Earth Similarity Index

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Nonostante la differenza per quanto riguarda la temperatura e il diametro; i pianeti terrestri del Sistema Solare hanno degli Earth Similarity Indexes elevati. - Mercurio (0.39), Venere (0.78), Terra (1.00) e Marte (0.64) rappresentati con colori e scala di dimensioni reali.[1]

Earth Similarity Index (in italiano: Indice di Similarità terrestre), in sigla ESI chiamato anche "easy scale" (scale semplice) è una misura di quanto un pianeta sia fisicamente simile alla Terra. La scala varia da un valore minimo di 0 fino ad un massimo di 1, che è anche il valore associato alla Terra. Originariamente l'ESI era stato progettato per i pianeti, tuttavia è utilizzabile anche su altri corpi celesti come satelliti naturali etc. L'ESI è una funzione che tiene conto del raggio, densità, velocità di fuga e temperatura dell'oggetto in questione.[2][3] In alcuni casi questi parametri sono delle stime, essendo difficile calcolarne con esattezza soprattutto per i corpi celesti più lontani. A loro volta questi parametri dipendono da altri fattori; per esempio la temperatura è influenzata dall'irradiazione, dall'effetto serra e altri.

Un pianeta con un ESI elevato (un valore che è compreso nell'intervallo 0.8 e 1.0) dovrà essere di tipo roccioso.

L'ESI non è tuttavia un indice di abitabilità di un pianeta anche se i due sono strettamente collegati dato che più un parametro è simile a quello terrestre, spesso anche l'abitabilità di quel pianeta sarà elevata; infatti entrambi partono dalla temperatura come parametro base per calcolare il loro valore.

Secondo questa scala, nel Sistema Solare non ci sono altri pianeti o satelliti che superano il valore 0.8 di similitudine con la Terra. Venere è quello che si avvicina di più con 0.78. D'altra parte sono stati riscontrati pianeti extrasolari che superano quel valore. Il pianeta con l'ESI più alto è Kepler-62e, anche se KOI-1686.01 raggiungerebbe il valore di 0.89, però questo corpo celeste non è ancora stato definitivamente confermato come pianeta. [1]

Formulation[modifica | modifica sorgente]

Il valore ESI è definito dalla seguente relazione:

 \mathrm{ESI} = \prod_{i=1}^n \left(1 - \left| \frac{x_i - x_{i_0}}{x_i + x_{i_0}} \right| \right)^\frac{w_i}{n}

dove  x_i è una delle proprietà del pianeta (temperatura per esempio),  x_{i_0} è il corrispondete valore terrestre di un parametro preso in considerazione,  w_i riguarda il peso che ha la variabile nella relazione; più una variabile è importante, più questo valore sarà elevato e  n è il numero totale delle proprietà prese in considerazione.

Proprietà Valore terrestre corrispondente Importanza della variabile
Raggio medio 1.0 Earth 0.57
Densità 1.0 Earth 1.07
Velocità di fuga 1.0 Earth 0.70
Temperatura superficiale 288 K 5.58

Il valore ESI si può a sua volta dividere in due gruppi:

  • ESI Interno: che prende in considerazione il raggio medio e la densità;
  • ESI Esterno: che prende in considerazione la velocità di fuga e la temperatura.

Pianeti con gli ESI più alti[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Lista degli esopianeti potenzialmente abitabili.
Comparazione delle dimensioni dei pianeti Kepler-69c, Kepler-62e (0.82), Kepler-62f (0.69), and the Earth. Tutti i pianeti, ad eccezione della Terra, sono rappresentazioni artistiche.

I pianeti extrasolari occupano la maggior parte della lista dei pianeti con un ESI elevato. Tuttavia è doveroso tenere conto che i metodi di individuazione dei pianeti extrasolari non possono essere precisi e di conseguenza i parametri che vengono dedotti potrebbero non rappresentare la realtà. Per esempio con il metodo dei transiti, uno dei più usati, si ha una certezza importante per quanto riguarda la misura del raggio, ma non altrettanto per la densità. Al contrario con il metodo della velocità radiale l'errore relativo al calcolo della massa è limitato, ma non quello per la misura del raggio. Molti dei pianeti osservati con diversi metodi hanno un ESI elevato.

La seguente tabella comprende i pianeti con un ESI superiore a quello di Venere o Marte:

Planet Global ESI Status/Note/References
KOI-1686.01 0.89 Non confermato[1]
Kepler-62e 0.83
Gliese 667Cc 0.82
Gliese 581 g 0.82 Non confermato

Altri corpi con ESI elevato[modifica | modifica sorgente]

La Luna, Io e la Terra mostrati per dimensioni. Nonostante la massa sia significativamente minore, molti satelliti e pianeti nani del Sistema Solare, hanno una densità e temperatura simile a quella terrestre, aumentando notevolmente il loro valore ESI. È quindi teoricamente possibile che altri pianeti o satelliti abbiano un ESI ancora superiore

Il valore ESI può essere applicato ad altri oggetti oltre ai pianeti, come i satelliti naturali, pianeti nani, asteroidi.[4]

I seguenti corpi celesti hanno un ESI considerato elevato:

Object Classification Global ESI
HD 222582 b m Luna extrasolare Non confermata 0.86
Luna Satellite naturale 0.56
Io Satellite naturale 0.36
Callisto Satellite naturale 0.34
Ganimede Satellite naturale 0.29
Cerere Pianeta nano/Asteroide 0.27
Europa Satellite naturale 0.26
4 Vesta Asteroide 0.256
Titano Satellite naturale 0.24
2 Pallas Asteroide 0.222
Titania Satellite naturale 0.10
Encelado Satellite naturale 0.094
Plutone Pianeta Nano 0.075
Tritone Satellite naturale 0.074

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ a b c HEC: Data of Potential Habitable Worlds - Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo
  2. ^ Earth Similarity Index (ESI), Planetary Habitability Laboratory.
  3. ^ Schulze-Makuch, D., Méndez, A., Fairén, A. G., von Paris, P., Turse, C., Boyer, G., Davila, A. F., Resendes de Sousa António, M., Irwin, L. N., and Catling, D. (2011) A Two-Tiered Approach to Assess the Habitability of Exoplanets. Astrobiology 11(10): 1041-1052.
  4. ^ pg 143. Multivariate and other worksheets for R (or S-Plus): a miscellany P.M.E.Altham, Statistical Laboratory, University of Cambridge. January 10, 2013