Il telescopio spaziale Kepler ha scoperto 20 nuovi esopianeti in orbita attorno a deboli stelline. Cinque di loro sono all'interno della zona abitabile. Cioè, dove può esserci acqua liquida e la vita stessa. Il team di Kepler lo ha annunciato in una riunione congiunta del Planetary Research Branch dell'American Astronomical Society e dell'European Planetary Congress.
Nuovi pianeti delle dimensioni della Terra, a volte un po 'più piccoli, a volte più grandi, come Nettuno (questi sono chiamati super-terre). Sono abbastanza adatti ad abitarci anche per noi, senza piegarsi per eccessiva attrazione e senza volare nello spazio per straordinaria leggerezza. Ruotano attorno a stelle molto piccole: nane arancioni e rosse di classe K e M. Queste stelle sono parassiti che impediscono agli scienziati di osservare qualcosa di significativo. Quindi, in ogni caso, Courtney Dressing, l'astronomo del Caltech che ha presentato la scoperta, li ha soprannominati.
Sono davvero onnipresenti: fino a tre quarti delle stelle nella Galassia sono nane rosse. Circa 250 sono vicini, entro 30 anni luce dal nostro Sole (che è enorme in confronto a loro, dieci volte di più). La stessa Courtney, giovane e carina, insiste che i pianeti abitabili vengano cercati vicino a stelle così deboli. Negli ultimi anni, questo è diventato quello che ora viene chiamato trend o mainstream.
Quindi, nane rosse. Stelle deboli, che sono meno del dieci percento della massa solare in massa e la loro temperatura della fotosfera è di 3500 Kelvin e inferiore, che è quasi la metà di quella del Sole. Tuttavia, ipoteticamente, possono vivere per altri trilioni di anni, il che va oltre l'orizzonte dell'immaginazione più violenta. L'intero universo è iniziato solo 13,8 miliardi di anni fa. Durante questo periodo, molte stelle sono nate e sono morte e le nane intendono esistere centinaia di volte più a lungo. Nessuno dei fisici si impegnerà a prevedere cosa accadrà al mondo per così tanto tempo, ma se tutto rimane "come prima", allora la vita nelle stelle di classe M può sorgere con un'alta probabilità. Se non già concepito.
Kepler-20f è un esopianeta in orbita attorno alla stella Kepler-20 nella costellazione della Lyra. Massa - 0,66 masse terrestri. L'orbita è la quarta dalla stella madre. Un anno sul pianeta dura 19 giorni terrestri
Foto: NASA / missione Kepler
Nella ricerca della vita aliena, le speranze dei terrestri si alternano alle delusioni. Nessuno scrive messaggi alla mente terrena dall'extraterrestre, da nessuna parte vediamo tracce chiare anche di organismi primitivi. Sperando in Marte - quasi fermato. Adesso speriamo in Europa, la luna di Giove. Ma soprattutto la speranza, ovviamente, è sugli esopianeti (pianeti che orbitano attorno a una stella che non è il Sole).
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Il primo esopianeta è stato scoperto dall'astronomo polacco Alexander Wolschan nel 1990. Ha calcolato che una delle stelle di neutroni ha due pianeti più grandi della Terra: uno 3,4 volte, l'altro 2,8. Da allora, molti pianeti sono stati scoperti vicino ad altre stelle, e oggi, insieme ai candidati (segnali non ancora confermati), se ne conoscono circa cinquemila.
Allora qual è la sensazione? Il fatto che diversi pianeti contemporaneamente si siano rivelati sia di dimensioni simili alla Terra che nella zona abitabile. Tali scoperte sono ancora rare, anche se si ha la sensazione che eccolo, sia iniziato. Ad esempio, in estate, un pianeta simile alla terra è stato trovato vicino alla stella più vicina a noi: la nana rossa Proxima Centauri. È stato calcolato dalle osservazioni dell'Osservatorio di La Silla in Cile.
Ma il telescopio Kepler rimane il principale fornitore di notizie sui mondi al di fuori del sistema solare. Perché ha recentemente iniziato a trovare così tanti pianeti e super-terre delle dimensioni della Terra? Roman Rafikov, professore di astrofisica presso l'Università di Cambridge (Regno Unito) e l'Institute for Advanced Study (Princeton, USA) ha risposto a questa domanda alla nostra rivista:
- Non direi che questa sia una tendenza recente. Keplero li ha aperti quasi dall'inizio della missione, e sono già cinque anni. È stato il primo, ovviamente, a trovare grandi pianeti come Giove, che danno il segnale più forte mentre attraversano il disco della stella. Il segnale di transito da un pianeta come la Terra è significativamente, una volta su 100, più debole, quindi, per tali eventi, è necessario tracciare molti transiti per poter raccogliere statistiche. Ci è voluto del tempo, ma fin dall'inizio della missione, Keplero ha prodotto pianeti come Nettuno e quelli vicini alla Terra.
Parte del sistema ottico del telescopio spaziale Kepler
Foto: NASA / missione Kepler
Le osservazioni di stelle con una massa inferiore al Sole sono buone perché durante il transito un piccolo pianeta copre una parte maggiore del disco della stella rispetto al transito di una stella come il Sole. Vale a dire, il calo relativo della luminosità della stella è un segnale durante il transito. Pertanto, è sempre più facile trovare anche piccoli pianeti lì. Ci sono progetti speciali, ad esempio MEarth, specializzati proprio in questi sistemi.
