Astronomia

Venere avrebbe effetti significativi sulla Terra se la sua orbita fosse interamente all'interno della zona abitabile?

Venere avrebbe effetti significativi sulla Terra se la sua orbita fosse interamente all'interno della zona abitabile?

Se Venere fosse interamente all'interno della zona abitabile, o zona vitale, la sua vicinanza alla Terra provocherebbe cambiamenti notevoli sulla Terra?


Ci sono diversi scenari: sarebbe possibile un binario Terra-Venere, o complanare progrado o inclinato fino a retrogrado su orbite risonanti o non risonanti, ellittiche o quasi circolari.

Un'opzione potrebbe essere uno scenario co-orbitale, descritto più dettagliatamente qui. Quest'ultimo consentirebbe alla Terra e a Venere di rimanere entrambe nella zona abitabile. Ma gli effetti per la Terra potrebbero essere molto notevoli in alcuni casi: le stagioni cambierebbero nel tempo, poiché l'eccentricità dell'orbita terrestre cambierebbe. Se la Terra e Venere seguissero un'orbita a ferro di cavallo, otterremmo variazioni nella lunghezza di un anno.

I sistemi co-orbitali possono diventare instabili a causa della gravità di altri pianeti.

A lungo termine le forze di marea possono portare a una collisione dei due pianeti in orbita.


Cambiamenti sulla Terra:

A parte possibili maree e possibili eclissi, se fosse abbastanza vicino, no.

Cambiamenti sull'orbita terrestre:

Venere stabilirebbe una qualche risonanza con l'orbita terrestre, se fosse abbastanza vicina o in uno dei punti esatti possibili. Questo non avrà un impatto importante se non sulla durata dell'anno e sull'illuminazione del Sole sulla Terra.


La "zona di Venere" restringe la ricerca di pianeti abitabili

Una rappresentazione artistica dell'esopianeta Gliese 832c rispetto alla Terra. Il grande pianeta potrebbe essere simile alla Terra, oppure potrebbe avere un'atmosfera densa e una relazione più stretta con Venere. Credito: PHL, Università di Porto Rico, Arecibo

Molto prima che iniziasse la caccia per trovare sosia della Terra intorno ad altre stelle, un pianeta del Sistema Solare era già stato nominato gemello della Terra. Con le sue dimensioni e massa simili, Venere misura molto vicino alla Terra, con una differenza importante ma significativa. La sua atmosfera densa rende le temperature del pianeta abbastanza calde da sciogliere il piombo, e quindi sicuramente troppo calde per sostenere la vita.

Al fine di eliminare i pianeti simili a Venere da quelli che sarebbero stati più abitabili, diversi scienziati, tra cui lo scienziato planetario Stephen Kane della San Francisco State University, hanno proposto l'istituzione di una "zona di Venere" attorno alle stelle, una regione in cui l'atmosfera potrebbe essere consumato da un effetto serra incontrollato che surriscalda i suoi pianeti.

"Stiamo specificamente cercando di chiarire che le dimensioni non sono un'indicazione di abitabilità", ha detto Kane a Astrobiology Magazine.

In altre parole, solo perché un pianeta ha all'incirca le dimensioni della Terra, invece di, diciamo, Giove, non garantisce che le condizioni siano giuste per l'evoluzione della vita.

Definizione della zona di Venere

La regione intorno a una stella in cui può formarsi acqua liquida su un pianeta è nota come zona abitabile. Ma solo perché l'acqua può formarsi non significa che lo faccia. Scoprire le condizioni su un pianeta spesso richiede osservazioni di follow-up alle scoperte che lo hanno individuato per primo, ma le limitazioni sul tempo di osservazione e sull'attrezzatura significano dare la priorità a quali pianeti dovrebbero essere i primi ad essere studiati in modo approfondito.

"Lo scopo principale della zona abitabile è la selezione del bersaglio", ha detto Kane.

Kane è presidente del gruppo di lavoro Habitable Zone della NASA Kepler Telescope, che cerca di utilizzare tutti i dati disponibili dalla missione Kepler della NASA, insieme a eventuali osservazioni di follow-up, per fornire l'elenco più solido di pianeti abitabili scoperti dal telescopio. L'obiettivo è capire meglio quanto siano comuni i pianeti delle dimensioni della Terra nelle zone abitabili di altre stelle. Ad oggi, il telescopio ha identificato più di 4.100 candidati planetari.

La zona di Venere servirebbe allo stesso modo come strumento di selezione del bersaglio. Gli scienziati che sperano di trovare il prossimo pianeta simile alla Terra eseguono ricerche di follow-up sui candidati planetari nella zona abitabile, l'istituzione di una zona di Venere restringerebbe il limite interno della potenziale abitabilità.

Nonostante siano di dimensioni simili, la Terra (metà destra) e Venere (metà sinistra) hanno condizioni superficiali diverse, un fatto che ha implicazioni nella ricerca di un esopianeta simile alla Terra. Credito: NASA/JPL-Caltech/Ames

Un pianeta all'interno della zona di Venere può formare un oceano ad un certo punto della sua storia. Come la Terra, si pensava che Venere contenesse acqua sulla sua superficie fino a circa un miliardo di anni fa, a quel punto perdeva il suo liquido.

