Nella loro ricerca di vita extraterrestre, gli scienziati stanno iniziando a cercare mondi che ruotano attorno alle stelle, come la nostra Terra, attorno al Sole. Dopotutto, il calore costante che la palla gialla luminosa nel cielo ci dà e ha reso possibile la vita sulla Terra.
Ma mentre gli astronomi continuano a scoprire migliaia di pianeti, si rendono conto che se (o quando) troviamo segni di vita extraterrestre, è altamente probabile che questi alieni orbiteranno attorno a una stella molto diversa dal nostro Sole. Sarà più rosso, più freddo, più piccolo e più leggero della nostra stella. Così, nella ricerca della vita extraterrestre, molti astronomi volgono lo sguardo a stelle così piccole note come nane rosse o nane M.
Per cominciare, vale la pena notare che agli astronomi non è mai importato molto degli M-nani. Dopo la scoperta del primo pianeta al di fuori del sistema solare nel 1995, gli scienziati hanno iniziato la caccia alle vere controparti della Terra: pianeti rocciosi simili al nostro che ruotano attorno a stelle simili al nostro Sole. La ricerca di tali sistemi ha guidato gli astronomi per gran parte degli anni 2000, afferma l'astronomo Phil Muarhead della Boston University.
Poi gli astronomi si sono resi conto che potrebbe essere tecnicamente più facile cercare pianeti attorno a M-nane. Trovare un altro pianeta è difficile e gli astronomi si affidano a due metodi principali. In primo luogo, cercano la diminuzione della luminosità della stella che si verifica quando un pianeta gli passa di fronte. In secondo luogo, gli astronomi misurano una piccola oscillazione in una stella, causata dalla leggera attrazione gravitazionale di un altro pianeta. Entrambi questi metodi funzionano alla grande con un pianeta in orbita attorno a una nana M. Inoltre, ruota più spesso, il che aumenta le possibilità di rilevamento.
Gli M-nani hanno ricevuto un notevole impulso grazie al telescopio spaziale Kepler, lanciato nel 2008. Scrutando in una piccola macchia di cielo, il telescopio cerca improvvisi blackout nelle stelle che si verificano quando i pianeti passano davanti a loro. Così, il telescopio ha scoperto più di mille pianeti. "Keplero ha cambiato tutto", dice Muarhed.
Poiché i sistemi M-nani sono più facili da rilevare, molti dei pianeti nelle loro orbite sono stati scoperti attraverso effetti di selezione. Ma, come sottolinea giustamente Muarhed, Keplero è anche progettato per cercare pianeti delle dimensioni della Terra in orbita attorno a stelle simili al sole. Solo ora i numeri suggeriscono ancora che dobbiamo cercare la vita sui pianeti vicino a M-nani.
"Preferiresti trovare un pianeta potenzialmente abitabile vicino a una nana M piuttosto che vicino a una stella simile al sole", afferma l'astronomo Courtney Dressing di Harvard.
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Ha analizzato quanti pianeti delle dimensioni della Terra, cioè con un raggio da uno a metà della Terra, ruotano attorno a M-nane in una zona potenzialmente abitabile (la zona di Riccioli d'oro, la regione intorno a una stella in cui può esistere acqua liquida sulla superficie del pianeta). Secondo i suoi ultimi calcoli, una stella su quattro M ha un simile pianeta.
Questo è superiore alla stima stimata per pianeti simili alla Terra in orbita attorno ad analoghi del sole, dice lo scienziato. Un'analisi dell'astronomo Eric Pettigura dell'Università della California, Berkeley, ha mostrato che meno del 10% delle stelle simili al sole ha pianeti con un raggio di uno o due terrestri.
Gli M-nani hanno un'altra proprietà importante. Sono le stelle più abbondanti nella galassia, rappresentando circa il 75% delle centinaia di miliardi di stelle nella Via Lattea. Se la stima di Dressing è corretta, la nostra galassia potrebbe avere circa 100 miliardi di pianeti simili alla Terra in orbita nella zona potenzialmente abitabile delle stelle di tipo M.