C'è vita lì? La domanda nella fase attuale della ricerca è divisa in due. Primo: è possibile in linea di principio? Secondo: siamo in grado di rilevarlo?
Cominciamo con il primo. La zona abitabile è un concetto piuttosto primitivo. È solo l'area intorno a una stella all'interno della quale l'acqua sulla superficie del pianeta può esistere in forma liquida. Non troppo vicino perché l'acqua si trasformi in vapore e non troppo lontano per congelare. C'è acqua - ci sono reazioni biochimiche nelle cellule. Abbiamo introdotto questo concetto per il semplice motivo che non abbiamo visto nessun'altra vita tranne quella terrena. Pertanto, stiamo cercando uno simile.
Le nane rosse sono stelle deboli e fredde. La loro zona abitabile è molto più vicina di quella del Sole. Se vivessimo lì, la Terra dovrebbe muoversi all'interno dell'orbita di Mercurio per ottenere abbastanza calore. E ci sarebbero stati problemi. La più ovvia è la radiazione: raggi X, potenti razzi. Solo l'atmosfera e, in caso di razzi, il campo magnetico possono proteggerlo.
Un altro problema è la gravità di un luminare vicino. Le sue forze di marea possono rallentare la rotazione del pianeta nello stesso modo in cui la Terra ha rallentato la Luna (motivo per cui il nostro satellite è sempre girato da una parte verso di noi). Allora ci sarebbe sempre stata una giornata calda da un lato del pianeta e una notte cosmica ghiacciata dall'altro. Tali condizioni, ovviamente, non contribuiscono all'emergere della vita, ma c'è un'opzione quando il pianeta entra in risonanza con la gravità della stella e ruota ancora, come è successo con Mercurio. Il terzo problema è il vento stellare: flussi di particelle cariche che fuoriescono da una nana rossa potrebbero semplicemente soffiare l'atmosfera nello spazio per miliardi di anni.
Il pianeta Proxima b ruota attorno alla stella di Proxima Centauri nella zona abitabile
Foto: ESA / Hubble e NASA
Esistono modelli per aggirare queste difficoltà. E poiché ci sono modelli, allora da qualche parte nella Galassia potrebbero essere realizzati. Soprattutto se si considera il numero di piccole stelle e pianeti attorno a loro (secondo stime moderne, ce ne sono dozzine, se non centinaia di miliardi).
Diciamo che c'è vita su uno di questi pianeti, che è simile in biochimica alla vita terrena. Quali sono i segni per trovarlo? La risposta è questa: prima prova la presenza di acqua liquida e un'atmosfera, quindi cerca biomarcatori, il primo dei quali è l'ossigeno libero. Il fatto è che l'ossigeno nell'atmosfera può apparire quasi esclusivamente come risultato della fotosintesi degli organismi viventi. Naturalmente anche i processi fisici e chimici lo creano, ma non in tali quantità. Affinché questo gas appaia da solo, devono essere soddisfatte diverse condizioni. In generale, se c'è ossigeno nell'atmosfera, le possibilità di abitabilità aumentano notevolmente. Finora non sono stati trovati pianeti di questo tipo. In linea di principio è possibile studiare le loro atmosfere? Quindi - con i telescopi terrestri e gli osservatori del vicino spazio?
"Qualcosa, si scopre, è già possibile ora", dice Roman Rafikov. - Ad esempio, il sistema TRAPPIST-1 recentemente scoperto contiene tre pianeti con una dimensione dell'ordine della Terra, che orbitano in orbite brevi - uno e mezzo e due giorni per due pianeti interni - attorno a una stella nana. La sua massa è dell'8% e il suo raggio è l'11% del solare, la luminosità è 2000 volte inferiore a quella del Sole. In questo caso la stella è a 40 anni luce da noi, molto vicina.
Recentemente, un team internazionale di ricercatori ha utilizzato il telescopio spaziale Hubble per studiare le atmosfere di questi pianeti utilizzando la spettroscopia di trasmissione. In questo metodo, le osservazioni vengono eseguite durante il transito: viene misurato l'assorbimento della luce stellare nell'atmosfera del pianeta a lunghezze d'onda corrispondenti agli elementi chimici in essa contenuti. Questa è un'osservazione molto difficile perché è coinvolta solo una piccola frazione dell'atmosfera all'estremità del pianeta. In questo caso, per amplificare il segnale, gli osservatori hanno aspettato che entrambi i pianeti interni - che si trovano nella zona abitabile - passassero contemporaneamente attraverso il disco della stella. Il loro segnale combinato è stato misurato. Bella idea.
Il risultato ha mostrato che questi pianeti non possono contenere atmosfere di idrogeno estese senza nuvole. Ma restano altre possibilità, ad esempio un'atmosfera fortemente nuvolosa come quella venusiana o un'atmosfera di vapore acqueo. Quindi, lo spazio per ulteriori ricerche su questo sistema planetario è enorme.
In futuro, il nuovo telescopio a infrarossi americano JWST (James Webb Space Telescope, dovrebbe essere operativo nel 2018) renderà tali osservazioni più o meno di routine.
Bene? Teniamo i pugni. Aspettiamo.
Specchi del telescopio spaziale JWST (James Webb Space Telescope)
Foto: NASA
