Un’altra Terra e un altro Sole?

[Red Hanuman]

Un’altra Terra e un altro Sole?
Con cinque pianeti di grandezza paragonabile a quella della Terra, in orbita attorno a una stella formatasi quando l’Universo era ancora giovanissimo, il Sistema Solare di Kepler-444 socchiude la porta di un’ipotesi affascinante: la Via Lattea ha già conosciuto la vita
di Davide Coero Borga


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Il Sistema Solare di Kepler-444 in un’animazione a computer. Orbitano a una distanza inferiore a un quinto di quella percorsa da Mercurio attorno al nostro Sole.


Gli astrosismologi e i ricercatori dell’Università di Birmingham hanno guidato il team che ha scoperto un Sistema Solare con cinque pianeti di dimensioni simili a quelle della Terra, e che risale agli albori della formazione della Via Lattea, la galassia che abitiamo.


Il merito, diciamolo subito, è ancora una volta della missione NASA Kepler (di cui spesso abbiamo scritto su MediaINAF). Sulle colonne di The Astrophysical Journal è arrivata la notizia di una stella del tutto simile al nostro Sole – Kepler-444 – attorno a cui ruoterebbero cinque pianeti di dimensioni comprese fra Venere e Mercurio. Kepler-444 è una stella formatasi 11,2 miliardi di anni fa, al tempo in cui l’Universo aveva meno del 20% della sua età attuale. Di fatto, è il più antico Sistema Solare conosciuto a presentare caratteristiche tanto simili a quello che ben conosciamo: cinque pianeti di dimensione paragonabile a Terra.


«Questo sistema è estremamente peculiare anche dal punto di vista della compattezza», spiega Alessandro Sozzetti dell’INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, fra gli autori dell’articolo. «I cinque pianeti si trovano tutti su orbite di piccole dimensioni, meno di un quinto dell’orbita di Mercurio. Indice di una forte evoluzione dinamica del sistema, successiva alla sua formazione. Appena l’1% dei sistemi extrasolari individuati da Kepler ha caratteristiche simili a quelle di Kepler-444».


Il team di ricercatori si è avvalso delle conoscenze astrosismologiche maturate negli ultimi decenni: dalla frequenze delle oscillazioni naturali della stella, causate da onde sonore intrappolate in una cavità risonante situata al suo interno, è possibile calcolare raggio, massa e, soprattutto, età. Per l’individuazione dei pianeti invece si ricorre al metodo dei transiti, che causano oscuramenti più o meno estesi del disco stellare. L’affievolimento nell’intensità della luce ricevuta dalla stella consente agli scienziati di desumere la dimensione esatta dei pianeti partendo dalle specifiche della stella ospite.


Tiago Campante, in forze presso la School of Physics and Astronomy dell’Università di Birmingham, e primo autore dell’articolo spiega come questa scoperta apra a conseguenze molto importanti dal punto di vista della teoria della formazione dei sistemi planetari. «Adesso sappiamo che i pianeti di dimensioni simili a quelli della Terra si sono formati durante l’intera storia dell’Universo. 13,8 miliardi di anni: non sono pochi per escludere che la Galassia abbia già ospitato altre forme di vita nel suo passato»


C’è da tener conto del fatto che al momento in cui la Terra si è formata, i pianeti di questo antico Sistema Solare erano già più vecchi di quanto non lo sia il nostro pianeta oggi. Ma quel che è certo, è che la scoperta fatta dagli astrosismologi aggiunge elementi utili a fissare un inizio ai processi di formazione planetaria.


Secondo il professor Bill Chaplin, anch’egli dell’Università di Birmingham e leader del gruppo che nell’ambito della missione Kepler si è occupato delle stelle di tipo solare, «la scoperta di pianeti extrasolari in orbita attorno a stelle simili alla nostra, ci spinge a continuare la ricerca di pianeti simili alla Terra nel vicinato del nostro Sistema Solare».


«Questo eccezionale risultato consolida le potenzialità dell’astrosismologia nella determinazione dei parametri fisici delle stelle», sottolinea Ennio Poretti dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, che abbiamo raggiunto per un commento. «Come ha dimostrato il caso di Kepler-444, la precisa determinazione di massa e raggio delle stelle ospiti hanno una immediata ricaduta sulla conoscenza degli stessi parametri dei pianeti. La missione ESA PLATO 2.0 è basata su questo connubio maturato negli anni proprio tramite le missioni CoRoT e Kepler. Ma ancor più significativo è l’uso dell’astrosismologia per rivelare quel dato che le stelle ostinatamente tendono a nascondere, la loro età».

Articolo originale QUI (http://www.media.inaf.it/2015/01/27/unaltra-terra-e-un-altro-sole/).

[Enrico Corsaro]

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Con piacere vi ricopio la notizia uscita oggi in moltissimi giornali di informazione scientifica, che vede la pubblicazione di un lavoro ad opera di un mio collega, nonchè amico, Dott. Tiago Campante, dell'Università di Birmingham, anch'egli coinvolto nello studio dei dati del satellite NASA Kepler, ma relativamente al settore di ricerca di pianeti extrasolari orbitanti intorno a stelle di tipo solare.

Il suo lavoro, insieme ad altri collaboratori, vede la scoperta di un antichissimo sistema solare caratterizzato da una stella formatasi circa 11 miliardi di anni fa, Kepler-444, e con ben 5 pianeti di piccole dimensioni (paragonabili a quelle terrestri) orbitanti attorno ad essa, con alta probabilità di carattere roccioso.

Una delle maggiori implicazioni di questa scoperta, in realtà già effettuata circa due anni fa ma che solo adesso ha trovato la strada finale della sua pubblicazione su un giornale peer-review, è che i sistemi extrasolari si sono formati anche già agli albori del nostro Universo e della nostra Galassia, aprendo così la possibilità alla esistenza di vita extraterrestre molto antica e, possibilmente, avanzata.

Lo studio è stato eseguito sfruttando le oscillazioni di tipo solare osservabili nella stella che ospita i pianeti, così da poter ricavare tramite l'asterosismologia i valori diretti di massa e raggio della stella, e di conseguenza dei pianeti stessi.

Trovare il link diretto alla news su Media INAF QUI (http://www.media.inaf.it/2015/01/27/unaltra-terra-e-un-altro-sole/), mentre per i più curiosi l'articolo su arXiv in formato elettronico gratuito è reperibile QUI (http://arxiv.org/abs/1501.06227).

[Red Hanuman]

Enrico C., visto che ti ho preceduto di poco, ho unito le due discussioni qui... ;)

[Enrico Corsaro]

Sorry Red Hanuman, non avevo visto... comunque repetita iuvant no? :razz:
Se qualcuno ha domande in merito, visto che è molto legato al mio campo di ricerca, sarò felice di rispondere per come posso.

[Rop]

Ciao è un po' di giorni che "osservo" questo interessante sistema ho aperto una discussione "al bar" ma mai come questa!


La cosa interessante a mio parere è impressionante la velocità di rivoluzione dei 5 pianeti dai 5 ai 7 giorni ...

Quindi questa sarebbe la fine del nostro sistema solare tra 11 miliardi di anni?

Saluti

[Enrico Corsaro]

Ciao Rob, si in un certo senso questo e' uno dei motivi principali per cui il sistema ha destato interesse. E' infatti fondamentale trovare sistemi del genere per poter studiare l'evoluzione del nostro sistema e capire di più sulla formazione della vita e su quali siano le condizioni ottimali per la sua esistenza.

[Rop]

Innanzitutto grazie per la risposta! Poi sinceramente avrei 1000 domande ma attualmente l'emozione mi manda in disordine i pensieri e mi accorgo di sapere così poco! Se mi è permessa un'altra domanda ... E spero di non sparare castronerie ... Però vedi sopra quindi eventualmente chiedo scusa in anticipo

Perché proprio questo? Mi sembra (a occhio non esperto) che vi siano anche altri sistemi più o meno delle stesse caratteristiche kepler 275 e 445 per dirne 2 cosa cambia il tipo di stella? So che per te possono sembrare domande ovvie ma purtroppo tutte le informazioni che trovo sono spesso in inglese che per me purtroppo è un po' ostico :(

Grazie ancora!

Ora vado a riordinare i pensieri

[Salvatore]

Ciao,
ho trovato questo articolo veramente interessante.
Vi porgo una domanda,potrebbe essere anche un po stupida pero lo faccio lo stesso.
Si e' detto che la stella abbia molte caratteristiche del nostro Sole,ma se l'eta di Kepler-444 e' piu di 11 miliardi di anni dovrebbe essere nello stadio di super/gigante?
Se fosse cosi alcuni dei pianeti piu interni potrebbero essere gia stati distrutti dallestessa stella.

