La ricerca di vita nell’universo richiede dei metodi per identificare e caratterizzare i pianeti abitabili attorno ad altre stelle. Il concetto di zona abitabile intorno a una stella rappresenta il procedimento più facile per identificare i pianeti abitabili. ATTENZIONE: "abitabile" non significa "abitato" La classificazione permette non solo di capire quali osservazioni possono essere prioritarie rispetto ad altre, ma anche di confrontare i risultati fra loro.

1. DOVE CERCARE LA VITA
La ricerca della Vita nel nostro Sistema Solare e
in altri sistemi planetari

2. La nascita della vita richiede un certo insieme di condizioni:
1. Una sorgente di energia
2. L’abbondanza di molecole organiche
3. Acqua allo stato liquido per un periodo sufficientemente lungo.
LE CONDIZIONI PER LA VITA

3. 1. Una sorgente di energia può essere la luce di una stella ma anche l’attività
endogena di un pianeta, come ad esempio l’attività vulcanica.
LE CONDIZIONI PER LA VITA

4. 2. L’acqua liquida è il solvente fondamentale per le sostanze organiche, che di per sé
sono abbastanza comuni nell’universo, in ambienti anche assai diversi fra loro, come
per esempio stelle molto fredde, pianeti e mezzo interstellare.
La vita richiede molecole complesse che possono trasmettere il patrimonio genetico
da una generazione all’altra.
Molecole tanto complesse possono avere come costituenti fondamentali solo gli
atomi di carbonio e di silicio, elementi che peraltro sono molto abbondanti
nell’universo.
Tuttavia, solo le molecole basate sul carbonio possiedono quel grado di varietà e di
instabilità che risulta adeguato ai cicli vitali.
LE CONDIZIONI PER LA VITA

5. 3. L’acqua allo stato liquido è presente solo in un ambito ristretto di condizioni di
temperatura e pressione. Ovviamente c’è sulla superficie della Terra. Vi sono motivi
per credere che seppure l’evoluzione della vita sulla Terra potrebbe essere iniziata
diverse volte, la vita che noi conosciamo abbia un’unica origine.
Questa convinzione deriva dall’universalità riscontrata in alcune caratteristiche delle
molecole fondamentali che intervengono nei processi biologici. Tale universalità non
ha una ragione (potrebbero essere possibili molecole con caratteristiche diverse, ma
proprietà sostanzialmente identiche), se non supponendo una comune origine tra tutti
gli esseri viventi presenti sulla Terra.
LE CONDIZIONI PER LA VITA

6. Al di fuori del nostro Sistema Solare i pianeti più interni, quali Mercurio e Venere,
sono troppo caldi per poter mantenere acqua allo stato liquido.
DOVE CERCARE LA VITA NEL NOSTRO SISTEMA
SOLARE ?

7. Venere in particolare, ha una
pressione atmosferica troppo
elevata e un effetto serra
estremamente alto, che
comportano valori di temperatura
superficiale così elevanti da
arrivare a 450 gradi centigradi, il
che rende Venere un posto
inospitale per la vita come la
intendiamo noi.
DOVE CERCARE LA VITA NEL NOSTRO SISTEMA
SOLARE ?

8. Anche sulla Luna non vi è acqua allo
stato liquido, a causa della pressione
troppo bassa (per l’assenza di
atmosfera).
DOVE CERCARE LA VITA NEL NOSTRO SISTEMA
SOLARE ?

9. I pianeti più esterni, Giove, Saturno, Urano e Nettuno sono troppo freddi per avere
acqua liquida sulla superficie.
DOVE CERCARE LA VITA NEL NOSTRO SISTEMA
SOLARE ?

10. Il caso di Marte è molto particolare: infatti, la pressione alla superficie è tropo bassa
per la presenza di acqua allo stato liquido.
DOVE CERCARE LA VITA NEL NOSTRO SISTEMA
SOLARE ?

11. Tuttavia, su Marte, vi sono molti segni di carattere geologico e mineralogico che fanno
ipotizzare che nel passato, forse per brevi periodi, vi siano state quantità di acqua
significative sulla sua superficie.
DOVE CERCARE LA VITA NEL NOSTRO SISTEMA
SOLARE ?

12. Altri corpi del Sistema Solare possono avere acqua allo stato liquido. I grandi pianeti
quali Giove, Saturno, Urano e Nettuno, sono essenzialmente gassosi, anche se si pensa
che al loro centro vi sia un nucleo solido.
Nelle zone intermedie di queste enormi atmosfere vi sono condizioni adatte alla
presenza di acqua allo stato liquido.
DOVE CERCARE LA VITA NEL NOSTRO SISTEMA
SOLARE ?

13. DOVE CERCARE LA VITA NEL NOSTRO SISTEMA
SOLARE ?
Tuttavia, è difficile pensare che possa essersi sviluppata la vita in questi ambienti che
sono esposti a un continuo sconvolgimento a causa dei moti convettivi ascendenti e
discendenti, che dissipano calore interno.

14. Per questo, la materia dei
pianeti giganti gassosi è
sottoposta ad altissime
temperature nelle regioni
più interne e temperature
gelide in quelle più
esterne.
In queste condizioni
manca il tempo per la
formazione e l’evoluzione
della vita.

15. Anche i satelliti sono
estremamente interessanti.
Europa, satellite di Giove,
sotto la cui superficie
ghiacciata si pensa vi sia un
profondo oceano composto
soprattutto d’acqua.
Tuttavia, lo spessore del
ghiaccio potrebbe essere di
parecchi chilometri e, al
momento, l’esplorazione di
Europa non è possibile.
EUROPA, SATELLITE DI GIOVE, HA PROBABILMENTE UN OCEANO D’ACQUA SOTTO LA SUA
SUPERFICIE GHIACCIATA

16. La missione Juno della NASA arriverà su Giove a luglio del 2016, e la sonda si troverà
anche abbastanza vicina al satellite Europa inviare dati e immagini a Terra.
EUROPA, SATELLITE DI GIOVE, HA PROBABILMENTE UN OCEANO D’ACQUA SOTTO LA SUA
SUPERFICIE GHIACCIATA

17. TITANO, SATELLITE DI SATURNO, POTREBBE OSPITARE VITA
Titano, satellite di Saturno, è un
altro ambiente adatto alla
vita.
Una delle recenti scoperte
della missione NASA/ESA/ASI
Cassini-Huygens è che vi sono
centinaia di laghi e mari sulla
superficie ghiacciata di Titano.
Questi bacini sono ricchi di
idrocarburi e vengono riempiti
da piogge di metano prodotte
dalle nubi che attraversano
l'atmosfera.

18. IL CONCETTO DI ZONA ABITABILE O ZONA DI ABITABILITA’
Il concetto di zona abitale considera la vita che utilizza la chimica del carbonio e usa l’acqua come
solvente per le reazioni chimiche quella che ha una probabilità maggiore di originarsi e
sopravvivere.
La Zona Abitabile è infatti definita come la regione di spazio intorno ad una stella dove la
temperatura superficiale di un pianeta roccioso con atmosfera è tale da mantenere reperibile
l’acqua liquida. Il pianeta deve essere roccioso perché è necessario avere un’interfaccia solida tra
l’interno del pianeta e l’atmosfera dove sia possibile raccogliere l’acqua liquida.
In linea generale, il concetto di zona
abitabile è solo un concetto di lavoro utile
per la ricerca di vita, per esempio dall'analisi
spettrale delle atmosfere dei pianeti.
E’ sempre possibile l’esistenza di nicchie
abitabili ben al di fuori della zona abitabile.
Nel Sistema Solare, per esempio, il satellite
galileiano di Giove Europa, ha
probabilmente un oceano sotto la coltre
ghiacciata che ne caratterizza la superficie.
Questo oceano potrebbe essere una
nicchia di abitabilità al di fuori della zona
abitabile del Sole.

19. LA ZONA DI ABITABILITÀ NEL NOSTRO SISTEMA SOLARE
Zona abitabile del Sistema Solare
Mercurio Venere Terra Marte
Orbite e pianeti in scala Sistema Solare
La larghezza e distanza della corona sferica, in cui possiamo immaginare la zona di abitabilità,
dipendono dalla luminosità della stella, da come essa evolve nel tempo e dalla composizione
ed evoluzione della atmosfera del pianeta.
Il limite interno di questa zona è la distanza a cui l’effetto serra è talmente efficiente nello
scaldare l’atmosfera che tutta l’acqua presente sul pianeta evapora e lo strato invertente (lo
strato atmosferico dove il vapore acqueo condensa in quanto si ha una inversione
nell’andamento della temperatura atmosferica con l’altitudine) raggiunge un’altitudine dove la
radiazione stellare è in grado di ionizzare le molecole di acqua, separandole in idrogeno ed
ossigeno. L’idrogeno essendo più leggero dell’ossigeno sfugge l’attrazione gravitazionale del
pianeta e si perde nello spazio. Il risultato netto è la perdita di acqua dal pianeta, come
successe a Venere.

