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La ricerca di pianeti abitabili

Da secoli, ci domandiamo se siamo soli nell’Universo. Oggi, grazie alla scoperta di centinaia di esopianeti che orbitano attorno ad altre stelle possiamo iniziare a dare delle risposte. La domanda è: Esistono altre Terre? Sono comuni? Ospitano qualche forma di vita? Continua a leggere La ricerca di pianeti abitabili

HD 97658b, una super-Terra identificata con la tecnica della spettroscopia

Gli studi effettuati sul nostro Sistema Solare non ci permettono di arrivare a conclusioni certe in merito alle caratteristiche che esso può avere in comune, o meno, con gli altri sistemi planetari. Tuttavia, da quando la NASA nel 2009 ha messo in orbita il satellite Kepler, le cose stanno cambiando e oggi abbiamo una lista di oltre 4.000 esopianeti nella lista dei candidati. Si tratta di una prima indagine che ha lo scopo di rispondere ad una serie di domande aperte come, ad esempio, la seguente: sono più comuni i pianeti giganti e gassosi come Giove o Saturno oppure sono più rari i pianeti tipo terrestre?

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Il futuro della spettroscopia per lo studio delle atmosfere planetarie

La scoperta di nuovi esopianeti ha il potenziale di offrire all’umanità un impatto mediatico sempre più importante mai come prima nella storia dell’astronomia. L’obiettivo primario rimane comunque la ricerca della vita oltre la Terra.  Continua a leggere Il futuro della spettroscopia per lo studio delle atmosfere planetarie

Dalle nane rosse gli indizi sulla formazione dei pianeti

A color-composite image from the Sloan Digital Sky Survey showing a large number of red dwarfs (all the red point sources). Credit: Sloan Digital Sky Survey

La maggior parte delle stelle presenti nella Via Lattea sono note come nane rosse, corpi celesti freddi, di piccole dimensioni, che possono essere osservati solo con i telescopi. Esse rappresentano una maggioranza “silenziosa”, una popolazione stellare storicamente considerata non rappresentativa e perciò poco studiata. Nonostante siano distribuite ovunque, le nane rosse sono molto deboli e ciò li rende difficili da osservare. Oggi, però, l’astrofisico Andrew West della Boston University è convinto che lo studio delle nane rosse potrà fornirci preziosi indizi non solo su come hanno origine tutte le stelle ma potrà darci delle indicazioni sulla formazione stessa dei pianeti. Infatti, dato che queste stelle sono molto comuni nell’Universo, è molto probabile che attorno ad esse orbitano pianeti un fatto che sta aprendo una nuova strada verso la ricerca di mondi alieni potenzialmente abitabili.

NSF: Red dwarf stars tell us how planets form

 

La Via Lattea potrebbe ospitare 100 milioni di mondi potenzialmente abitabili

A new computation method to examine planets orbiting other stars suggests the Milky Way galaxy may house 100 million other places that could support complex life. Credit: Planetary Habitability Laboratory, University of Puerto Rico at Arecibo

E’ quanto emerge da uno studio recente condotto da un gruppo di astronomi i cui risultati sono stati pubblicati sul giornale online Challenges. Nel loro articolo, essi in affermano che potrebbero esistere almeno 100 milioni di mondi alieni nella Via Lattea potenzialmente abitabili. Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo metodo di calcolo per esaminare i dati dei pianeti extrasolari in orbita attorno alle rispettive stelle che fornisce una prima stima quantitativa del numero di quei corpi celesti che potrebbero ospitare la vita a livello microbico.

Cornell University: Milky Way may bear 100 million life-giving planets

Challenges: Assessing the Possibility of Biological Complexity on Other Worlds, with an Estimate of the Occurrence of Complex Life in the Milky Way Galaxy

La scoperta di Kepler-186f conferma l’esistenza di pianeti terrestri nella zona abitabile

The artist’s concept depicts Kepler-186f, the first validated Earth-size planet orbiting a distant star in the habitable zone—a range of distances from a star where liquid water might pool on the surface of an orbiting planet. The discovery of Kepler-186f confirms that Earth-size planets exist in the habitable zone of other stars and signals a significant step closer to finding a world similar to Earth. The artistic concept of Kepler-186f is the result of scientists and artists collaborating to help imagine the appearance of these distant worlds. Credit: Danielle Futselaar
Nonostante la recente scoperta di un pianeta extraterrestre delle dimensioni della Terra abbia fatto il giro del web, siamo ancora lontani dall’affermare che possa essere potenzialmente abitabile e perciò ospitare qualche forma di vita intelligente.

Denominato con la sigla Kepler-186f, si tratta del primo corpo celeste in orbita attorno ad una stella nana rossa ad una distanza ideale, nota come zona abitabile, dove l’acqua potrebbe esistere allo stato liquido, una condizione necessaria per lo sviluppo di qualche forma di vita, sia essa primitiva o complessa, almeno come noi la conosciamo. Inoltre, dobbiamo ammettere che potremo non essere in grado di saperlo poichè il pianeta non solo è distante dalla Terra, trovandosi a circa 500 anni-luce, ma risulta estremamente debole per effettuare delle eventuali “osservazioni dirette”. Non sappiamo di certo se la sua superficie sia rocciosa, nè se esista una atmosfera o di cosa sia fatta o se c’è in definitiva acqua sulla superficie.

