ESI: Earth Similarity Index4 min read

Grazie alle più che positive scoperte di Kepler e ai nuovi metodi di indagine per la ricerca di esopianeti, si è reso necessario sviluppare anche nuovi strumenti matematici che aiutino nella classificazione di questi in base alla loro somiglianza con la Terra ^{1 2 3}

L’Earth Similarity Index (ESI), è un indice che esprime il grado di similitudine tra un qualsiasi pianeta extrasolare e la Terra compreso tra zero (nessuna similarità) e uno (identico alla Terra). L’ESI può essere utilizzato per dare priorità nelle osservazioni, effettuare valutazioni statistiche e sviluppare le classifiche planetarie. L’espressione di base per l’indice ESI è
dove x_i fa riferimento a una delle quattro proprietà planetarie (ex. la temperatura superficiale), x_io è il corrispondente valore di riferimento terrestre (in questo caso 288 K), w_i è l’indice di importanza della proprietà planetaria, n è il numero di proprietà planetaria, ed ESI ovviamente è l’indice di similarità. Gli esponenti dell’equazione sono usati per regolare la sensibilità della scala e pareggiare il suo significato tra le diverse proprietà.

I pianeti simili alla Terra possono essere definiti come un qualsiasi organismo planetario con una composizione simile a quella terrestre e un’atmosfera temperata. Come regola generale, qualsiasi corpo planetario con un valore di oltre lo 0,8 ESI può essere considerato un pianeta simile alla Terra.
Ciò significa che il pianeta è roccioso in composizione (silicati) e ha un clima adatto per la maggior parte della vegetazione terrestre, compresa la vita complessa. Pianeti con valori ESI nel range 0,6-0,8 (cioè come Marte) potrebbe essere ancora abitabili, ma solo per forme di vita estremofile, in quanto sono o troppo freddi o troppo caldi, per i parametri di vita come li conosciamo.
I parametri per l’elaborazione dell’equazione ESI per raggio medio, densità, velocità di fuga, e la temperatura superficiale sono riportati nella tabella 1.
I calcoli per i pianeti solari ed extrasolari sono illustrati nella Figura 1. Esse sono divise per comodità per ascisse in base al raggio medio e la densità della massa, e per ordinata in base alla velocità di fuga e la temperatura superficiale. Questi valori sono poi combinati in un ESI globale. I valori in ordinata possono essere considerati un indice di abitabilità a causa della sua definizione che vede la Terra come punto di arrivo (Tabella 1). Tuttavia, una formulazione simile può essere costruita per altri corpi planetari con valori di riferimento diversi (ad esempio oceano come pianeti).
Una delle applicazioni più pratiche della ESI è negli studi sulla distribuzione e la diversità di pianeti simili alla Terra (Figura 2).
I valori di ESI per i pianeti candidati scoperti dalla Missione Kepler è mostrato in Figura 3.

Note: