In caso di pioggia, sulla Terra o su un esopianeta, potremmo trovarci di fronte a uno scenario familiare.
Un modello climatico messo a punto dai ricercatori di Harvard fornisce elementi per affermare che le gocce di pioggia sono notevolmente simili anche in ambienti planetari esotici o su pianeti come la Terra e Giove.
L’abitabilità di un pianeta è strettamente collegata al ciclo di vita delle nuvole. Mettere a punto un modello che studi l’evoluzione delle nuvole ha portato i ricercatori a procedere per esclusione.
Un primo passo è stato studiare se le goccioline delle nuvole evaporano nell’atmosfera o raggiungono la superficie come pioggia. Si tratta di un primo elemento che, come in una caccia al tesoro, determina solo un primo passaggio per rappresentare e comprendere le precipitazioni in modelli climatici complessi.
Il passaggio successivo per i ricercatori è stato quello di modellare le dimensioni della singola goccia. Se troppo grande è destinata a rompersi e se troppo piccola ad evaporare. Questo a prescindere dal tipo di materiale di cui la goccia è composta, si tratti di acqua, metano o ferro liquido surriscaldato, come su un esopianeta chiamato WASP-76b, e a prescindere anche da luogo dove le precipitazioni avvengono.
Kaitlyn Loftus, giovane laureata presso il Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie e autrice principale dell’articolo e Robin Wordsworth, professore associato di scienze ambientali e ingegneria presso la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) e coautore dell’articolo, hanno identificato tre parametri per il loro modello climatico: forma della goccia, velocità di caduta e velocità di evaporazione.
Anche con materia diversa dall’acqua le forme delle gocce sono le stesse e il loro comportamento dipende dal peso specifico di ciascuna goccia.
La forma a lacrima di una goccia di acqua resta tale solo quando le gocce sono di piccole dimensioni e man mano che diventano più grandi assumono una forma sferica. Molto dipende da quanto è pesante la goccia. La velocità di caduta dipende dalla forma, dalla gravità e dallo spessore dell’aria circostante.
Misurare la velocità di evaporazione è più complicato perché influenzata principalmente dalla composizione atmosferica, pressione, temperatura e dall’ umidità relativa.
Tenendo conto di tutte queste proprietà, Loftus e Wordsworth hanno scoperto che in un’ampia gamma di condizioni planetarie, la matematica della caduta delle gocce di pioggia significa che solo una frazione molto piccola delle possibili dimensioni delle gocce in una nuvola può raggiungere la superficie.
«Se usiamo questi riferimenti possiamo orientarci anche per modellare i cicli delle nuvole sugli esopianeti», ha detto Loftus.
«Questi indizi ci forniscono elementi fondamentali per comprendere l’abitabilità dei pianeti extrasolari e, nel lungo periodo, contribuiscono a ottenere anche una maggiore comprensione del clima della Terra stessa.», conclude Wordsworth.
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