Oggi, con l’attuale tecnologia non siamo ancora in grado di analizzare lo spettro dell’atmosfera di un esopianeta e non siamo nemmeno vicini a realizzare queste misure estremamente complesse. Forse dovremo aspettare la prossima generazione di telescopi spaziali, diciamo tra 10 o 20 anni. Nel frattempo qui sulla Terra si prepara ad entrare in funzione NESSI, cioè New Mexico Exoplanet Spectroscopic Survey Instrument, che avrà lo scopo di “assaggiare”, per così dire, gli esopianeti fornendo preziosi indizi sulla loro composizione chimica.

Insomma, stiamo parlando del primo corpo celeste delle dimensioni dei pianeti terrestri che si trova proprio nella zona abitabile ma è anche vero che le cose potrebbero cambiare presto. La ricerca di un pianeta che possa ospitare forme di vita intelligenti rimane ancora un obiettivo molto lontano, pura ricerca accademica, poichè non esiste un sistema solare alieno che si trovi abbastanza vicino da permettere una sorta di viaggio spaziale all’umanità, a meno che non avremo inventato tra qualche decina di anni i viaggi nel tempo. Viaggiando ad una velocità prossima a quella della luce, per raggiungere Kepler-186f  e fare ritorno a terra occorrerebbero più di 1000 anni.

NASA: NASA's Kepler Discovers First Earth-Size Planet In The 'Habitable Zone' of Another Star
AFP: Quest for extraterrestrial life not over: experts say
Gemini Observatory: FIRST POTENTIALLY HABITABLE EARTH-SIZED PLANET CONFIRMED BY GEMINI AND KECK OBSERVATORIES
Digital press-kit: Kepler-186f: The First Earth-size Habitable Zone Planet of Another Star
Video: Animation depicting Kepler-186f, the first validated Earth-size planet orbiting a distant star in the habitable zone

Dalle stelle ‘morenti’ probabili indizi sulla vita extraterrestre

È quanto emerge da uno studio recente in base al quale anche le stelle che si trovano nella fase finale della loro evoluzione potrebbero ancora ospitare dei pianeti sui quali la vita, se esiste, dovrebbe essere rivelata con le future osservazioni spaziali entro i prossimi dieci anni. Queste considerazioni incoraggianti derivano da una serie di studi sui pianeti di tipo terrestre che orbitano attorno alle nane bianche. I ricercatori hanno concluso che si potrebbe rivelare l’ossigeno presente nelle atmosfere planetarie molto più facilmente rispetto al caso dei pianeti che orbitano, invece, attorno alle stelle di tipo solare.

