Astronomia

Perché non ci sono foto di esopianeti?

Perché non ci sono foto di esopianeti?

Ci sono molte foto di diversi oggetti astronomici come galassie, nebulose e stelle, alcune delle quali sono molto lontane.

Tuttavia non ci sono foto reali di esopianeti (per "foto reali" intendo immagini che mostrano effettivamente qualcosa di più di una macchia di luce). Perché?

Le distanze delle galassie sono di molti ordini di grandezza maggiori delle distanze degli esopianeti e tuttavia abbiamo molte immagini molto dettagliate (e belle) di loro. Nel frattempo, tutto ciò che abbiamo sugli esopianeti è limitato a poche immagini con macchie di luce sfocate.


Le galassie sono lontane ma molto grandi. I pianeti sono più vicini ma molto piccoli.

Anche per i pianeti che non sono completamente sommersi dalla luce molto più brillante della loro stella ospite, il loro dimensione angolare è molto, molto più piccolo di galassie anche abbastanza distanti e certamente più piccolo della migliore risoluzione angolare ottenibile da qualsiasi telescopio sulla Terra o nello spazio.

Basterà un rapido esempio.

La risoluzione angolare del telescopio spaziale Hubble (HST) è di circa 0,1 secondi d'arco. Cioè, a meno che qualcosa non sottenga un angolo di molto più di 0,1 secondi d'arco, non otterrai mai una buona immagine risolta di esso.

Una grande galassia a spirale ha un diametro di circa 50 kpc. Tale galassia avrà ancora un diametro angolare di 0,1 secondi d'arco quando si trova a una distanza di $10^{11}$ pc. cioè possiamo ottenere immagini di tali cose (se esistono e se sono abbastanza luminose) in tutto l'universo osservabile.

Un pianeta delle dimensioni di Giove sottende un angolo di 0,1 secondi d'arco a una distanza di 0,01 pc. cioè non potremmo risolvere la superficie di Giove nemmeno a solo un centesimo della distanza dal distance stella più vicina.


Il motivo è che un esopianeta brilla solo della luce della sua stella madre, e questa luce riflessa non è solo molto, molto debole, ma spesso è oscurata dalla luce abbagliante della stella vicina. Gli esopianeti vengono rilevati raramente, se non mai, direttamente, per le ragioni che ho appena spiegato, quindi non possiamo mai sperare di avere il tipo di fotografie che abbiamo dei pianeti nel nostro sistema solare. Tuttavia, nei prossimi anni entreranno in funzione alcuni nuovi incredibili telescopi all'avanguardia e probabilmente saranno in grado di scattare fotografie di pianeti che non sono troppo vicini alle loro stelle. Analizzando i loro spettri, gli astronomi potranno scoprire molto su di loro. Le altre cose che menzioni sono facilmente fotografabili perché sono trilioni di volte più grandi e trilioni di volte luminose come un esopianeta.


La NASA ci sta lavorando:


Rappresentazione artistica di una possibile immagine da un telescopio Solar Gravitational Lens (SGL). Crediti: Slava Turyshev

Imaging diretto multipixel e spettroscopia di un esopianeta con una missione di lente gravitazionale solare

Per un'eso-Terra a 30 pc,... si può ricostruire l'immagine dell'esopianeta con una risoluzione della superficie di circa 25 km, sufficiente per vedere le caratteristiche della superficie e i segni di abitabilità.


siamo alcune foto di esopianeti: http://www.slate.com/articles/health_and_science/bad_astronomy/2012/11/exoplanet_pictures_astronomers_have_photos_of_alien_planets.html Date le normali differenze di dimensioni e luminosità tra un pianeta e la sua stella, le condizioni devono essere insolite per l'imaging diretto . -Scusa per la risposta solo link, sono mobile in questo momento.


Foto di bambini: le prime foto di un pianeta che nasce

Questa immagine composita del giovane sistema stellare LkCa15 cattura la prima foto di diversi pianeti in fase di realizzazione. Credito immagine: Stephanie Sallum, et al.

Ci sono 450 anni luce tra la Terra e LkCa15, una giovane stella con un disco di transizione attorno, un derviscio rotante cosmico, un luogo di nascita per i pianeti.

Nonostante la notevole distanza del disco dalla Terra e la sua atmosfera gassosa e polverosa, i ricercatori dell'Università dell'Arizona hanno catturato la prima foto di un pianeta in divenire, un pianeta che risiede in uno spazio vuoto nel disco di LkCa15.

Dei circa 2.000 esopianeti conosciuti - pianeti che orbitano attorno a una stella diversa dal nostro sole - solo circa 10 sono stati ripresi, e questo è avvenuto molto tempo dopo che si erano formati, non quando erano in formazione.