Kane e il suo team hanno etichettato il punto in cui un pianeta perderebbe i suoi oceani a causa dell'energia della sua stella come il bordo esterno della zona di Venere e il confine interno della zona abitabile. La perdita di acqua liquida inibirebbe il ciclo del carbonio di un pianeta, consentendone l'accumulo nell'atmosfera. L'aumento dei livelli di carbonio darebbe il via a un effetto serra incontrollabile che riscalderebbe il pianeta.

L'effetto serra incontrollato per un pianeta può essere evitato se subisce una significativa perdita atmosferica. Quando l'atmosfera fugge nello spazio, impedisce al carbonio di accumularsi e di surriscaldare il pianeta. Questa perdita di atmosfera stabilisce il confine interno della zona di Venere.

Kane ha presentato la sua ricerca al meeting di gennaio dell'American Astronomical Society a Seattle, Washington. Il lavoro è stato pubblicato anche sulla rivista scientifica, Lettere per riviste astrofisiche.

La maggior parte dei nuovi candidati planetari scoperti negli ultimi anni proviene dal telescopio Kepler della NASA. Studiare le atmosfere planetarie, tuttavia, continua a essere una sfida, che richiede telescopi avanzati e il giusto tipo di stelle, una situazione che potrebbe cambiare in futuro.

"Al momento, ci mancano abbastanza pianeti attorno a stelle luminose e ci mancano le risorse", ha detto Kane. "Risorse significa James Webb."

Previsto per il lancio nel 2018, il James Webb Space Telescope sarà in grado di cercare e studiare i pianeti intorno a stelle lontane. Allo stesso tempo, il Transiting Exoplanet Survey Satellite, o TESS, mapperà gli esopianeti attorno alle stelle più luminose del cielo dopo il suo lancio nel 2017.

Questo grafico mostra la posizione della "zona di Venere", l'area intorno a una stella in cui è probabile che i pianeti abbiano un'atmosfera più simile a Venere che alla Terra. Credito: Chester Harman, Pennsylvania State University

"James Webb combinato con TESS cambierà davvero il gioco", ha detto Kane.

Poiché TESS cerca i pianeti in transito, i pianeti che vengono osservati mentre si incrociano tra la Terra e la loro stella, sarà più sensibile a quelli che orbitano più vicino al loro sole.

"TESS vedrà molte più eso-Veneri che eso-Terre", ha detto in una e-mail a Astrobiology Magazine lo scienziato planetario dell'atmosfera James Kasting, della Penn State University. "Questi sono i pianeti da escludere nella ricerca delle eso-Terre più interessanti."

Allo stesso tempo, studiare più eso-veneri aiuterà a restringere la linea tra la zona di Venere e la zona abitabile, aiutando gli scienziati a individuare quali pianeti delle dimensioni della Terra sono gemelli della Terra e quali hanno una maggiore somiglianza con Venere.

"Una volta che potremo osservare queste eso-Veneri ed eso-Terre, saremo in grado di determinare con maggiore precisione il confine tra loro", ha detto Kasting. "In questo momento, quel confine si basa interamente su modelli climatici teorici, che potrebbero non essere molto accurati in queste condizioni distintamente non simili alla Terra".

Fino ad allora, gli scienziati potrebbero avere a che fare con gemelli di Venere che si atteggiano a analoghi della Terra nei campioni ottenuti da Kepler. Kane e il suo team hanno identificato 43 potenziali analoghi di Venere e pensano che ne esistano ancora di più.


29 gennaio 2021

Sistema di lancio spaziale della NASA. (Nasa)
Nessuno ha visitato la Luna dal 1972. Ma con l'avvento del volo spaziale umano commerciale, la voglia di tornare è risorgente e genera una nuova corsa allo spazio. Nasa ha selezionato l'azienda privata spazioX per far parte delle sue operazioni di volo spaziale commerciale, ma l'azienda sta anche perseguendo la propria agenda di esplorazione spaziale.

Per consentire voli sulla Luna e oltre, sia la Nasa che SpaceX stanno sviluppando nuovi razzi per carichi pesanti: SpaceX’s astronave e Nasa's Space Launch System.

Ma in cosa differiscono e quale è più potente?

Astronave

I razzi attraversano più fasi per entrare in orbita. Scartando i serbatoi di combustibile esaurito durante il volo, il razzo diventa più leggero e quindi più facile da accelerare. Una volta in funzione, il sistema di lancio di SpaceX sarà composto da due fasi: il veicolo di lancio noto come Super pesantey e l'astronave.

Super Heavy è alimentato dal Motore a razzo Raptor, bruciando una combinazione di metano liquido e ossigeno liquido. Il principio di base di un motore a razzo a combustibile liquido è che due propellenti, – un combustibile come il cherosene e un ossidante come l'ossigeno liquido, – vengono riuniti in una camera di combustione e innescati. La fiamma produce gas caldo ad alta pressione che viene espulso ad alta velocità attraverso l'ugello del motore per produrre spinta.

Il razzo fornirà 15 milioni di libbre di spinta al lancio, che è circa il doppio dei razzi del Apollo era. In cima al lanciatore si trova l'astronave, a sua volta alimentata da altri sei motori Raptor e dotata di una grande baia di missione per ospitare satelliti, compartimenti per un massimo di 100 membri dell'equipaggio e persino serbatoi di carburante extra per il rifornimento nello spazio, che è fondamentale per il volo spaziale umano interplanetario di lunga durata .