[Enrico Corsaro]

Per @Salvatore (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=2417), in realtà la stella in questione è si antica ma al contempo è una stella di piccole dimensioni e massa, che giace ancora in una fase di sequenza principale e anzi è meno evoluta del nostro Sole (quindi non parliamo di gigante qui ma anzi di stella nana, così come viene classificata). Teniamo presente che in fisica stellare, l'evoluzione degli astri e i tempi di questa evoluzione dipendono da diversi fattori, primo fra tutti la massa della stella in questione. Più una stella è massiva, più evolve rapidamente e pertanto più velocemente muore.

Il caso di questo sistema vede una delle stelle con più piccola densità conosciute da un punto di vista delle oscillazioni stellari (anzi la meno densa nota fino ad oggi). Si tratta di una stella con una massa di 0.7 masse solari e un raggio di circa 3/4 di quello del Sole. I pianeti che ruotano intorno a Kepler 444 è vero che orbitano in periodi molto brevi ma per le leggi di Keplero e per la dimensioni ridotte dell'astro, sono periodi possibili.

Questa stella è inoltre più fredda del Sole (quasi 1000 gradi Kelvin in meno), il che suggerisce che la sua zona abitabile è certamente più vicina alla stella di quanto non lo sia per il nostro Sole.

Per @Rob (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=2904). L'altro caso di Kepler 275 vede un astro piuttosto diverso, più caldo del Sole e più grande e massivo, che certamente va incontro ad una evoluzione molto più rapida. Se ti interessano più dettagli in merito in caso fammi sapere ;).

[Rop]

Grazie ancora ne approfitto della tua gentilezza per chiederti un paio di cose, le altre mille domande ritengo siano risolvibili con una buona ricerca su internet ... Non voglio tediare con domande sciocche

1 domanda:
più che domanda è un mio personale ragionamento che mi piacerebbe sapere se corretto o meno ed eventualmente se c'è altro in più

Ovviamente i nostri tempi tecnici e gli strumenti a nostra disposizione ci permenttono di osservare solo esopianeti relativamente grandi (rapporto stella/pianeta) e con rivoluzioni abbastanza veloci da poter essere viste, se un esopianeta è grosso ma con rivoluzione lenta (esempio 100/200 anni o più) difficilmente si percepirà la sua presenza, a parte gli appuntamenti mancanti di quelli più piccoli, per cui esiste una discriminante che fa puntare gli strumenti su una stella piuttosto che un'altra, personalmente penso che si guardi prima il tipo/età della stella

2 domanda:

Esiste un sito internet in cui è possibile ammirare dal vivo questi fenomeni?

[Salvatore]

Grazie per la risposta Enrico,

Quindi stiamo parlando di una stella che è ancora nella sua fase principale.Il mio ragionamento si basava sulla vita della Nostra stella.Maci sono in gioco molti aspetti che decidono il destino di una stella,tra cui appunto la massa.

[Enrico Corsaro]

Comincio col dire che nessuna domanda è di per sè sciocca se fatta con buoni propositi ;) quindi non preoccuparti. Vedo di rispondere a seguire.



1 domanda:
più che domanda è un mio personale ragionamento che mi piacerebbe sapere se corretto o meno ed eventualmente se c'è altro in più

Ovviamente i nostri tempi tecnici e gli strumenti a nostra disposizione ci permenttono di osservare solo esopianeti relativamente grandi (rapporto stella/pianeta) e con rivoluzioni abbastanza veloci da poter essere viste, se un esopianeta è grosso ma con rivoluzione lenta (esempio 100/200 anni o più) difficilmente si percepirà la sua presenza, a parte gli appuntamenti mancanti di quelli più piccoli, per cui esiste una discriminante che fa puntare gli strumenti su una stella piuttosto che un'altra, personalmente penso che si guardi prima il tipo/età della stella

In realtà non è proprio così. Con gli strumenti attuali siamo in grado adesso di trovare pianeti delle dimensioni della Terra (o anche inferiori) soprattutto quando la stella che li ospita è una stella che presenta cosiddette oscillazioni, le quali vengono studiate tramite una scienza nota come astrosismologia.
Nel caso dei periodi di rivoluzione ciò che dici è corretto, pianeti con periodi di anche decine di anni sono fuori portata per noi, a meno che non ci siano condizioni molto particolari di transiti. Questo è dovuto al fatto che al più siamo riusciti ad osservare per periodi consecutivi di 4 anni ad alta precisione. In futuro con la missione ESA PLATO la situazione migliorerà ulteriormente ed in modo sensibile. Siamo dunque adesso nell'era dei pianeti Earth-like così definiti, cioè simili alla terra.
Riguardo alle stelle da osservare, purtroppo spesso non sappiamo cosa le stelle rivelino e quindi bisogna osservarle per scoprirlo. In linea di massima comunque si cercano stelle di tipo solare, quindi con temperature intorno ai 5500 K e masse vicine a quella solare (al massimo intorno alle 2 masse solari).
Ad esempio con il satellite NASA Kepler abbiamo diverse migliaia di stelle del genere, trovate in un singolo campo di vista osservato per più di 4 anni, riuscendo così a scoprire circa 2000 nuovi esopianeti.