“Nella ricerca di segnali biologici di tipo extraterrestre, le prime stelle che dovremmo studiare sono le nane bianche”, spiega Avi Loeb del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) e direttore dell’Institute for Theory and Computation. Quando una stella come il Sole termina il suo ciclo vitale, spazza nel mezzo interstellare i suoi strati più esterni lasciandosi dietro un nucleo denso, caldo e collassato che viene chiamato nana bianca. Queste stelle morenti hanno le dimensioni della Terra. La stella si raffredda lentamente e si indebolisce nel corso tempo anche se può trattenere ancora a lungo del calore residuo per riscaldare, per così dire, un pianeta vicino anche per miliardi di anni. Dato che una nana bianca è molto più piccola e più debole del Sole, un pianeta dovrebbe trovarsi molto vicino alla stella affinchè l’acqua si trovi sulla superficie allo stato liquido e perciò il pianeta sia abitabile. Inoltre, questo pianeta dovrebbe orbitare attorno alla stella una volta ogni 10 ore e trovarsi ad una distanza di circa 1,5 milioni di chilometri. Prima che la stella diventi una nana bianca, essa passa attraverso la fase di gigante rossa inglobando e distruggendo qualsiasi pianeta che si trovi vicino al suo raggio d’azione. Di conseguenza, un pianeta potrebbe arrivare nella zona abitabile (post) dopo che la stella sia evoluta nella fase di nana bianca. Questo pianeta potrebbe comunque formarsi nuovamente dall’accrescimento di polveri e gas, cioè sarebbe un pianeta di ‘seconda generazione’, oppure potrebbe migrare verso l’interno dalle regioni più distanti. Insomma, se esistono pianeti nella zona abitabile delle nane bianche dovremmo prima o poi trovarli. L’abbondanza di elementi pesanti sulla superficie delle nane bianche implica che una frazione significativa di queste stelle collassate possiede pianeti rocciosi. Loeb e il suo collega Dan Maoz dell’Università di Tel Aviv stimano che una survey delle 500 nane bianche più vicine potrebbe darci alcuni indizi sulla presenza di una o più terre abitabili. Il miglior metodo per rivelare questi pianeti consiste nella ricerca del transito quando la luce di una stella si indebolisce nel momento in cui un pianeta passa davanti al disco stellare. Dato che una nana bianca ha circa le dimensioni della Terra, un pianeta di tipo terrestre dovrebbe bloccare una maggiore frazione di luce e produrre così un segnale caratteristico della sua presenza. Ancora più importante è il fatto che gli astronomi sono in grado di studiare le atmosfere dei pianeti che transitano davanti al disco della propria stella. Quando la luce della nana bianca brilla attraverso l’anello di luce che circonda il disco planetario, l’atmosfera assorbe parte della radiazione. Durante questo momento della fase del transito si producono delle ‘impronte chimiche’ da cui è possibile capire se l’atmosfera contiene vapore acqueo o addirittura ‘segni di vita’ dati dalla presenza di ossigeno. Sulla Terra, l’atmosfera viene continuamente rifornita di ossigeno attraverso la fotosintesi dovuta alle piante. Se un giorno tutte le forme di vita cessassero di esistere sulla Terra, la nostra atmosfera diventerebbe rapidamente priva di ossigeno che si dissolverebbe negli oceani e ossiderebbe la superficie terrestre. Il telescopio spaziale James Webb (JWST), che sarà lanciato in orbita entro la fine di questo decennio, promette di essere un buon strumento per rivelare la presenza di gas nelle atmosfere di questi mondi alieni. Loeb e Maoz hanno simulato uno spettro sintetico sulla base di ciò che JWST potrebbe vedere analizzando l’atmosfera di un pianeta extrasolare che orbita attorno ad una nana bianca. I dati suggeriscono che sia l’ossigeno che il vapore acqueo potrebbero essere rivelati con sole poche ore di osservazione. Ma un altro studio recente mostra che il pianeta abitabile più vicino è molto probabile che si trovi ad orbitare attorno ad una nana rossa. Infatti, secondo Courtney Dressing e David Charbonneau del Dipartimento di Astronomia di Harvard dato che la nana rossa, nonostante sia più piccola e più debole del Sole, è molto più brillante e più grande di una nana bianca, il suo alone di luce potrebbe sovrastare il debole segnale dell’atmosfera di un pianeta che orbita attorno alla stella. Il telescopio spaziale JWST sarebbe perciò costretto ad osservare centinaia di ore di transito e sperare di catturare la composizione chimica dell’atmosfera planetaria. Comunque sia, Loeb rimane convinto che il pianeta più vicino e per il quale possiamo essere in grado di verificare l’esistenza di vita si troverà attorno ad una nana bianca.

Harvard University: Future Evidence for Extraterrestrial Life Might Come from Dying Stars

arXiv: Detecting bio-markers in habitable-zone earths transiting white dwarfs

Dalle stelle giovani nuovi indizi per la ricerca di esopianeti

La ricerca di mondi alieni attorno ad altre stelle sta mostrando come i pianeti extrasolari siano presenti numerosi nella Via Lattea e ciò permette agli astronomi di avere diverse indicazioni su come condurre le osservazioni per scoprire nuovi esopianeti .

Evgenya Shkolnik, un astronomo presso l’osservatorio Lowell, e il suo gruppo di ricerca hanno pubblicato un articolo nel quale forniscono una serie di metodi per dare la caccia ai pianeti di altre stelle. Esaminando nuovi dati e quelli già esistenti sia sulle stelle che sulle nane brune, che hanno una età inferiore a 300 milioni di anni, gli autori hanno individuato 144 sistemi stellari, di cui 20 sono candidati molto interessanti. Questa lista dei candidati viene monitorata con una campagna di osservazioni denominata Gemini’s NICI Planet-Finding Campaign e con la survey Planets Around Low-Mass Stars (PALMS) survey, guidate da Michael Liu astronomo presso l’Istituto di Astronomia dell’Università delle Hawaii. Analizzando gli spettri e i moti delle stelle, Shkolnik ei suoi collaboratori sono stati in grado di derivare l’età di ogni singola stella. Dal momento che stelle di piccola massa sono piccole e deboli, esse possono essere considerate dei buoni candidati dove si spera si possano rivelare i pianeti. Non solo, ma le stelle giovani rendono ancora più semplice l’obiettivo della ricerca in quanto ci si aspetta che i pianeti siano in formazione e perciò sono ancora caldi e luminosi. Per ricavare questa lista di candidati, i ricercatori hanno passato al setaccio, per così dire, i dati di circa 8700 stelle che sono distribuite in un raggio di 100 anni-luce rispetto al Sole. Dunque, dal momento che stelle di piccola massa sono quelle più comuni, ci aspettiamo che la maggior parte dei pianeti si trovino in questi sistemi stellari. L’individuazione delle versioni giovani di queste stelle risulta di fondamentale importanza per capire il censimento galattico dei pianeti extrasolari. “Queste stelle giovani ci indicano la via. E se esisteranno pianeti di tipo Giove quasi sicuramente li troveremo“, conclude Shkolnik.

[Press release: Lowell astronomer, collaborators point the way for exoplanet search]

arXiv: Identifying the young low-mass stars within 25 pc. II. Distances, kinematics and group membership