Come abbiamo riportato di recente, la probabilità di trovare mondi abitabili delle dimensioni della Terra sembra continuare a migliorare. Ma ora gli ultimi calcoli di un nuovo articolo uscito questa settimana sono quasi sbalorditivi. Usando quella che gli autori chiamano una 'estrapolazione molto attenta' del tasso di piccoli pianeti osservati intorno alle stelle nane M dalla navicella spaziale Kepler, stimano che potrebbero esserci più di 100 miliardi di mondi delle dimensioni della Terra nelle zone abitabili della nana M o della nana rossa. stelle della nostra galassia. E poiché la popolazione di queste stesse stelle è stimata in circa 100 miliardi nella Via Lattea, questo è – in media – un mondo delle dimensioni della Terra per ogni stella nana rossa nella nostra galassia.
Whoa.
E poiché il nostro sistema solare è circondato da nane rosse - stelle molto fredde e molto deboli non visibili ad occhio nudo (meno di un millesimo della luminosità del Sole) - questi mondi potrebbero essere vicini, forse fino a 7 anni luce via.
Con l'aiuto dell'astronomo Darin Ragozzine, un associato post-dottorato presso l'Università della Florida che lavora con la missione Kepler ( guarda la nostra intervista dell'Hangout con lui l'anno scorso ), diamo uno sguardo indietro alle recenti scoperte che hanno portato a questa ultima straordinaria proiezione.
Già a febbraio, abbiamo riportato sul risultati di Courtney Dressing e Dave Charbonneau del Centro di Astrofisica che ha affermato che circa il 6% delle stelle nane rosse potrebbe ospitare pianeti abitabili delle dimensioni della Terra. Ma da allora, Dressing e Charbonneau si sono resi conto di avere un bug nel loro codice e hannorivistola frequenza aquindici%, non il 6%. Che più che raddoppia le stime.
Allora, solo questa settimana abbiamo segnalato come Ravi Kopparapu della Penn State University e il Virtual Planetary Lab dell'Università di Washington hanno suggerito che la zona abitabile attorno ai pianeti dovrebbe essere ridefinita, sulla base di nuovi dati più precisi che mettono le zone abitabili più lontane dalle stelle di quanto si pensasse in precedenza. L'applicazione della nuova zona abitabile alle nane rosse spinge la frazione di nane rosse con pianeti abitabili più vicino acinquanta%.
Il grafico mostra i confini delle zone abitabili ottimistiche e conservatrici attorno a stelle fredde e di piccola massa. I numeri indicano i nomi di noti candidati pianeta Keplero. Il colore giallo rappresenta i candidati con un raggio terrestre inferiore a 1,4 volte. Il colore verde rappresenta i pianeti candidati tra 1,4 e 2 di raggio terrestre. Credito: Penn State.
Ma ora, il nuovo documento presentato ad arXiv questa settimana, ' La distribuzione del raggio di piccoli pianeti intorno a stelle fredde ” di Tim Morton e Jonathan Swift (uno studente laureato e postdoc dell'ExoLab di Caltech) rileva che esiste un'ulteriore correzione ai numeri mediante i numeri di Dressing e Charbonneau.
'Questo è fondamentalmente dovuto al fatto che ci sono più pianeti piccoli di quanto pensassimo perché Kepler non è ancora sensibile a un numero elevato che impiega più tempo per orbitare', ha detto Ragozzine a Universe Today. “Tenendo conto di questo effetto e migliorando il calcolo utilizzando alcune nuove tecniche statistiche interessanti, stimano che i numeri di Dressing e Charbonneau siano in realtà troppo piccoli di un fattore 2. Questo pone il numero al 30% nella vecchia zona abitabile, e ora aumenta a circa100%nella nuova zona abitabile.”
Ora, è importante sottolineare alcune cose su questo.
Come ha notato Morton in un'e-mail a Universe Today, è importante rendersi conto che questa non è ancora una misurazione diretta del tasso di zona abitabile, 'ma è quello che classificherei come un'estrapolazione molto attenta del tasso di piccoli pianeti che abbiamo osservato in periodi più brevi intorno alle nane M.”
E come ci hanno confermato Ragozzine e Morton, tutti questi numeri si basano solo sui risultati di Keplero, e finora, mentre ci sono pianeti confermati intorno a nane M, non ce ne sono finora confermati nella zona abitabile.
'Non usano alcun risultato della velocità radiale (HARPS, ecc.)', ha detto Ragozzine. “In quanto tali, questi sono tutticandidatie non pianeti. Cioè, i numeri si basano sul presupposto che la maggior parte/tutti i candidati Keplero siano veri pianeti. Ci sono opinioni diverse su quale sarebbe il tasso di falsi positivi, specialmente per questo particolare sottoinsieme di stelle, ma non c'è dubbio che i numeri potrebbero diminuire perché alcuni di questi candidati si rivelano essere qualcos'altro oltre ai pianeti delle dimensioni della Terra HZ. '
È necessario considerare anche altri avvertimenti.