2 domanda:

Esiste un sito internet in cui è possibile ammirare dal vivo questi fenomeni?
Non sono sicuro cosa tu intenda dire "dal vivo", ma posso dirti che esistono cataloghi online dove tutti i sistemi extrasolari scoperti vengono descritti e archiviati, reperibile QUI (http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/) e dal sito della NASA dedicato a Kepler (http://kepler.nasa.gov/Mission/discoveries/).

@Salvatore (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=2417), esattamente così, per la maggior parte è la massa che determina il come è il quando di una stella :).

[Rop]

... cut ...
soprattutto quando la stella che li ospita è una stella che presenta cosiddette oscillazioni, le quali vengono studiate tramite una scienza nota come astrosismologia.


Questa me l'ero persa grazie


... cut ...
Non sono sicuro cosa tu intenda dire "dal vivo", ma posso dirti che esistono cataloghi online dove tutti i sistemi extrasolari scoperti vengono descritti e archiviati,
...cut...


ho trovato in internet che nel 2012 :shock::shock: l'osservatorio di Roma faceva una serata in cui mostrava alcuni passaggi di esopianeti e relativa conferenza in merito però era il 2012

Ovviamente Roma è decisamente lontana per me (VA) potrei vedere se L'osservatorio di Varese o Tradate fanno queste serate ma non mi sembra ... Per cui (mio pensiero) magari esiste un sito tipo skylive(non mi sembra facciano questo tipo di osservazioni) ad-hoc ... cercare info sul web è abbastanza deludente, ovvio che una bella conferenza sull'argomento sarebbe il massimo, molte volte alcuni collegamenti non si fanno o si resta nel dubbio come il mio post sopra

Come software utilizzo exoplanet app su ipad ... a mio parere ben fatta e molto immediata considerando che si può anche scaricare gratuitamente

Grazie ancora

[Enrico Corsaro]

Ovviamente Roma è decisamente lontana per me (VA) potrei vedere se L'osservatorio di Varese o Tradate fanno queste serate ma non mi sembra ... Per cui (mio pensiero) magari esiste un sito tipo skylive(non mi sembra facciano questo tipo di osservazioni) ad-hoc ... cercare info sul web è abbastanza deludente, ovvio che una bella conferenza sull'argomento sarebbe il massimo, molte volte alcuni collegamenti non si fanno o si resta nel dubbio come il mio post sopra

Come software utilizzo exoplanet app su ipad ... a mio parere ben fatta e molto immediata considerando che si può anche scaricare gratuitamente

Grazie ancora

OK capisco cosa intendi dire...bè per questi pianeti non ci sono visioni dal vivo perchè i dati che utilizziamo vengono da satelliti spaziali e sono processati prima di poter essere usati..inoltre determinare la presenza di un pianeta è un processo lungo, che richiede analisi elaborate e di alta precisione...per intenderci, non è come nel bel caso del transito di Venere sul Sole. Qui si parla di variazioni in luminosità dell'ordine di una parte su un milione, impossibili da vedere con qualunque strumento da terra sostanzialmente.

Riguardo alla app, consigliatissima, ce l'ho anche io ed è molto ben fatta, fai bene ad averla!

[Rop]

OK capisco cosa intendi dire...bè per questi pianeti non ci sono visioni dal vivo perchè i dati che utilizziamo vengono da satelliti spaziali e sono processati prima di poter essere usati..inoltre determinare la presenza di un pianeta è un processo lungo, che richiede analisi elaborate e di alta precisione...per intenderci, non è come nel bel caso del transito di Venere sul Sole. Qui si parla di variazioni in luminosità dell'ordine di una parte su un milione, impossibili da vedere con qualunque strumento da terra sostanzialmente.


Grazie ancora

Sapevo delle variazioni infinitesimali ma la locandina diceva espressamente "osservazioni di pianeti extrasolari in diretta" e mi sono fatto fuorviare da questa dicitura!! :sad:
In compenso mi sembra discovery o NG abbia fatto un documentario su questo argomento che ovviamente ho visto!!

[Enrico Corsaro]

Grazie ancora

Sapevo delle variazioni infinitesimali ma la locandina diceva espressamente "osservazioni di pianeti extrasolari in diretta" e mi sono fatto fuorviare da questa dicitura!! :sad:
In compenso mi sembra discovery o NG abbia fatto un documentario su questo argomento che ovviamente ho visto!!