20. LA ZONA DI ABITABILITÀ NEL NOSTRO SISTEMA SOLARE
Zona abitabile del Sistema Solare
Mercurio Venere Terra Marte
Orbite e pianeti in scala Sistema Solare
Nel caso del Sistema Solare il limite interno di distanza dovuto alla perdita di acqua è a 0.95 UA .
Il limite esterno è la distanza dalla stella a cui l’effetto serra fallisce nel riscaldare la superficie del
pianeta al di sopra del punto di congelamento dell’acqua.
Nel caso del Sistema Solare questa condizione è rappresentata da Marte ed il limite di “massimo
effetto serra” è a 1.67UA.
Limiti simili possono essere definiti per tutte le stelle di tutti i tipi spettrali. Stelle più calde del Sole
avranno la zona abitabile più esterna, mentre stelle più fredde l’avranno più interna.

21. LA ZONA DI ABITABILITÀ IN ALTRI SISTEMI PLANETARI
Pianeti piccoli entro la zona di abitabilità non sono in grado di trattenere un’atmosfera mentre
quelli gassosi hanno atmosfere così dense che l’acqua si trova sottoforma di ghiaccio. Per questo,
e’ anche essenziale che i pianeti abbiano dimensioni terrestri comprese tra circa metà fino a due
volte il diametro terrestre, per poter essere considerati potenzialmente abitabili. I pianeti extrasolari
più vicini alla loro stella perdono nello spazio tutta la loro acqua, quelli più lontani non riescono a
catturata (durante la loro formazione).
Habitable Zone Gallery - http://www.hzgallery.org/ e
Open Exoplanet Catalogue - http://exoplanet.hanno-
rein.de/ elencano una lista di sistemi planetari scoperti.
Le immagini mostrano il modello di sistema planetario
con la relativa zona di abitabilita’.

22. DOVE CERCARE LA VITA
LA RICERCA DELLA VITA NEL NOSTRO SISTEMA SOLARE
E IN ALTRI SISTEMI PLANETARI
IL TEAM:
GAPS SCIENCE TEAM
SABRINA MASIERO, INAF - OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PADOVA E FGG-TELESCOPIO
NAZIONALE GALILEO
CATERINA BOCCATO, INAF - OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PADOVA
RICCARDO CLAUDI, INAF- OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PADOVA
GLORIA ANDREUZZI, FGG-TELESCOIPIO NAZIONALAE GALILEO E INAF – OSSERVATORIO
ASTRONOMICO DI ROMA
EMILIO MOLINARI (DIRETTORE DEL TNG), FGG – TELESCOPIO NAZIONALE GALILEO E INAF – IAFS,
MILANO

23. Immagini:
diapositive 1 e 2: NASA/JPL-Caltech
diapositiva 3: NASA/JPL
diapositiva 4: NASA/JPL
diapositiva 5: http://www.hongkiat.com/blog/planet-earth-space-wallpapers/
diapositiva 6: Mercurio: - NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of
Washington
diapositiva 7: Venere, crediti NASA/Magellan
diapositiva 8: La Luna - NASA
diapositiva 9: Saturno – NASA/JPL Cassini Solstice Mission , http://saturn.jpl.nasa.gov/
diapositiva 10: NASA/JPL Caltech
diapositiva 11: NASA/JPL-Caltech/MSSS
diapositiva 12: Lunar and Planetary Institute, http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/display.cfm?IM_ID=166
diapositiva 13: Giove con il suo satellite Europa - NASA/JPL – Caltech, Galileo Mission
diapositiva 14: NASA/JPL-Caltech
diapositive 15: NASA-JPL
diapositiva 16: NASA-JPL
diapositiva 17: Titano NASA/JPL - http://www.nasa.gov/mission_pages/juno/multimedia/pia13746.html
diapositiva 18: NASA/JPL disponibile su The Daily Galaxy -
http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2013/06/kepler-mission-search-for-alien-worlds-we-may-find-some-
surprises-out-there.html
diapositive 19 e 20: NASA/JPL
diapositiva 21: Rappresentazione artistica della zona di abitabilità di un sistema planetario tratto dal sito web
Habitable Zone Gallery - http://www.hzgallery.org/