'Tutti devono stare attenti a cosa significa '100%', ha detto Ragozzine. “Ciò non significa che ogni nano M abbia un pianeta HZ delle dimensioni della Terra. Significa che, in media, c'è 1 pianeta di dimensioni HZ-Terra per ogni nano M. La differenza deriva dal fatto che queste piccole stelle tendono ad avere pianeti in confezioni da 3-5. Se, in media, il numero di pianeti per stella è uno e la tipica stella M ha 5 pianeti, allora solo il 20% delle stelle M ha sistemi planetari”.
Il punto è sottile ma importante. Ad esempio, se si desidera pianificare nuove missioni di telescopi per osservare questi pianeti, comprendere la loro distribuzione è fondamentale, ha affermato Ragozzine.
“Sono molto interessato a capire quali tipi di sistemi planetari ospitano questi pianeti poiché questo apre una serie di interessanti domande scientifiche. Discernere la loro frequenza e distribuzione sono entrambi preziosi”.
Inoltre, la nuova definizione della zona abitabile da Kopparapu et al. fa una grande differenza.
Come sottolinea Ragozzine:
'Questo sta davvero iniziando a sottolineare che la definizione di HZ si basa principalmente su argomenti teorici che sono difficili da giustificare rigorosamente', ha detto Ragozzine. 'Per esempio, un articolo recente è uscito mostrando che la pressione atmosferica fa una grande differenza, ma non c'è modo di stimare quale sarà la pressione su un mondo lontano. (Anche nei casi migliori, possiamo a malapena dire che l'intero pianeta non è una gigantesca atmosfera gonfia.) Il lavoro di Kopparapu e altri è chiaramente necessario e, da un punto di vista astrobiologico, non abbiamo altra scelta che usare il meglio teoria e ipotesi disponibili. Tuttavia, alcuni di noi sul campo stanno iniziando a diventare davvero diffidenti nei confronti della 'parola H' (come la chiama Mike Brown), chiedendosi se sia troppo speculativa. Per inciso, preferisco di gran lunga che questi mondi siano definiti potenzialmente abitabili, dal momento che è proprio quello che stiamo cercando di dire».
Tuttavia, Morten ha detto a Universe Today che sente che la più grande differenza nel loro lavoro è stata l'attenta estrapolazione da pianeti di breve periodo a periodi più lunghi. 'Questo è il motivo per cui otteniamo tassi di occorrenza per i pianeti più piccoli che sono due volte più grandi di Dressing o Kopparapu', ha detto via e-mail.
Pensa anche che la cosa più interessante nel loro articolo non sia solo il tasso di occorrenza complessivo o addirittura il tasso di occorrenza di HZ, ma il fatto che, per la prima volta, hanno identificato una struttura interessante nella distribuzione dei raggi degli esopianeti.
'Ad esempio, mostriamo che sembra che i pianeti di circa 1 raggio terrestre siano in realtà la dimensione più comune del pianeta attorno a queste stelle fredde', ha detto Morton. “Questo ha un senso intuitivo dati i corpi rocciosi nel nostro sistema solare: ci sono due pianeti delle dimensioni della Terra, il che lo rende anche la dimensione più comune di un piccolo pianeta nel nostro sistema! Inoltre, scopriamo che ci sono moltissimi pianeti intorno alle nane M che sono appena oltre la soglia di rilevamento degli attuali rilievi in transito a terra: ciò significa che, poiché vengono progettati strumenti e rilievi più sensibili, continueremo a trovare sempre di più di questi eccitanti pianeti!”
Ma Ragozzine ci ha detto che anche con tutti i suddetti avvertimenti, la cosa eccitante è che l'essenza principale di questi nuovi numeri probabilmente non cambierà molto.
'Nessuno si aspetta che la risposta sarà diversa per più di un fattore di pochi, ovvero il vero intervallo è quasi certamente tra il 30-300% e molto probabilmente tra il 70-130%', ha affermato Ragozzine. 'Poiché l'elenco dei candidati Kepler migliora in quantità (a causa di nuovi dati), purezza e uniformità, l'obiettivo principale sarà quello di giustificare queste affermazioni e di ridurre significativamente tale intervallo'.
Un altro aspetto divertente è che questo nuovo lavoro viene svolto dalla giovane generazione di astronomi, dottorandi e dottori di ricerca.
'Sono sicuro che questo gruppo e altri continueranno a produrre grandi cose... gli entusiasmanti risultati scientifici sono solo all'inizio!' disse Ragozzine.