"Questa è la prima volta che immaginiamo un pianeta che possiamo dire si sta ancora formando", afferma Stephanie Sallum, una studentessa laureata degli Stati Uniti, che con Kate Follette, un'ex studentessa universitaria che ora sta svolgendo un lavoro post-dottorato alla Stanford University, ha condotto la ricerca.

"Nessuno ha rilevato con successo e senza ambiguità un pianeta in formazione prima", afferma Follette. "Ci sono sempre state spiegazioni alternative, ma in questo caso abbiamo scattato una foto diretta, ed è difficile contestarlo".

I risultati dei ricercatori sono stati pubblicati nel numero del 19 novembre di Nature.

Solo mesi fa, Sallum e Follette lavoravano in modo indipendente, ognuna con il proprio dottorato. progetto. Ma fortunatamente avevano messo gli occhi sulla stessa stella. Entrambi stavano osservando LkCa15, che è circondato da un tipo speciale di disco protoplanetario che contiene una radura interna, o gap.

I dischi protoplanetari si formano attorno a giovani stelle usando i detriti rimasti dalla formazione della stella. Si sospetta che i pianeti si formino poi all'interno del disco, spazzando via polvere e detriti mentre il materiale cade sui pianeti invece di rimanere nel disco o cadere sulla stella. Viene quindi eliminato uno spazio vuoto in cui possono risiedere i pianeti.

Le nuove osservazioni dei ricercatori supportano questa visione.

"Il motivo per cui abbiamo selezionato questo sistema è perché è costruito attorno a una stella molto giovane che ha materiale residuo del processo di formazione stellare", afferma Follette. "È come una grande ciambella. Questo sistema è speciale perché è uno di una manciata di dischi che ha un divario delle dimensioni del sistema solare. E uno dei modi per creare quel divario è avere dei pianeti che si formano lì dentro".

Sallum afferma che solo ora i ricercatori sono in grado di visualizzare oggetti vicini e molto più deboli di una stella vicina. "Questo è dovuto ai ricercatori dell'Università dell'Arizona che hanno sviluppato gli strumenti e le tecniche che rendono possibile questa difficile osservazione", afferma.

Questi strumenti includono il Large Binocular Telescope, o LBT, il più grande telescopio del mondo, situato sul Monte Graham in Arizona, e il Magellan Telescope dell'UA e il suo sistema di ottica adattiva, o MagAO, situato in Cile.

Catturare immagini nitide di oggetti distanti è difficile grazie in gran parte alla turbolenza atmosferica, alla miscelazione di aria calda e fredda.

"Quando guardi attraverso l'atmosfera terrestre, quello che vedi è aria fredda e calda che si mescola in un modo turbolento che fa brillare le stelle", afferma Laird Close, professore di astronomia dell'UA e consulente laureato di Follette.

"Per un grande telescopio, è una cosa abbastanza drammatica. Si vede un'immagine dall'aspetto orribile, ma è lo stesso fenomeno che fa brillare le luci e le stelle della città".

Josh Eisner, professore di astronomia dell'UA e consulente laureato di Sallum, afferma che i grandi telescopi "soffrono sempre di questo tipo di cose". Ma utilizzando il sistema di ottica adattiva LBT e una nuova tecnica di imaging, lui e Sallum sono riusciti a ottenere le immagini a infrarossi più nitide di LkCa15.

Nel frattempo, Close e Follette hanno utilizzato il sistema di ottica adattiva Magellan MagAO per corroborare in modo indipendente le scoperte planetarie di Eisner e Sallum. Cioè, usando la capacità unica di MagAO di lavorare in lunghezze d'onda visibili, hanno catturato l'impronta spettrale "idrogeno alfa" del pianeta, la specifica lunghezza d'onda della luce che LkCa 15 e i suoi pianeti emettono mentre crescono. In effetti, quasi tutte le giovani stelle sono identificate dalla luce dell'idrogeno alfa, afferma Close, ricercatore principale di MagAO.

Quando gli oggetti cosmici si formano, diventano estremamente caldi, dice Close. E poiché si stanno formando dall'idrogeno, quegli oggetti brillano tutti di un rosso scuro, che gli astronomi chiamano H-alfa, una particolare lunghezza d'onda della luce. "È proprio come un'insegna al neon, il modo in cui il gas al neon si illumina quando viene eccitato", dice.

"Quell'unica tonalità scura di luce rossa viene emessa sia dal pianeta che dalla stella mentre subiscono lo stesso processo di crescita", afferma Follette. "Siamo stati in grado di separare la luce del debole pianeta dalla luce della stella molto più luminosa e di vedere che entrambi stavano crescendo e brillando in questa sfumatura di rosso molto distinta".

