Limite minimo di dimensione per un pianeta abitabile
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Analizzata la dinamica dell'atmosfera dei pianeti di piccole dimensioni: estensione della fascia di abitabilità, verso l'interno, senza incorrere in effetto serra galoppante


Fonte Constantin W. Arnscheidt et al. Atmospheric Evolution on Low-gravity Waterworlds, The Astrophysical Journal (2019).


Esopianeti di diverse dimensioni e fascia di abitabilità.
Esopianeti di diverse dimensioni e fascia di abitabilità. 

Il Piccolo Principe, sul suo piccolissimo asteroide , poteva osservare il tramonto in ogni istante semplicemente spostando la sedia. Ma quanto deve essere grande, come limite minimo di massa , un pianeta per poter essere abitabile e quindi per mantenere acqua liquida superficiale per un periodo di tempo abbastanza lungo? Fissare un limite di questo tipo vuol dire estendere la fascia di abitabilità per i pianeti a bassa gravità. Fascia di abitabilità che oramai, intesa solo come range di distanze, ha perso totalmente la propria funzionalità venendo a dipendere da tantissimi altri fattori legati a doppio filo alle caratteristiche del pianeta. Come la dimensione, appunto. 

Consideriamo abitabile un pianeta che possa mantenere acqua liquida in superficie, come detto, per un tempo abbastanza lungo da consentire l'evoluzione della vita, e quindi un miliardo di anni circa. Questi pianeti sono in genere ricercati a determinate distanze in base alla tipologia di stella centrale e alla sua radiazione . Il limite interno di questa fascia è la distanza minima del pianeta dalla stella prima che inizi a svilupparsi un effetto serra galoppante tale da far evaporare tutta l'acqua superficiale. Per i pianeti piccoli questo limite, però, cambia rispetto a quanto ipotizzato finora. L'effetto serra ha inizio quando l'atmosfera assorbe più calore di quanto riesca a irradiarne nello spazio. Quando i pianeti sono piccoli, il riscaldamento atmosferico espande il gas verso l'esterno alterando il rapporto tra dimensione dell'atmosfera e dimensione della parte rocciosa del pianeta stesso. Queste atmosfere gonfiate aumentano assorbimento e radiazione consentendo un mantenimento più stabile della temperatura . L'espansione atmosferica, quindi, previene un effetto serra per i pianeti più piccoli, consentendo una posizione più prossima alla stella di quanto pensato finora pur mantenendo l'acqua superficiale.

Pianeti troppo piccoli, invece perdono l'atmosfera e l'acqua superficiale si ghiaccia o evapora. C'è, nel mezzo, una dimensione limite al di sotto della quale il pianeta cessa di essere abitabile intorno a determinate stelle. I modelli elaborati sono due e prevedono una stella di classe spettrale G come il Sole e una nana rossa di classe M. 

In base ai modelli, anche se il Sole iniziasse a irradiare in misura maggiore le lune di Giove non diventerebbero mai abitabili poiché troppo piccole per mantenere acqua superficiale. Il problema è che forse - in realtà - ospitano comunque vita, quindi occorre anche stabilire di quale vita si stia parlando.