Super pesante che si separa dall'astronave. (wikipedia, CC BY-SA)

L'astronave è progettata per operare sia nel vuoto dello spazio che all'interno delle atmosfere della Terra e di Marte, utilizzando piccole ali mobili per planare verso una zona di atterraggio desiderata.

Una volta sopra l'area di atterraggio, l'astronave si sposta in posizione verticale e utilizza i suoi motori Raptor di bordo per effettuare una discesa e un atterraggio motorizzati. Avrà una spinta sufficiente per sollevarsi dalla superficie di Marte o della Luna, superando la gravità più debole di questi mondi e tornare sulla Terra – effettuando un atterraggio morbido. L'astronave e il Super Heavy sono entrambi completamente riutilizzabili e l'intero sistema è progettato per sollevare più di 100 tonnellate di carico utile sulla superficie della Luna o di Marte.

La navicella sta maturando rapidamente. Un recente volo di prova del prototipo dell'astronave, il SN8, ha dimostrato con successo una serie di manovre necessarie per farlo funzionare. Sfortunatamente, c'è stato un malfunzionamento in uno dei motori Raptor e l'SN8 si è schiantato all'atterraggio. Nei prossimi giorni è previsto un altro volo di prova.

Sistema di lancio spaziale della NASA

Il sistema di lancio spaziale (SLS) dalla Nasa prenderà la corona dal fuori produzione Saturno V come il razzo più potente che l'agenzia abbia mai usato. L'attuale incarnazione (Blocco SLS 1) è alto quasi 100 metri.

Lo stadio centrale SLS, contenente oltre 3,3 milioni di litri di idrogeno liquido e ossigeno liquido (equivalente a una piscina olimpionica e mezzo), è alimentato da quattro motori RS-25, tre dei quali utilizzati sul precedente Space Shuttle. La loro principale differenza rispetto ai Raptor è che bruciano idrogeno liquido invece di metano.

Fasi della SLS. (Nasa)

Lo stadio centrale del razzo è potenziato da due propulsori a razzo solido, attaccati ai suoi lati, che forniscono una spinta totale combinata di 8,2 milioni di libbre al lancio - circa il 5% in più rispetto al Saturno V al lancio. Questo solleverà il veicolo spaziale in un'orbita terrestre bassa. Lo stadio superiore ha lo scopo di sollevare il carico utile collegato – la capsula astronauta – fuori dall'orbita terrestre ed è uno stadio a combustibile liquido più piccolo alimentato da un singolo motore RL-10 (già in uso dai razzi ATLAS e DELTA) che è più piccolo e leggero dell'RS-25.

Lo Space Launch System invierà il Orione capsula dell'equipaggio, che può supportare fino a sei membri dell'equipaggio per 21 giorni, sulla Luna come parte del Missione Artemide-1 – un compito che gli attuali missili della Nasa non sono attualmente in grado di svolgere.

È destinato ad avere grandi finestre acriliche in modo che gli astronauti possano guardare il viaggio. Avrà anche un proprio motore e rifornimento di carburante, oltre a sistemi di propulsione secondari per il ritorno sulla Terra. Stazioni spaziali future, come la Portale Lunare, fungerà da hub logistico, che potrebbe includere il rifornimento di carburante.

È improbabile che lo stadio principale e i razzi booster siano riutilizzabili (invece di atterrare cadranno nell'oceano), quindi c'è un costo maggiore con il sistema SLS, sia nei materiali che nell'ambiente. È progettato per evolversi in stadi più grandi in grado di trasportare equipaggio o merci fino a 120 tonnellate, che è potenzialmente più di Starship.

L'SLS della NASA e l'astronave SpaceX, sulla destra, potrebbero portarci sulla Luna e oltre. (Ian Whittaker/NASA/SpaceX, autore fornito)

Gran parte della tecnologia utilizzata in SLS è la cosiddetta “apparecchiature obsolete” in quanto è adattato dalle missioni precedenti, riducendo i tempi di ricerca e sviluppo. Tuttavia, all'inizio di questo mese, un incendio di prova dello stadio principale SLS è stato interrotto un minuto dopo l'inizio del test di otto minuti a causa di un sospetto guasto di un componente. Non si sono verificati danni significativi e il responsabile del programma SLS, John Honeycutt, ha dichiarato: “Non credo che stiamo assistendo a un cambiamento significativo del design.”

E il vincitore è…

Quindi quale astronave potrebbe raggiungere per prima cosa portare un equipaggio sulla Luna? Artemide 2 è pianificato come la prima missione con equipaggio che utilizza SLS per eseguire un sorvolo della Luna e dovrebbe essere lanciato nell'agosto 2023. Mentre SpaceX non ha pianificato una data specifica per il lancio con equipaggio, sono in esecuzione #caraLuna – un progetto che coinvolge il turismo spaziale lunare previsto per il 2023. Musk ha anche affermato che una missione marziana con equipaggio potrebbe aver luogo già nel 2024, utilizzando anche Starship.

In definitiva è una competizione tra un'agenzia che ha avuto anni di test ed esperienza ma è limitata da un budget fluttuante dei contribuenti e da cambiamenti di politica amministrativa, e un'azienda relativamente nuova al gioco ma che ha già lanciato 109 Falco 9 razzi con un tasso di successo del 98% e ha un flusso di cassa a lungo termine dedicato.

Chi raggiunge per primo la Luna inaugurerà una nuova era di esplorazione di un mondo che ha ancora molto valore scientifico.

Informazioni sui contributori di oggi:

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons.


