Negli ultimi decenni, oltre 4.000 pianeti extrasolari sono stati confermati al di fuori del nostro Sistema Solare. Con così tanti pianeti disponibili per lo studio, gli astronomi hanno imparato molto sui tipi di pianeti che esistono là fuori e sul tipo di condizioni prevalenti. Ad esempio, sono stati in grado di avere un'idea migliore di quanto siano comuni i pianeti abitabili (almeno per i nostri standard).
A quanto pare, un numero sorprendentemente alto di pianeti potrebbe ospitare la vita. Questa è la conclusione raggiunta da un team di astronomi e scienziati planetari che condotto uno studio delle possibili dimensioni delle zone abitabili (HZ) in base alla classificazione stellare. Dopo aver considerato che molti pianeti potrebbero orbitare stabilmente al loro interno, sono giunti alla conclusione che le stelle senza giganti gassosi delle dimensioni di Giove possono avere fino a sette pianeti abitabili!
Questo studio è stato condotto da Stephen Kane, professore di astrobiologia dell'Università della California, Riverside (UC Riverside). È stato affiancato da ricercatori dell'UC Berkeley, dell'Università del Queensland meridionale, dell'Università delle Hawaii, della California Institute of Technology (Caltech), il Centro di elaborazione e analisi a infrarossi Caltech (IPAC), l'Istituto SETI Centro Carl Sagan per lo studio della vita nell'universo .
Tre dei pianeti TRAPPIST-1 – TRAPPIST-1e, f e g – abitano nella cosiddetta “zona abitabile” della loro stella. CreditoL NASA/JPL
Lo studio è stato ispirato dalla ricerca di Kane sul TRAPPISTA-1 sistema stellare, un vicino tipo M (nana rossa) con non meno di sette pianeti rocciosi (tre dei quali orbitano all'interno dell'HZ della stella). Questa scoperta, combinata con i numerosi pianeti rocciosi scoperti negli ultimi anni intorno alle stelle nane rosse vicine, ha portato gli astronomi a riflettere su quanti pianeti potenzialmente abitabili può ospitare una stella.
“Questo mi ha fatto interrogare sul numero massimo di pianeti abitabili che può avere una stella, e perché la nostra stella ne ha solo uno, come ha spiegato Kane in un Storia di notizie di UC Riverside . 'Non mi sembrava giusto!' Per il bene del loro studio, Kane e i suoi colleghi hanno creato un sistema modello in cui hanno tenuto conto di stelle di varie classificazioni spettrali e pianeti di varie dimensioni e orbite.
Le classificazioni stellari sono state una considerazione chiave poiché è noto che le stelle più grandi, più luminose e più calde (dette anche 'tipo precoce') hanno HZ più ampi, mentre le stelle più piccole e più fredde (come il nostro Sole e le nane rosse) ne hanno di molto più strette. Il loro modello incorporava anche un algoritmo che spiegava le forze gravitazionali coinvolte, che ha aiutato a testare come i pianeti avrebbero influenzato le orbite reciproche nel corso di milioni di anni.
Quello che hanno scoperto è che le stelle di 'tipo precoce' - O- o B-, e forse di tipo A - hanno maggiori probabilità di avere più pianeti in orbita all'interno dei loro HZ più ampi rispetto alle stelle di 'tipo tardo' - come G-, K - e tipo M. In effetti, hanno scoperto che è possibile per alcune stelle supportare fino a sette pianeti rocciosi all'interno dei loro HZ e che una stella come il nostro sole potrebbe potenzialmente supportare sei pianeti con acqua liquida.
Rappresentazione artistica della gamma di zone abitabili per diversi tipi di stelle. Credito: NASA/Missione Kepler/Dana Berry
Un fattore significativo qui è che i pianeti hanno orbite più circolari piuttosto che ellittiche o irregolari, il che consente orbite più stabili riducendo al minimo le possibilità di incontri ravvicinati o collisioni. Un altro requisito, come ha spiegato Kane, è che le stelle non abbiano un pianeta massiccio come Giove in orbita attorno ad esso:
“Più di sette, e i pianeti diventano troppo vicini l'uno all'altro e si destabilizzano a vicenda le orbite. [Giove] ha un grande effetto sull'abitabilità del nostro sistema solare perché è enorme e disturba altre orbite”.
Finora, gli astronomi hanno identificato solo una manciata di stelle che hanno più pianeti nei loro HZ. Una di queste stelle è Beta Canum Venaticorum (Beta CVn), che Kane e i suoi colleghi hanno identificato e utilizzato come esempio per il loro studio. Situata a 27,5 anni luce di distanza, questa stella di tipo G (simile al Sole) è considerata uno dei migliori candidati per trovare la vita extraterrestre.
Ad oggi, non sono stati rilevati esopianeti intorno a Beta CVn, ma Kane e i suoi colleghi vedono questo come una buona indicazione che la stella non ha pianeti delle dimensioni di Giove in orbita attorno ad essa. Pianeti così grandi che orbitano più lontano dalla stella sarebbero relativamente facili da rilevare poiché effettuavano transiti (metodo di transito), tramite Direct Imaging o per la loro influenza gravitazionale sulla stella (metodo della velocità radiale).
Questo lo rende un buon posto per indagini di follow-up per cercare più pianeti in orbita all'interno delle stelle HZ. Guardando al futuro, Kane e i suoi colleghi sperano anche di cercare altre stelle circondate interamente da pianeti più piccoli. Queste ricerche saranno aiutate dallo spiegamento di telescopi spaziali di prossima generazione, nonché da osservatori a terra che raccoglieranno la loro prima luce nei prossimi anni.
L'impressione dell'artista mostra il pianeta Proxima b in orbita attorno alla stella nana rossa Proxima Centauri, la stella più vicina al Sistema Solare. Credito: ESO/M. Kornmesser
Con l'ottica e la sensibilità migliorate che questi osservatori hanno da offrire, gli studi futuri trarranno vantaggio anche dalla creazione di nuovi modelli atmosferici per la chimica degli esopianeti. Ciò risulterà dalla capacità degli osservatori di raccogliere gli spettri direttamente dalla luce riflessa dalle atmosfere di questi pianeti, che riveleranno la loro composizione chimica e consentiranno agli scienziati di individuare eventuali biofirme.
Come ha detto Kane, questa ricerca non ci aiuterà a determinare se c'è vita là fuori da studiare, ma anche a capire come la Terra è diventata abitabile e come potrebbe cambiare lungo la strada:
“Sebbene sappiamo che la Terra è stata abitabile per la maggior parte della sua storia, rimangono molte domande su come queste condizioni favorevoli si siano evolute nel tempo e sui fattori specifici dietro tali cambiamenti. Misurando le proprietà degli esopianeti i cui percorsi evolutivi possono essere simili ai nostri, otteniamo un'anteprima del passato e del futuro di questo pianeta e di cosa dobbiamo fare per mantenerne l'abitabilità».
Lo studio è anche incoraggiante in quanto dimostra che sistemi come il nostro, con un solo pianeta abitabile in orbita attorno al nostro Sole, potrebbero effettivamente essere atipici. Simile agli studi che hanno suggerito che potrebbe esserci una classe di pianeti 'super-abitabili', potrebbero esserci anche sistemi super-abitabili. Questo non solo renderebbe la vita più facile da trovare, ma aumenta significativamente la probabilità di vita avanzata e intelligenza!
Lo studio, intitolato “ Imballaggio dinamico nella zona abitabile: il caso della beta CVn ”, apparso nel numero del 27 luglio diIl Giornale Astrofisico.
Ulteriori letture: UC Riverside , Il Giornale Astronomico