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Pianeti "terrestri" vicino a noi. "Solo" ... 40 anni luce

Un team internazionale di astronomi ha individuato tre pianeti in orbita intorno a una "fredda" stella nana distante 40 anni luce dalla Terra. Non proprio vicina soprattutto se comparata con il sistema di Alfa Centauri ma di sicuro "al di là della strada" se si pensa alle dimensioni della Via Lattea.
Oltre alla relativa vicinanza a noi l'elemento che ha destato più interesse nei ricercatori è la maggiore somiglianza con la Terra (da un punto di vista dimensionale e di temperatura teorica alla superficie) rispetto agli esopianeti finora scoperti.
Un dato da prendere con le molle però se pensiamo all'abbaglio che potrebbe prendere un ipotetico astronomo alieno dopo avere scoperto la presenza intorno al Sole di Venere: un pianeta molto simile come caratteristiche alla Terra (e che in un remoto passato ospitava anche oceani) che si è "condannato" a condizioni infernali a causa del massiccio effetto serra autoalimentato dall'evaporazione dell'oceano primordiale. Oggi su questo pianeta "terrestre" piove acido solforico, la temperatura media è di 380 °C e la pressione atmosferica è di 90 atmosfere ... .
Tuttavia, pur con tutte le cautele del caso, è lecito affermare che questi pianeti sono quanto di più "terrestre" sia stato scoperto finora nel marasma di esopianeti, catalogabili in gran parte come "super-Terre", "pianeti gioviani-caldi" o inferni incandescenti a causa della eccessiva vicinanza a stelle "calde".

La svolta è venuta con l'affinamento dei metodi di indagine che ha permesso di spostare "l'obbiettivo" verso stelle meno calde e più piccole come le nane rosse. Queste stelle, estremamente abbondanti nella nostra galassia, hanno un vantaggio intrinseco come potenziali incubatori di vita grazie alla lunghissima "vita" media (superiore in media al tempo trascorso dal Big Bang); stelle longeve e stabili da un punto di vista radiante creano un ambiente circostante molto più stabile nella cosiddetta zona di abitabilità (lo spazio orbitale in cui potrebbe esistere acqua allo stato liquido)
Nota. La vita media di una stella è inversamente proporzionale alla sua massa in quanto il "consumo di carburante" necessario per compensare l'enorme forza gravitazionale che altrimenti farebbe implodere la stella, è maggiore. Le stelle supermassicce hanno una vita media di poche decine di milioni di anni prima che il carburante si esaurisca ed il collasso dia luogo ad una supernova; perfino il nostro stabile Sole, una stella di massa media, si trasformerà in poco più di un miliardo di anni in una gigante rossa inglobando o "bruciando" (prima di trasformarsi in una longeva nana rossa) gran parte dei pianeti interni al sistema solare.
Diagramma Hertzsprung-Russell. Le nane rosse sono le stelle nella parte in basso a destra. Queste stelle possono continuare ad emettere luce in modo stabile per molti miliardi di anni a differenza delle stelle "blu" destinate ad un "vita" breve ma intensa che culmina con l'esplosione in una supernova. Notare la differenza di temperatura tra i due estremi (clicca QUI se l'ingrandimento dell'immagine non è sufficiente).
Maggiore è la vita di una stella e maggiori sono le probabilità che in uno dei pianeti interni (anche molto prossimi ad essa essendo più fredda) si siano verificate le condizioni di "innesco" della vita. Ovviamente studiare queste stelle è più complicato per due motivi. Innanzitutto la cosiddetta radiazione del corpo nero ci insegna che il picco spettrale emesso da corpi a 3 mila kelvin  è nell'infrarosso (quindi solo in parte visibile). Secondo motivo viene dalla difficoltà di evidenziare gli sbalzi minimi di luminosità conseguenti al passaggio di uno o più pianeti transitanti tra il nostro punto di osservazione e la stella.
Radiazione del corpo nero. Lo spettro elettromagnetico emesso è direttamente correlato alla temperatura dell'oggetto.