Ci sono casi di transiti di pianeti extrasolari visibili con telescopi da terra, certamente, e sono stati anche i primi ad essere scoperti. Però si tratta praticamente di pianeti giganti, tipo gioviano o nettuniano, sono molti meno di quelli scoperti dai satelliti spaziali ovviamente, e quindi sono meno interessanti da un punto di vista di ricerca delle condizioni di abitabilità, ma non per questo meno importanti certamente!

[Rop]

e quindi sono meno interessanti da un punto di vista di ricerca delle condizioni di abitabilità, ma non per questo meno importanti certamente!

Ecco a questo punto mi sono sempre fatto una domanda, la zona abitabile logicamente varia da stella a stella ne ho notate anche a 0,5AU quindi zone in cui è possibile trovare acqua liquida sulla superficie però non potrebbe esserci un pianeta con effetto serra elevatissimo, o altri fattori, per cui si dovrebbe aumentare la zona abitabile? O ci sono altri fattori(diciamo che wikipedia l'ho letta tutta) Poi abitabile per noi perché altre forme di vita ci insegnano che possono sopravvivere in condizioni estreme tardigradi, batteri, ma anche forme di vita più complesse come zecche, granchio hasselhoff... Oppure è studiata tenendo conto anche di queste evenienze?

Grazie

[Enrico Corsaro]

In realtà il problema è molto più complesso di quanto vogliano far credere. Molti planetologi odierni hanno poca esperienza di fisica stellare (è diventata ormai quasi una moda fare planetologia) e l'idea generale che mi sono fatto è che manchino nozioni fondamentali per attestare l'abitabilità di un pianeta.

Partiamo dal presupposto che si è interessati ad una abitabilità per esseri umani come noi, quindi anche se giustamente fai presente che altri organismi sulla Terra possono vivere in condizioni per noi estreme, non è il tipo di abitabilità di cui si parla. Abitabilità nasce appunto in riferimento a noi.

Il fattore primario (o meglio uno dei fattori) per l'abitabilità è certamente la temperatura che si può oramai stimare in modo abbastanza realistico in base alla temperatura della stella e alla distanza del pianeta da essa. Tuttavia, allo stato attuale non sappiamo quali siano le condizioni atmosferiche della maggior parte dei pianeti scoperti. Il perchè è semplice: studiare l'atmosfera di un pianeta richiede misure cosiddette spettroscopiche, che nella maggior parte dei casi non riusciamo ancora ad avere poichè i pianeti sono molto molto poco luminosi e distanti da noi. Ne verremo comunque a capo e da li potremo capire se ci sono in gioco altri effetti come quello serra, o di glaciazione.

Un altro fattore è il cosiddetto ciclo dell'anidride carbonica, o ciclo CO2, che è importante per creare le condizioni di riciclo e del trasporto dell'acqua, delle pioggie e dell'irrigazione dei terreni. Anche in questo caso sono necessarie misure spettroscopiche per capire se la CO2 è presente nell'atmosfera planetaria.

Un ultimo aspetto molto importante, che purtroppo spesso viene tralasciato, è quello del campo magnetico. Sappiamo che per la nostra Terra l'effetto di scudo del campo magnetico, abbinato all'intensità di quello Solare, è essenziale per permettere la vita...altrimenti moriremmo completamente bruciati dalle radiazioni. Questo problema non viene spesso tenuto in considerazione perchè studiare il campo magnetico e la sua topologia (vale a dire la sua configurazione e forma sviluppata dalla stella e anche dal pianeta) è assai complesso e richiede studi molto dettagliati e misure di polarimetria che ancor meno di quelle spettroscopiche sono semplici da effettuare su soggetti così distanti. Quindi i problemi qui sono due essenzialmente: 1) Se la stella ha un campo magnetico troppo intenso e 2) Se il pianeta ha una magnetosfera abbastanza solida da schermare tutte le radiazioni nocive. In riferimento al nostro sistema solare, sappiamo che ci sono pianeti privi di magnetosfera o con una magnetosfera molto debole, e sappiamo anche che ci sono stelle con forti campi magnetici...il bilancio è assai complesso.

Purtroppo per l'ultimo aspetto ci sono grossi problemi e quello che più frastorna è che molti planetologi dimenticano anche di pensarci. Per fortuna comunque ci sono buoni fisici stellari che puntano i forconi e tengono un pò più alto il livello di indagine :biggrin:.