LUVOIR 2030+

So che non è ancora una missione in preparazione, ma volevo mostrarvi un po’ di orgiami astronautico. LUVOIR è progettato per essere il telescopio per l’osservazione astronomica del prossimo decennio, 2030-2040, sarà grande, molto più grande di Hubble (2,4 metri di diametro per lo specchio principale) e Webb (ancora da lanciare, 6,5 metri), con un diametro di 11,7-15 metri. È così grande che non entra in nessun’ogiva e si deve ripiegare su se stesso. E anche ripiegato, non è che sia così piccolo. Ecco il video:

La schermatura è solo protettiva, non sarà raffreddato come Spitzer. Volerà in L2 come Gaia, Webb, WFIRST e Spektr-RG, e sarà capace di osservare Giove con una risoluzione di 25 km per pixel (praticamente dalla Terra!), vedrà qualche dettaglio degli esopianeti, riuscirà a capire per i pianeti rocciosi quanto è la superficie ricoperta da oceani e quanto quella delle terre emerse, e vedrà tante altre cose belle e interessanti.

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Vi linko il report del 2019 sulla missione:

Il telescopio sarà molto importante per lo studio di esopianeti simili alla Terra, e l’evoluzione stessa della Terra verrà usata come lineaguida per la ricerca. Mi pare di capire che gli strumenti non siano in grado di rilevare azoto nell’atmosfera di esopianeti, in particolare dall’immagine di pagina 89 mancano due cose, la cui assenza mi ha colpito particolarmente:


La prima, come già detto, è la mancanza dell’azoto nel grafico a sinistra, la cui traccia sarebbe molto fuori scala. La seconda è che la Terra è alla sua terza atmosfera e nell’immagine sembra che ce ne siano solo due, quella con prevalenza di anidride carbonica e quella con prevalenza di ossigeno, tra gli elementi rilevabili.

In realtà la storia dell’atmosfera della Terra è abbastanza complessa, ed è quasi un miracolo che siano sopravvissuti gli elementi giusti per la vita. All’inizio la Terra era circa un decimo di quella attuale, un po’ grande come Marte e la sua atmosfera alla formazione era composta principalmente di idrogeno con un po’ di elio, come la composizione del Sole, di Giove e Saturno, sostanzialmente perché erano e sono gli elementi più diffusi del sistema solare. La Terrra a base di idrogeno era un ambiente chimicamente molto reattivo e riducente, molti composti volatili si sono legati all’idrogeno e sono precipitati, metano, ammoniaca, acqua. La Terra era così piccola che piano piano ha perso la sua atmosfera, nel periodo in cui diventava meno densa la nebulosa planetaria.

L’idrogeno rimasto in atmosfera, così come i gas nobili poco reattivi sono andati persi, diminuendo il potere riducente e per un po’ la Terra è rimasta senza atmosfera. Quando poi c’è stato lo scontro che ha creato la Luna, la temperatura della Terra è aumentata sensibilmente rilasciano gli elementi pesanti che erano precipitati. La massa notevolmente aumentata riesce ora a trattenere la nuova atmosfera, composta principalmente di anidride carbonica, e la Terra è diventata un pianeta principalmente ossidante anziché riducente. Poi il resto è geologia.

Questo spiega perché composti volatili simili in massa hanno avuto una storia completamente differente. Azoto e neon, per esempio, avrebbero lo stesso comportamento teorico per quanto riguarda la fuga atmosferica e in un primo momento si potrebbe pensare di osservare un rapporto di quasi 1:1 invece del 10.000:1 che possiamo misurare.

È una storia interessante, ma LUVOIR ci può raccontare tante storie diverse, osservando la composizione di migliaia di pianeti che hanno condizioni inziali simili alla Terra ma sono evoluti in modo completamente diverso.

Giusto per riferimento, metto un articolo qui sull’evoluzione dell’atmosfera, visto che potrei aver detto qualche imprecisione:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2944365/

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