Metà delle stelle simili al sole della Via Lattea potrebbero ospitare pianeti simili alla Terra

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Quasi 4.300 esopianeti sono stati scoperti dagli astronomi ed è abbastanza ovvio ora che la nostra galassia ne è piena. Ma lo scopo della ricerca di questi nuovi mondi è più di un semplice esercizio di collezionismo di francobolli: è trovarne uno che possa ospitare la vita, che si tratti di futuri umani che hanno trovato un modo per percorrere quelle distanze o di vita extraterrestre che si è fatta una casa già per sé. La migliore opportunità per trovare qualcosa del genere è trovare un pianeta che assomigli alla Terra.

E quale modo migliore per cercare la Terra 2.0 che cercare intorno a stelle simili al sole? Una nuova analisi dei dati sugli esopianeti raccolti dal telescopio spaziale Kepler della NASA, che ha operato dal 2009 al 2018, ha fornito alcune nuove previsioni su quante stelle nella Via Lattea che sono paragonabili al Sole per temperatura ed età potrebbero essere orbitato da un pianeta roccioso, potenzialmente abitabile come la Terra. Quando applicato alle stime correnti di 4,1 miliardi stelle simili al sole nella galassia, il loro modello suggerisce che ci siano al minimo 300 milioni con almeno un pianeta abitabile.

La media del modello, tuttavia, postula che una stella su due simile al sole potrebbe avere un pianeta abitabile, facendo aumentare quella cifra a oltre 2 miliardi. Previsioni ancora meno prudenti suggeriscono che potrebbero essere oltre 3,6 miliardi.

Il nuovo studio non è stato ancora sottoposto a revisione paritaria, ma lo sarà presto e dovrebbe essere pubblicato sull'Astronomical Journal.

Questo sembra essere uno studio molto attento e affronta questioni davvero spinose sull'estrapolazione dal catalogo di Kepler, afferma Adam Frank, fisico e astronomo dell'Università di Rochester, che non è stato coinvolto nello studio. L'obiettivo è ottenere una stima completa, affidabile e accurata del numero medio di pianeti potenzialmente abitabili attorno alle stelle. Sembra che abbiano fatto una buona corsa in questo.

Gli scienziati hanno fatto diversi tentativi in ​​passato per utilizzare i dati di Kepler per calcolare quante stelle simili al sole nella galassia hanno esopianeti potenzialmente abitabili nella loro orbita. Ma questi studi hanno fornito risposte che variavano da meno dell'1% a più del 100% (cioè, più pianeti attorno a queste stelle). È un riflesso di quanto sia stato difficile lavorare con questi dati, afferma Steve Bryson dell'Ames Research Center della NASA in California, che ha guidato il nuovo lavoro.

Due problemi principali hanno creato questa grande finestra: dati incompleti e la necessità di eliminare i falsi rilevamenti dal set di dati di Kepler.

Il nuovo studio affronta entrambi questi problemi. È il primo del suo genere a utilizzare l'intero set di dati dell'esopianeta Kepler (più di 4.000 rilevamenti da 150.000 stelle), ma utilizza anche i dati stellari di Gaia, la missione dell'Agenzia spaziale europea per la mappatura ogni stella della Via Lattea . Tutto ciò ha contribuito a rendere le stime finali più accurate, con minori incertezze. E questo dopo che gli scienziati hanno passato anni ad analizzare il catalogo di Kepler per eliminare gli elementi oscuranti e assicurarsi che siano rimasti solo veri esopianeti. Armati dei dati di Keplero e Gaia, Bryson e il suo team sono stati in grado di determinare il tasso di formazione di stelle simili al Sole nella galassia, il numero di stelle che potrebbero avere pianeti rocciosi (con raggio da 0,5 a 1,5 volte quello terrestre) e il probabilità che quei pianeti sarebbero abitabili.

Jacob Haqq Misra, un ricercatore presso il Blue Marble Space Institute of Science che non ha lavorato al nuovo studio, ritiene che il nuovo approccio sia un 'miglioramento significativo rispetto ad altri tentativi di caratterizzare il tasso di occorrenza dei pianeti della zona abitabile'.