Si noti che queste stime hanno molte limitazioni. Dipendono da cosa si intende per zona potenzialmente abitabile, e questa non è ancora molto ben definita. Di norma, la zona abitabile è quella in cui non è né troppo calda né troppo fredda e può esserci acqua liquida. Ma ci sono anche molte riserve su quanto bene l'atmosfera del pianeta possa trattenere l'acqua (Venere, semmai, si trova anche in una zona potenzialmente abitabile).
Con stime più generali che estendono la zona potenzialmente abitabile, le cifre di Pettiguere per pianeti simili alla Terra in stelle simili al sole potrebbero raggiungere il 22% o più. Ma anche i numeri di Dressing potrebbero aumentare.
Inizialmente, gli astronomi erano scettici riguardo alle nane M, perché non pensavano che una stella del genere potesse avere un pianeta abitabile. Da un lato, i nani M sono più attivi, specialmente durante il primo miliardo di anni della loro vita. Possono bombardare il pianeta con letali radiazioni ultraviolette. Possono emettere potenti bagliori stellari che privano il pianeta della sua atmosfera.
E poiché l'orbita del pianeta si troverà vicino alla Nana M, la gravità della stella può cambiare la rotazione del pianeta attorno al suo asse. Se un tale pianeta fosse bloccato dalle maree, ci sarebbe un giorno eterno da un lato del pianeta e una notte eterna dall'altro. La parte chiara del pianeta verrà arrostita, mentre la parte scura si congelerà completamente, non è l'ambiente più ospitale per la vita.
Vita extraterrestre
Nessuna di queste domande è stata completamente risolta e alcuni astronomi non le considerano affatto problemi seri. Ad esempio, Eomawa Shields dell'Università della California, Los Angeles. Ad esempio, l'abitabilità può dipendere da tipi specifici e dalla frequenza dei focolai, che non sono ancora ben compresi. I modelli al computer hanno anche dimostrato che l'atmosfera può ridistribuire il calore, impedendo il congelamento del lato oscuro del pianeta.
Per alcuni aspetti, il pianeta attorno al M-nano potrebbe essere ancora più ospitale di quanto sembrasse. Un pianeta abitato deve contenere molta acqua e ghiaccio e Shields ha analizzato il modo in cui la luce stellare di una nana M interagisce con l'atmosfera e la superficie ghiacciata di un tale pianeta. La nana M produce più radiazioni infrarosse di una stella simile al sole, e poiché l'atmosfera e il ghiaccio di un pianeta in orbita assorbono bene la luce infrarossa, il pianeta non si congelerà rapidamente come una stella simile al sole. E anche se si congela, si scongelerà rapidamente.
Questo tipo di clima stabile può dare a una vita fiorente più tempo per svilupparsi senza disturbi come il raffreddamento o il riscaldamento rapidi. Tuttavia, Shields aggiunge che il pianeta ghiacciato non deve essere scomodo per la vita. La Terra, dopotutto, potrebbe aver attraversato il periodo della Palla di neve oltre 600 milioni di anni fa.
Mentre alcuni astronomi continuano a osservare le nane M, altri vogliono ancora studiare stelle simili al sole. Attualmente, i ricercatori si rivolgono sempre più allo studio dei sistemi di tipo M. La missione di Kepler sta volgendo al termine, ma gli astronomi attendono il Transitin Exoplanet Survey Satellite, che inizierà nel 2017. TESS cercherà pianeti attorno a stelle luminose, comprese molte nane M.
Il James Webb Space Telescope, il successore della causa Hubble, che sarà lanciato nel 2018, potrebbe persino analizzare le atmosfere di tali pianeti. Tuttavia, secondo Muarhed, questo telescopio sarà in grado di colpire solo i nani M; saranno necessarie nuove missioni per mirare a stelle simili al sole.
Alla fine, poiché le risorse diventano sempre più scarse, gli astronomi dovranno scegliere tra concentrarsi su M-nane e stelle simili al sole. La soluzione dipenderà da ciò che troveranno nei prossimi anni. Gli astronomi sono fiduciosi che troveranno un pianeta potenzialmente abitabile, qualunque cosa accada.
Per quanto riguarda la vita, questa domanda è più complicata. "Non so quando accadrà, ma vorrei che accadesse prima o poi, e sono sicuro che accadrà", dice Shields. "L'unica domanda è se e quando ci saranno finanziamenti".