Venere avrebbe effetti significativi sulla Terra se la sua orbita fosse interamente all'interno della zona abitabile? - Astronomia

3. La prima osservazione fu nel 1956 da Mayer, McCullough e Sloanaker. Mayer (1983), p. 271. INDIETRO

4. La temperatura effettiva è di circa 750°K. Wildt ha predetto circa 400, "più alto del punto di ebollizione terrestre". Wildt (1940) sarebbe necessario qualcosa di diverso dalla CO 2 per arrivare a 600 secondo Kuiper in Kuiper (1952), cap. 12. INDIETRO

5. Sagan, intervista di Ron Doel, 27 agosto 1991, AIP, nastro 4 lato 1. INDIETRO

6. Sagan (1960b) Sagan (1960a), "efficiente" p. vii, "senza vita" p. 20 vedi anche Sagan (1961) gli argomenti contro una Venere senz'acqua sono stati sviluppati da Gold (1964) vedi Davidson (1999), pp. 101-106. INDIETRO

8. Rasool e de Bergh (1970) calcolarono che l'acqua avrebbe sempre bollito su Venere, ma Pollack (1971) fu il primo a impiegare una potenza del computer sufficiente per calcolare un'atmosfera ragionevole di "serra in fuga". Il sempre previdente Tommy Gold aveva già speculato in un simposio del 1963 su un "processo incontrollato" quando l'acqua è evaporata, Gold (1964), p. 250. Altri hanno continuato a speculare su una Venere che un tempo aveva avuto un clima "clemente", ad esempio Wang et al. (1976). INDIETRO

9. Hart (1979). Calcoli più accurati nel 1990 hanno scoperto che per il nostro Sole, una zona considerevolmente più grande dovrebbe essere abitabile nonostante la luminosità gradualmente crescente del Sole stesso. INDIETRO

11. Newell (1980), cap. 20. Newell afferma anche che "lo studio del ruolo degli alogeni nell'atmosfera di Venere ha portato al sospetto che il cloro prodotto nella stratosfera terrestre dagli scarichi dei lanci dello Space Shuttle o dal Freon utilizzato a terra negli aerosoli potrebbe esaurire pericolosamente il strato di ozono.". INDIETRO

12. La prima pubblicazione è stata Sill (1972). L'idea che l'acido solforico fosse "il costituente più probabile delle nuvole di Venere" è stata suggerita indipendentemente da Louise Young, il cui marito l'ha accreditata nella sua pubblicazione Young (1973), p. 564. Young si basava soprattutto sulle misurazioni di Hansen, che aveva anche identificato l'acido ma era stato dissuaso dal pubblicare l'idea. Hansen, intervista di Weart, ottobre 2000, il contributo di AIP Hansen all'identificazione è stato notato da Prather (2002). La conferma da un telescopio a infrarossi trasportato in un aereo è stata riportata da Pollack et al. (1975). INDIETRO

13. Pensava che "si può guadagnare molto" studiando i climi di altri pianeti insieme a quello della Terra. Hansen et al. (1978), pag. 1067. Per questi argomenti e per i contributi della NASA in generale si veda Conway (2008). INDIETRO

14. Hitchcock e Lovelock (1967) vedi Lovelock (2000), pp. 228ff. l'assenza di ossigeno rilevabile su Marte è stata a lungo considerata un argomento definitivo contro la presenza di vegetazione e, all'inizio degli anni '60, le idee della NASA sulla rilevazione della vita attraverso l'analisi atmosferica erano incentrate sulla ricerca di molecole organiche complesse. Dick (1998), pp. 48, 175. INDIETRO

17. Previsione (sperando che la vita marziana fosse in letargo solo durante l'inverno di un ciclo di 50.000 anni): Sagan (1971) Sagan et al. (1973), citazioni pp. 1045, 1048. CO 2 ice: Forget e Pierrehumbert (1997). INDIETRO


La Terra di una volta e quella del futuro

E mentre quell'atmosfera diventava più densa, le condizioni sulla superficie diventavano ancora più infernali.

L'atmosfera potrebbe anche aver avuto abbastanza resistenza da rallentare letteralmente la rotazione di Venere stessa, dandogli i suoi ritmi lenti odierni.

Una volta completato questo processo, che probabilmente ha richiesto circa 100 milioni di anni, il potenziale per qualsiasi vita su Venere è stato spento.

Ed ecco la parte peggiore della storia della sorella contorta della Terra. Questo è anche il nostro destino. Il nostro sole non ha finito di invecchiare e, man mano che invecchia, diventa più luminoso, con la zona abitabile che si sposta costantemente e inesorabilmente verso l'esterno. Ad un certo punto entro le prossime centinaia di milioni di anni, la Terra stessa si avvicinerà al bordo interno della zona abitabile. I nostri oceani evaporeranno. Le temperature saliranno a spirale. La tettonica a placche si spegnerà. L'anidride carbonica verrà scaricata nell'atmosfera.

E a quel punto, il nostro sistema solare ospiterà non solo un inferno, ma due.