In media, Bryson e il suo team prevedono che dal 37 al 60% delle stelle simili al sole nella Via Lattea dovrebbero ospitare almeno un pianeta potenzialmente abitabile. Ottimisticamente, la cifra potrebbe raggiungere l'88%. I calcoli prudenti riducono questa cifra al 7% delle stelle simili al sole nella galassia (quindi 300 milioni) e sulla base di quel numero, il team prevede che ci siano quattro stelle simili al sole con pianeti abitabili entro 30 anni luce della Terra.

Uno degli obiettivi originali della missione Kepler era calcolare esattamente questo numero, afferma Bryson. Abbiamo sempre avuto intenzione di farlo.

L'abitabilità ha a che fare con le possibilità che un pianeta abbia temperature abbastanza moderato da consentire la presenza di acqua liquida in superficie (poiché l'acqua è essenziale per la vita come la conosciamo). La maggior parte degli studi lo scopre misurando la distanza di un esopianeta dalla sua stella ospite e se la sua orbita non è troppo vicina o troppo lontana, la cosiddetta zona di Riccioli d'oro.

Secondo Bryson, la distanza orbitale è una metrica utile quando si esamina una stella specifica. Ma quando guardi molte stelle, mostreranno tutte luminosità diverse che forniscono diverse quantità di calore agli oggetti circostanti, il che significa che le loro zone abitabili varieranno. Il team ha invece scelto di pensare all'abitabilità in termini di volume di luce che colpisce la superficie di un esopianeta, che il documento chiama flusso di instellazione.

Attraverso i dati sulla luminosità stellare, stiamo misurando la vera temperatura del pianeta, indipendentemente dal fatto che si trovi o meno nella zona abitabile, per tutti i pianeti attorno a tutte le stelle nel nostro campione, afferma Bryson. Non ottieni lo stesso tipo di dati affidabili sulla temperatura lavorando con le distanze, dice.

Sebbene Bryson affermi che le incertezze di questo studio sono inferiori a quelle degli sforzi precedenti, sono comunque piuttosto grandi. Ciò è principalmente dovuto al fatto che il team sta lavorando con un campione così piccolo di esopianeti rocciosi scoperti. Keplero ha identificato oltre 2.800 esopianeti , solo alcune delle quali orbitano attorno a stelle simili al sole. Non è un numero ideale da utilizzare per prevedere l'esistenza di centinaia di milioni di altri nella galassia. Avere così poche osservazioni, limita ciò che puoi dire su quale sia la verità, dice Bryson.

Infine, il nuovo studio presuppone un modello semplice per questi esopianeti che potrebbe discostarsi notevolmente dalle condizioni del mondo reale (alcune di queste stelle possono formare sistemi stellari binari con altre stelle, per esempio). Inserire più variabili nel modello aiuterebbe a dipingere un'immagine più accurata, ma ciò richiede dati più precisi che in realtà non abbiamo ancora.

Ma sono studi come questi che potrebbero aiutarci ad acquisire quei dati. Lo scopo principale di Kepler era aiutare gli scienziati a capire quali tipi di oggetti interstellari dovrebbero dedicare più risorse allo studio per trovare la vita extraterrestre, specialmente con i telescopi spaziali il cui tempo di osservazione è limitato. Questi sono gli strumenti (come quelli della NASA Telescopio spaziale James Webb e le ESA telescopio PLATO ) che potrebbe determinare se un esopianeta potenzialmente abitabile ha un'atmosfera o ospita un potenziale firme biologiche e studi come questo possono aiutare gli ingegneri a progettare telescopi più adatti a questi compiti. Haqq Misra aggiunge che i risultati potrebbero rafforzare il supporto per concetti di missione come LUVOIR , HabEx , OST , e VITA —Tutti i quali sfruttano diversi tipi di strumenti per studiare l'abitabilità degli esopianeti in modi diversi.

Quasi ogni stella simile al sole nella galassia ha un pianeta dove potrebbe formarsi la vita, dice Frank. L'umanità si pone questa domanda da oltre 2.500 anni e ora non solo conosciamo la risposta, ma stiamo affinando la nostra conoscenza di quella risposta. Questo documento ci dice che ci sono molti pianeti là fuori nel posto giusto per la formazione della vita.

Questo post è stato aggiornato con ulteriori commenti di Jacob Haqq Misra

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