle per 12 kilosecondi ciascuna, equivalenti a tre ore e venti minuti, costruendo una panoramica della luminosità ultravioletta in funzione del tipo stellare. DEEP seguirebbe invece 24 stelle per un megasecondo ciascuna, circa 278 ore, per misurare la frequenza dei brillamenti e stimare il tasso delle espulsioni di massa coronale.
ESCAPE riprenderebbe un campo osservativo rimasto poco esplorato dopo la conclusione dell'Extreme Ultraviolet Explorer, avvenuta circa 25 anni fa. Secondo la proposta, il nuovo osservatorio sarebbe 50 volte più sensibile del predecessore. Un'eventuale estensione potrebbe ampliare il programma oltre gli esopianeti, includendo lo studio delle comete, dei loro elementi volatili e dell'effetto esercitato dalla radiazione solare quando attraversano le regioni interne del Sistema Solare.
Il progetto resta comunque una proposta e il lavoro che lo descrive è un preprint, quindi non equivale all'approvazione o al finanziamento della missione. Anche le future misure non permetterebbero di dichiarare abitabile un pianeta in modo automatico: servirebbero a quantificare una delle condizioni necessarie, cioè la possibilità che l'atmosfera sopravviva all'attività della stella. I dati potrebbero infine aiutare a selezionare obiettivi più promettenti per i telescopi dedicati alla caratterizzazione atmosferica.
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