Ricercatori scoprono un pianeta abitabile delle dimensioni della Terra trovato nascosto nei primi dati di Kepler della NASA

La NASA ospita "Reddit Ask Me Anything" venerdì 17 aprile alle 14:00

Un team di scienziati transatlantici, utilizzando i dati rianalizzati dal telescopio spaziale Kepler della NASA, ha scoperto un esopianeta delle dimensioni della Terra in orbita nella zona abitabile della sua stella, l'area intorno a una stella in cui un pianeta roccioso potrebbe supportare acqua liquida. (Immagine NASA)

(NASA) - Un team di scienziati transatlantici, utilizzando dati rianalizzati dal telescopio spaziale Kepler della NASA, ha scoperto un esopianeta delle dimensioni della Terra in orbita nella zona abitabile della sua stella, l'area intorno a una stella in cui un pianeta roccioso potrebbe supportare acqua liquida.

Gli scienziati hanno scoperto questo pianeta, chiamato Kepler-1649c, esaminando vecchie osservazioni di Kepler, che l'agenzia ha ritirato nel 2018.

Mentre precedenti ricerche con un algoritmo informatico l'hanno identificata erroneamente, i ricercatori che hanno esaminato i dati di Kepler hanno dato una seconda occhiata alla firma e l'hanno riconosciuta come un pianeta.

Di tutti gli esopianeti trovati da Kepler, questo mondo lontano, situato a 300 anni luce dalla Terra, è il più simile alla Terra per dimensioni e temperatura stimata.

Questo mondo appena rivelato è solo 1,06 volte più grande del nostro pianeta. Inoltre, la quantità di luce stellare che riceve dalla sua stella ospite è il 75% della quantità di luce che la Terra riceve dal nostro Sole, il che significa che anche la temperatura dell'esopianeta potrebbe essere simile a quella del nostro pianeta.

Ma a differenza della Terra, orbita intorno a una nana rossa. Sebbene nessuno sia stato osservato in questo sistema, questo tipo di stella è noto per le riacutizzazioni stellari che possono rendere l'ambiente di un pianeta difficile per qualsiasi potenziale vita.

"Questo mondo intrigante e distante ci dà una speranza ancora maggiore che una seconda Terra si trovi tra le stelle, in attesa di essere trovata", ha affermato Thomas Zurbuchen, amministratore associato della direzione della missione scientifica della NASA a Washington.

“I dati raccolti da missioni come Kepler e il nostro Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) continueranno a produrre scoperte sorprendenti mentre la comunità scientifica affina le sue capacità di cercare pianeti promettenti anno dopo anno.”

C'è ancora molto da sapere su Kepler-1649c, inclusa la sua atmosfera, che potrebbe influenzare la temperatura del pianeta.

I calcoli attuali delle dimensioni del pianeta hanno margini di errore significativi, così come tutti i valori in astronomia quando si studiano oggetti così lontani. Ma in base a ciò che è noto, Kepler-1649c è particolarmente intrigante per gli scienziati che cercano mondi con condizioni potenzialmente abitabili.

Esistono altri pianeti extrasolari stimati per dimensioni più vicine alla Terra, come TRAPPIST-1f e, secondo alcuni calcoli, Teegarden c. Altri potrebbero essere più vicini alla Terra in termini di temperatura, come TRAPPIST-1d e TOI 700d.

Ma non c'è nessun altro esopianeta considerato più vicino alla Terra in entrambi questi valori che si trova anche nella zona abitabile del suo sistema.

Il sistema ha un altro pianeta roccioso di circa le stesse dimensioni, ma orbita intorno alla stella a circa metà della distanza di Kepler-1649c, in modo simile a come Venere orbita intorno al nostro Sole a circa metà della distanza della Terra. (Immagine NASA)

“Tra tutti i pianeti con etichetta errata che abbiamo recuperato, questo è particolarmente eccitante, non solo perché si trova nella zona abitabile e nelle dimensioni della Terra, ma per come potrebbe interagire con questo pianeta vicino,” ha affermato Andrew Vanderburg, ricercatore presso l'Università del Texas ad Austin e primo autore dell'articolo pubblicato oggi su The Astrophysical Journal Letters.

“Se non avessimo esaminato manualmente il lavoro dell'algoritmo, ce lo saremmo persi.”

Kepler-1649c orbita così vicino alla sua piccola stella nana rossa che un anno su Kepler-1649c è equivalente a soli 19,5 giorni terrestri.

Il sistema ha un altro pianeta roccioso di circa le stesse dimensioni, ma orbita intorno alla stella a circa metà della distanza di Kepler-1649c, in modo simile a come Venere orbita intorno al nostro Sole a circa metà della distanza della Terra.

Le stelle nane rosse sono tra le più comuni nella galassia, il che significa che pianeti come questo potrebbero essere più comuni di quanto pensassimo in precedenza.

Alla ricerca di falsi positivi

In precedenza, gli scienziati della missione Kepler hanno sviluppato un algoritmo chiamato Robovetter per aiutare a ordinare le enormi quantità di dati prodotti dalla navicella spaziale Kepler, gestita dall'Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley della California.

Keplero cercò i pianeti usando il metodo dei transiti, fissando le stelle, cercando cali di luminosità quando i pianeti passavano davanti alle loro stelle ospiti.

La maggior parte delle volte, quei cali provengono da fenomeni diversi dai pianeti - che vanno dai cambiamenti naturali nella luminosità di una stella al passaggio di altri oggetti cosmici - facendo sembrare che un pianeta sia lì quando non lo è. Il lavoro di Robovetter è stato quello di distinguere il 12% dei cali che erano pianeti reali.

Quelle firme che Robovetter ha determinato provenire da altre fonti sono state etichettate come "falsi positivi", il termine per un risultato del test erroneamente classificato come positivo.

