La nostra stessa esistenza ci fornisce una pietra di paragone per misurare l’abitabilità degli esopianeti: la Terra. Per quanto ne sappiamo al momento, la vita come la conosciamo si è evoluta solo su questo minuscolo puntino azzurro, in orbita attorno a una stella solitaria nel mezzo di un braccio a spirale di una galassia altrimenti insignificante.
La maggior parte delle stelle nella Via Lattea, tuttavia, non sono come il Sole, fino all’85% delle stelle può avere almeno un compagno bloccato in orbita reciproca (quindi è bello che il Sole abbia noi a fargli compagnia).
Questo, naturalmente, complica la ricerca della vita, poiché la potenziale abitabilità è più facile da valutare attorno alle stelle singole. Le stelle binarie vivono complicate interazioni gravitazionali e le radiazioni stellari intense possono rovinare le cose per eventuali microscopiche forme di vita che tentano di emergere dalla melma primordiale.
La complicata instabilità dei sistemi stellari binari
Alcuni anni fa, l’astrofisico Siegfried Eggl, ora dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign e dell’Università di Washington, ha ideato un quadro analitico per determinare le zone abitabili per le stelle binarie, date queste ulteriori complicazioni.
Ora, lui ed i suoi colleghi Nikolaos Georgakarakos e Ian Dobbs-Dixon della New York University di Abu Dhabi, negli Emirati Arabi Uniti – hanno applicato questo quadro a noti sistemi stellari binari che ospitano esopianeti giganti, in un nuovo tentativo di ricerca di potenziale abitabilità.
“Abbiamo utilizzato i dati raccolti dalla sonda Kepler come la massa delle stelle, quanto sono luminose le stelle, la posizione di un pianeta gigante e altri parametri per creare una metodologia per identificare i sistemi con due soli che possono ospitare pianeti abitabili simili alla Terra“, ha spiegato Eggl.
I nove sistemi studiati dal team sono stati tutti identificati dalla missione Kepler: Kepler-16 , Kepler-34, Kepler-35, Kepler-38, Kepler-64, Kepler-413, Kepler-453, Kepler-1647 e Kepler-1661. Questi sistemi sono stati tutti analizzati dal team utilizzando equazioni, piuttosto che simulazioni, che richiedono molto più tempo.
“È un metodo analitico che non richiede quasi alcuno sforzo computazionale“, ha detto Eggl.
“Ci sono alcune parti che utilizzano modelli numerici per fornire informazioni, come il modo in cui l’atmosfera interagisce con diverse quantità e spettri di luce solare. È davvero difficile da capire analiticamente, quindi abbiamo utilizzato modelli atmosferici precalcolati per questo”.
“Il vantaggio del nostro approccio è che chiunque può prendere le nostre equazioni e applicarle ad altri sistemi per determinare dove cercare al meglio mondi simili alla Terra“.
Dei nove sistemi stellari binari esaminati, due sono stati identificati come particolarmente pericolosi. Kepler-16 e Kepler-1647 ospitano pianeti giganti posizionati troppo male per creare una zona abitabile stabile, una regione in cui gli esopianeti non sono così vicini alla stella da far evaporare l’acqua di superficie, e non così lontano da congelare completamente.
Kepler-16 ha una zona abitabile più piccola a causa delle perturbazioni gravitazionali del compagno binario. In entrambi i sistemi, il pianeta gigante rende l’intera zona abitabile dinamicamente instabile.
Tuttavia, cinque dei sistemi stellari binari potrebbero effettivamente avere mondi abitabili: Kepler-34, Kepler-35, Kepler-38, Kepler-64 e Kepler-413, con Kepler-38 particolarmente promettente.
Anche così, le condizioni per l’abitabilità su qualsiasi pianeta con due soli richiedono un complicato bilanciamento delle interazioni gravitazionali e delle emissioni stellari.
“Se un pianeta si avvicina troppo ai suoi soli, i suoi oceani potrebbero evaporare. Se il pianeta è troppo lontano, o addirittura espulso da un sistema, l’acqua sulla sua superficie alla fine si congelerà, così come l’atmosfera stessa, come la CO 2 che si forma”, ha spiegato Eggl.
“Una volta confermato che un pianeta potenzialmente abitabile si trova su un’orbita stabile, possiamo procedere a indagare la quantità di radiazione che riceve dalle due stelle nel tempo. Modellando l’evoluzione delle stelle e delle orbite planetarie possiamo stimare la quantità o la radiazione effettiva il pianeta riceve“.
Sappiamo, grazie al telescopio orbitale Kepler, che nei sistemi stellari binari, anche con le complicate interazioni gravitazionali delle due stelle, possono formarsi esopianeti. Il lavoro del team mostra che quegli esopianeti (o almeno alcuni) potrebbero essere abitabili.
Quando si cercano esopianeti che potrebbero ospitare la vita, un’osservazione ampia è desiderabile, ma è inutile perdere tempo con quei sistemi stellari binari che sappiamo essere inospitali. Questa nuova scoperta potrebbe aiutare a definire i parametri per il lavoro futuro nella ricerca della vita al di fuori della nostra piccola tasca di spazio.
La ricerca è stata pubblicata su Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