Una misurazione difficile ma non impossibile purché la stella non sia troppo distante da noi e si abbia la strumentazione adatta, come il telescopio robotizzato TRAPPIST (acronimo per Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) dotato di lente di 60 centimetri, di ideazione belga e posizionato in un osservatorio in Cile. E' proprio grazie a questo strumento che sono state studiate una sessantina di nane rosse site nella costellazione dell'acquario, tra cui la 2MASS J23062928-0502285 (nota ora TRAPPIST-1).
Confronto tra TRAPPIST-1 e il Sole (Image credit: ESO)
Dall'analisi della luce emessa da TRAPPIST-1 si è scoperto che, ad intervalli regolari, la luminosità subiva dei cali tali da fare ipotizzare l'esistenza di più oggetti in transito attraverso l'asse ipotetico che unisce il punto di emissione (la stella) al punto di rilevazione (la Terra). Ulteriori osservazioni mirate hanno permesso così di provare mediante calcoli l'esistenza di pianeti di dimensioni terrestri, alcuni dei quali talmente vicini alla stella da compiere l'orbita (l'anno planetario) in soli 2 giorni. Se un pianeta del genere si fosse trovato ad orbitare intorno al Sole sarebbe stato vaporizzato in brevissimo tempo; in questo caso, data la ridotta dimensione e attività radiante della stella, l'energia che raggiunge la superficie del pianeta è solo due-quattro volte maggiore di quelle che la Terra riceve dal Sole.
Sebbene tutti e tre i pianeti abbiano caratteristiche tali da fare ipotizzare una temperatura superficiale inferiore a 400 Kelvin (130 gradi centigradi), il più esterno (periodo orbitale pari a 73 giorni) è quello potenzialmente più interessante in quanto meno irradiato.
Nota. L'intensità radiante che colpisce il pianeta è solo uno dei fattori che determina la temperatura alla superficie. Tra questi, oltre alla distanza dalla stella e alla sua luminosità, la presenza e composizione atmosferica (a sua volta strettamente legata all'attività vulcanica) e l'albedo (quanta parte della luce incidente viene riflessa nello spazio). Bastano minime variazioni in alcuni di questi parametri per trasformare un pianeta in un forno a causa dell'effetto serra (Venere) o in un deserto freddo a causa della perdita di gran parte dell'atmosfera che avrebbe consentito un benefico serra (Marte).
Sebbene le distanze ci possano apparire molto (troppo da un punto di vista del sistema solare) vicine, è bene ricordare quanto scritto sopra e soprattutto tenere a mente che in effetti vi è una situazione molto simile nel nostro sistema. Giove è di fatto una stella mancata in quanto troppo piccola (ma nemmeno tanto) per riuscire ad accendersi e tra le lune (quasi-pianeti) che orbitano intorno ad esso vi è Europa (periodo orbitale di tre giorni), uno dei candidati insieme ad Encelado (luna di Saturno) per la presenza potenziale di forme di vita microbiche grazie alla presenza di acqua e di sorgenti energetiche sotterranee.
Il vero problema è forse nel fatto che data la vicinanza, i pianeti si potrebbero trovare in una posizione adatta perché la rotazione sul proprio asse sia sincrona con l'orbita intorno alla stella (orbita sincrona o tidal locking). Se questo fosse il caso si avrebbe una situazione simile alla Luna che mostra sempre la stessa faccia alla Terra (stessa cosa per il duo Caronte-Plutone) con la differenza che nel caso pianeta-stella, una faccia sarebbe costantemente illuminata (e verosimilmente molto calda) e l'altra immersa in una notte glaciale. La zona intermedia che potremmo definire "in perenne crepuscolo o alba" sarebbe forse l'unica "abitabile"; il condizionale è d'obbligo dato che la differenza di temperatura tra le due facce genererebbe venti immani che spazzerebbero la superficie facendo ghiacciare l'atmosfera nelle zone buie.

In un futuro magari lontano si potrà perfino pensare di inviare delle sonde in quella zona; al momento il più veloce oggetto lanciato nello spazio è la sonda New Horizons (--> missione Plutone) con i suoi 58 mila km/h (circa 0,01 % la velocità della luce).
Più prosaicamente dovremmo accontentarci delle informazioni che la nuova generazione di telescopi giganti orbitali (come il James Webb Telescope della NASA) che a partire dal 2018 fornirà i dati necessari per studiare la composizione atmosferica di questi pianeti, esplorando in primo luogo i segni spettrali della presenza di acqua, e chissà mai di marcatori associati ad attività biologica.

Di lavoro ne avranno a iosa gli astronomi se si pensa che circa il 15% delle stelle a noi vicine sono nane fredde.

Sullo stesso tema vedi articoli successivi --> "Pianeta intorno ad Alfa Centauri"

Fonti
- Scientists discover potentially habitable planets
  MIT, news
-  Three potentially habitable worlds found around nearby ultracool dwarf star
  University of Cambridge, news


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