Con un numero enorme di segnali complicati, gli astronomi sapevano che l'algoritmo avrebbe commesso errori e avrebbe dovuto essere ricontrollato: un lavoro perfetto per il Kepler False Positive Working Group.

Quel team esamina il lavoro di Robovetter, esaminando tutti i falsi positivi per assicurarsi che siano veramente errori e non pianeti extrasolari, garantendo che vengano trascurate meno potenziali scoperte. A quanto pare, Robovetter aveva etichettato erroneamente Kepler-1649c.

Anche se gli scienziati lavorano per automatizzare ulteriormente i processi di analisi per ottenere il massimo della scienza possibile da un dato set di dati, questa scoperta mostra il valore del doppio controllo del lavoro automatizzato.

Anche sei anni dopo che Kepler ha smesso di raccogliere dati dal campo originale di Kepler - un pezzo di cielo che ha osservato dal 2009 al 2013, prima di continuare a studiare molte altre regioni - questa rigorosa analisi ha scoperto uno dei più singolari analoghi della Terra mai scoperti.

Un possibile terzo pianeta

Queste stelle piccole e deboli richiedono che i pianeti orbitino estremamente vicini per trovarsi all'interno di quella zona, né troppo calda né troppo fredda, affinché la vita come la conosciamo possa esistere. (Immagine NASA)

Kepler-1649c non solo è una delle migliori corrispondenze con la Terra in termini di dimensioni ed energia ricevuta dalla sua stella, ma fornisce uno sguardo completamente nuovo al suo sistema domestico. Per ogni nove volte il pianeta esterno nel sistema orbita attorno alla stella ospite, il pianeta interno orbita quasi esattamente quattro volte. Il fatto che le loro orbite coincidano in un rapporto così stabile indica che il sistema stesso è estremamente stabile e probabilmente sopravviverà a lungo.

Rapporti di periodo quasi perfetti sono spesso causati da un fenomeno chiamato risonanza orbitale, ma un rapporto da nove a quattro è relativamente unico tra i sistemi planetari. Di solito le risonanze assumono la forma di rapporti come due a uno o tre a due. Sebbene non confermata, la rarità di questo rapporto potrebbe suggerire la presenza di un pianeta medio con cui entrambi i pianeti interni ed esterni ruotano in sincronia, creando una coppia di risonanze tre a due.

Il team ha cercato prove di un terzo pianeta così misterioso, senza risultati. Tuttavia, ciò potrebbe essere dovuto al fatto che il pianeta è troppo piccolo per essere visto o ha un'inclinazione orbitale che rende impossibile trovarlo utilizzando il metodo di transito di Keplero.

In entrambi i casi, questo sistema fornisce un altro esempio di pianeta delle dimensioni della Terra nella zona abitabile di una stella nana rossa. Queste stelle piccole e deboli richiedono che i pianeti orbitino estremamente vicini per trovarsi all'interno di quella zona, né troppo calda né troppo fredda, affinché la vita come la conosciamo possa esistere. Sebbene questo singolo esempio sia solo uno tra i tanti, vi sono prove crescenti che tali pianeti siano comuni intorno alle nane rosse.

"Più dati otteniamo, più segnali vediamo che indicano che gli esopianeti potenzialmente abitabili e delle dimensioni della Terra sono comuni intorno a questo tipo di stelle", ha detto Vanderburg. “Con nane rosse quasi ovunque intorno alla nostra galassia e questi piccoli pianeti potenzialmente abitabili e rocciosi intorno a loro, la possibilità che uno di loro non sia troppo diverso dalla nostra Terra appaia un po' più luminoso.

La NASA terrà un Reddit Ask Me Anything su questo risultato venerdì 17 aprile, dalle 14:00 alle 15:30. EDT.


Le viste del pianeta gigante in orbita selvaggia sarebbero impareggiabili

Contrariamente al pensiero precedente, un pianeta gigantesco in orbita selvaggia non preclude la presenza di un pianeta simile alla Terra nello stesso sistema solare o la vita su quel pianeta.

Inoltre, secondo una nuova ricerca guidata da Stephen Kane, professore associato di astrofisica planetaria presso la UC, la vista da quel pianeta simile alla Terra mentre il suo vicino gigante si sposta oltre sarebbe diversa da qualsiasi cosa sia possibile vedere nei nostri cieli notturni sulla Terra. Lungofiume.

La ricerca è stata condotta sui pianeti di un sistema planetario chiamato HR 5183, che dista circa 103 anni luce nella costellazione della Vergine. È stato lì che un eccentrico pianeta gigante è stato scoperto all'inizio di quest'anno.

Normalmente, i pianeti orbitano attorno alle loro stelle su una traiettoria più o meno circolare. Gli astronomi credono che i grandi pianeti in orbite circolari stabili attorno al nostro sole, come Giove, ci proteggano dagli oggetti spaziali che altrimenti andrebbero a sbattere contro la Terra.

A volte, i pianeti passano troppo vicini l'uno all'altro e si urtano a vicenda fuori rotta. Ciò può risultare in un pianeta con un'orbita ellittica o "eccentrica". La saggezza convenzionale dice che un pianeta gigante in orbita eccentrica è come una palla da demolizione per i suoi vicini planetari, rendendoli instabili, sconvolgendo i sistemi meteorologici e riducendo o eliminando la probabilità di vita su di essi.

Mettendo in dubbio questa ipotesi, l'astronoma di Kane e Caltech Sarah Blunt ha testato la stabilità di un pianeta simile alla Terra nel sistema solare HR 5183. Il loro lavoro di modellazione è documentato in un articolo appena pubblicato nel Giornale Astronomico.

Kane e Blunt hanno calcolato l'attrazione gravitazionale del pianeta gigante su un analogo terrestre mentre entrambi orbitano attorno alla loro stella. "In queste simulazioni, il pianeta gigante ha spesso avuto un effetto catastrofico sul gemello terrestre, in molti casi gettandolo completamente fuori dal sistema solare", ha detto Kane.

"Ma in alcune parti del sistema planetario, l'effetto gravitazionale del pianeta gigante è abbastanza piccolo da consentire al pianeta simile alla Terra di rimanere in un'orbita stabile".

Il team ha scoperto che il pianeta terrestre più piccolo ha le migliori possibilità di rimanere stabile all'interno di un'area del sistema solare chiamata zona abitabile, che è il territorio attorno a una stella che è abbastanza caldo da consentire oceani di acqua liquida su un pianeta .

Questi risultati non solo aumentano il numero di luoghi in cui potrebbe esistere la vita nel sistema solare descritto in questo studio, ma aumentano il numero di luoghi nell'universo che potrebbero potenzialmente ospitare la vita come la conosciamo.

Questo è anche uno sviluppo entusiasmante per le persone che amano semplicemente osservare le stelle. HR 5813b, il gigante eccentrico nello studio più recente di Kane, impiega quasi 75 anni per orbitare attorno alla sua stella. Ma il momento in cui questo gigante finalmente supererà il suo vicino più piccolo sarebbe un evento mozzafiato, irripetibile.

"Quando il gigante è al suo massimo avvicinamento al pianeta simile alla Terra, sarebbe quindici volte più luminoso di Venere, uno degli oggetti più luminosi visibili ad occhio nudo", ha detto Kane. "Dominerebbe il cielo notturno."

In futuro, Kane e i suoi colleghi continueranno a studiare sistemi planetari come HR 5183. Attualmente stanno utilizzando i dati del Transiting Exoplanet Survey Satellite della NASA e degli Osservatori Keck alle Hawaii per scoprire nuovi pianeti ed esaminare la diversità delle condizioni in cui i pianeti potenzialmente abitabili potrebbe esistere e prosperare.


La zona abitabile nel sistema solare

La zona abitabile intorno a una stella è la gamma di distanze orbitali in cui un pianeta può supportare acqua liquida. Ciò implica che l'acqua è indispensabile per l'esistenza della vita, il che non è necessariamente corretto.

La zona abitabile dipende principalmente da due fattori: la massa della stella e la sua età. Mentre si evolve, una stella cambia la sua tipo spettrale (cioè il suo colore, che è legato alla sua temperatura superficiale) e luminosità. Il limite inferiore della zona abitabile è stimato dal fotodissociazione dell'acqua. In altre parole, quando la radiazione solare è così intensa che l'acqua si scompone nei suoi elementi di base (ossigeno e idrogeno), e l'idrogeno lascia la pianta poiché non può essere trattenuto dal campo gravitazionale terrestre.

In larga misura arbitrariamente, si stima che la radiazione richiesta sia 1,1 volte la costante solare (1,1×1366 Watt/m^2). Nel Sistema Solare, questo equivale a 0,95 unità astronomiche. Il limite superiore della zona abitabile è determinato da la condensazione dell'anidride carbonica (CO2). Una stima prudente indica che ciò accade a 0,53 volte la costante solare. Di nuovo, nel Sistema Solare, questo equivale a 1,37 unità astronomiche.

Le stelle si evolvono e la loro luminosità cambia. Per questo motivo il concetto di zona abitabile continua (CHZ) è stato creato. It represents the range of orbital distances for which the solar constant stays within these limits (1.1. to 0.53) during a significant portion of the star’s history. Since the Sun’s luminosity increases slowly, the CHZ in the Solar System is between 0.95 and 1.15 astronomical units. Consequently, liquid water and, as a result, life should be expected within this range of orbital distances. At least, life as we know it.

Nevertheless, it should be noted that the following factors may play a crucial role in the development and continuity of biological activity: greenhouse effect (the Earth’s average temperature would be several degrees below its current value without the impact of this effect caused by the presence of gases such as CO2 and methane in the atmosphere), geological activity (plate teutonics and the subsequent release of gases to the atmosphere), presence or absence of global magnetic fields (they protect us from the burst of high-energy particles coming from the Sun), or albedo (the amount of energy from a star which is reflected back into space).

Diagram with several exoplanets orbiting their stars in the habitable or comfort zone, where water (if it exists) could be in liquid state.

So far, several super-Earths have been found in orbit around stars that are colder than the Sun. La stella Kepler-452 is a solar analog its surface temperature is almost identical even though it could be a lot older. As for the planet, it is 60% bigger than the Earth. We have no information about its mass, average density or possible composition.


Mars retreats

On the first of these two requirements, the history of methane on Mars provides a cautionary tale. In 2004 scientists using three Earth-based telescopes and a spacecraft orbiting Mars all thought they had detected what appeared to be the spectral signature of methane in the planet’s atmosphere. It was a classic Lovelock anomaly. Chemical models insist that methane does not last all that long in the Martian atmosphere, so these observations suggested there had to be a continuous source of the gas. And on Earth most, though not all, methane is produced by microbes. What was more, there was an increasingly widespread belief that, although there is now only a smidgen of water on the surface of Mars, there might be plenty more below it, perhaps in deep aquifers. On the Earth microbes—including microbes that produce methane—are found many kilometres below the surface. Maybe Mars had a similar “deep biosphere”?

Può essere. But if so, there is currently no persuasive evidence that it is producing methane. In 2018 the European Space Agency’s ExoMars Orbiter started to look at trace gases in Mars’s atmosphere with much more sensitive instruments than had been used before. It has seen no evidence of methane at anything like the level previously claimed, which makes it hard to credit the earlier observations. It is true that NASA’s Curiosità rover has detected methane more recently but with ExoMars coming up empty, many see that as the way to bet.

This tale of woe makes it very clear that looking through the Earth’s thick atmosphere for signs of a tiny amount of gas in the atmosphere of another planet is an exacting and error-prone undertaking. Hence the need for observations of phosphine over Venus from other groups using other instruments. At the same time, though, the chain of reasoning which made a deep Martian biosphere plausible applies, mutatis mutandis, to theories about life above Venus, too.

Mars appears always to have been a pretty cold, dry place. But in the distant past, when it had a thicker atmosphere, it clearly had running and standing water at its surface, at least sporadically Curiosità is currently studying mudstones laid down in an ancient lake. As Mars lost its atmosphere its surface became ever more arid and frigid. That put evolutionary pressure on any microbes previously living in those surface waters to migrate deeper and deeper into the still warm and moist subsurface.

The surface of Venus, too, has dried out over its history: but through heating, not cooling. For billions of years the Sun has been growing brighter, thus changing the boundaries of its habitable zone. In the case of Mars, this warming was not enough to offset the cooling effect of losing most of the atmosphere. On Venus, though, it prompted what atmospheric scientists call a “runaway greenhouse effect”, boiling away the seas which many scientists believe to have graced the planet’s youth. If there had been microbes in the surface waters of Venus before this catastrophe, evolution would have urged them not into the depths, as it did on Mars, but into the skies, where even today the temperature remains bearable and water remains liquid, though admittedly in droplets not oceans.

This idea has been much further from the mainstream than that of subsurface life on Mars. One reason may be that, though the existence of Earth’s deep biosphere is quite widely appreciated, beyond some recherché microbiological circles the fact that there are also bacteria busily metabolising up in the sky is widely ignored. And to be fair, the high-biosphere analogy is not perfect. Though bacteria live in Earth’s cloud droplets there is as yet no evidence that they reproduce there. That may be because the experiment is hard to do, but it may also be because they have no particular need to do so the Earth’s surface, and the creatures that roam across it, provide bacteria with all the locales for reproduction they could possibly want.

It is a beguiling story of life finding a way. But it remains very speculative. If the phosphine is indeed present as described, there needs to be a strenuous effort to find, or rule out, non-biological sources. The team behind the detection has done some of this it argues convincingly that the phosphine cannot come up from volcanoes, drift down from comets, or be made in mid-air through photochemistry. But the chemistry that happens on surfaces can be very different to what happens in mid air, and Venus’s atmosphere, as well as offering extremes of temperature, pressure and acidity, has surfaces to spare, both in its cloud decks and in the hazes that float above and below them. Imaginative chemists should have a field day working through ever more abstruse possibilities—and may make some very interesting discoveries of their own on the way.

Then there is the possibility of going to take a closer look. NASA has not launched a mission to Venus since the 1980s, though some of its spacecraft have swung past it on their way elsewhere. But two Venus missions have reached the final stage of the selection process for the next round of its “Discovery” program of small planetary missions. One, VERITAS, is an orbiter mainly intended to map the surface in more detail the other, DAVINCI+, features a small chemistry lab that would descend through the atmosphere beneath a parachute. If it can be made capable of detecting phosphine at a few parts per billion, the case for sending it would become even stronger than it already is. The next mission to Venus, though, is not American but Indian: the Shukrayaan-1 orbiter is currently pencilled in for launch in 2023, which should be enough time to put on a phosphine-optimised instrument. Meanwhile, Dr Seager has secured a grant from Breakthrough Initiatives, a research programme funded by Yuri Milner, a Russian billionaire, to investigate the scientific case for life on Venus and the technical challenges of a potential exploratory mission.


Colonies on small moons

One word: don't. Humans live at 1 g of gravity. Gas giants don't have surfaces, Venus has .9 g at the surface, Mars and Mercury have 0.38g. Our anatomy and physiology is designed for 1 g, it helps our bones calcify properly, helps our blood circulate, and does countless other things we may not even have discovered yet. Humans maybe could live a lifetime on Mars and Mercury. It is very unlikely they could live a lifetime at an even lower gravity. Luna, Titan, and the 4 Jovian moons have gravity of 0.12–0.18 g. Pluto, Triton, and various Kuiper belt objects are below 0.10.

A medium sized moon (like Rhea of Saturn, say) might have 0.027 g. This is way not enough for a human to live, but annoyingly much if you want to, say, launch things into space. Humans are better off living in space colonies that generate artificial gravity by rotating. If you want to exploit a moon, you are much better off with one that has a much lower surface gravity. Phobos, for example, has a radius of about 11 km, and a surface gravity of .0006 g, but still has $10^<16>$ kg of usable materials to mine.