Un colore così distinto, dice Close, che è una prova positiva che si sta formando un pianeta, qualcosa di mai visto prima d'ora.

"Risultati come questo sono stati possibili solo con l'applicazione di molte nuove tecnologie molto avanzate all'attività di imaging delle stelle", afferma il professore Peter Tuthill dell'Università di Sydney, uno dei coautori dello studio, "e è davvero fantastico vederli produrre risultati così impressionanti."


Il telescopio sarà dotato di "starglasses", uno strumento coronografo che bloccherà il bagliore delle stelle e rivelerà i pianeti in orbita attorno a loro. Il coronografo fornirà la prima dimostrazione nello spazio delle tecnologie necessarie per le future missioni per l'immagine e la caratterizzazione dei pianeti rocciosi nelle zone abitabili delle stelle vicine.

Poiché l'indagine di microlenti di Roman comporta il monitoraggio della quantità di luce proveniente da stelle lontane nel tempo, gli astronomi si aspettano che riveli anche fino a 100.000 pianeti in transito. Questi mondi oscurano la luce delle stelle che li ospitano quando si incrociano davanti a loro.


Svela i misteri del gemello della Terra, Kepler-186f, e di altri esopianeti

Gli astronomi hanno recentemente scoperto Kepler-186f, un pianeta di dimensioni simili alla Terra che orbita attorno alla sua stella all'interno della sua cosiddetta zona "abitabile". Chiediamo alla dott.ssa Giovanna Tinetti dell'University College di Londra di spiegare perché tali pianeti stanno causando così tanta eccitazione.

Cos'è un pianeta extrasolare?

Un pianeta che orbita attorno a una stella diversa dal nostro sole.

Quanti sono lì?

Il numero confermato è di circa 2.000 e diverse migliaia attendono conferma che non si conoscessero esopianeti prima degli anni '90. Ciò che è rivoluzionario è che ci sono pianeti completamente diversi da quelli del nostro sistema solare.

Come possiamo rilevare gli esopianeti?

Alcuni [metodi] sono indiretti, come il transito o la velocità radiale e l'astrometria. [Puoi anche guardare] l'oscillazione della stella a causa della presenza del pianeta. [Un altro] metodo è il microlensing. Puoi anche rilevarli direttamente guardando la stella e mascherando il contributo della [luce della stella].

Perché li stiamo cercando?

Sono incuriosito dai pianeti che sembrano essere estremamente diversi da quelli del nostro sistema solare. Questa conoscenza ci insegnerà molto sulla nostra storia e ci aiuterà a capire un po' meglio cosa intendiamo per abitabilità. Quando abbiamo iniziato tutti in questo campo pensavamo che l'unico modo per considerare un pianeta abitabile fosse cercare i gemelli della Terra e del Sole. Ora stiamo considerando una combinazione molto più ampia di tipi di pianeti e tipi di stelle che potrebbero essere sistemi abitabili.

Cos'è la "zona abitabile"?

È l'area intorno alla stella dove il pianeta ha una temperatura compatibile con la presenza di acqua liquida. Se questa zona sia l'unica area che potrebbe potenzialmente ospitare la vita, non lo sappiamo. Nel nostro sistema solare, ben oltre la zona abitabile, ci sono i satelliti di Giove e Saturno che sembrano avere un oceano liquido sotto la superficie. La distanza dalla stella e il tipo di pianeta sono i primi criteri di base [per un pianeta potenzialmente abitabile], poi ci sono domande interessanti a cui è necessario rispondere prima di sapere se quel pianeta può essere considerato abitabile. Un'atmosfera potrebbe potenzialmente aumentare la temperatura su un pianeta o diminuirla a seconda della composizione.

Cosa hanno rivelato gli esopianeti sul nostro sistema solare?

Ora sappiamo che ci sono diversi pianeti giganti gassosi come Giove che orbitano molto vicino alla loro stella. Se osserviamo il [nostro] sistema solare, immaginiamo che Giove si sia formato dove si trova oggi, più o meno cinque volte la distanza dalla Terra al Sole, ma cosa non sapremmo se non fosse per gli esopianeti è che c'è stato un passato in cui Giove ha cercato di migrare più vicino al Sole e questa migrazione è stata probabilmente interrotta [da] Saturno.

Perché Kepler-186f è speciale?

In termini di gemello della Terra e gemello del Sole, questo Kepler-186f è il più simile. La stella è ancora leggermente più fredda del Sole ma il pianeta ha più o meno le stesse dimensioni della Terra.

C'è vita "là fuori" da qualche parte?

Non so se la vita complessa sia così comune là fuori, ma sicuramente la vita semplice, secondo la mia opinione personale, è probabilmente molto comune.


Perché gli esopianeti sono importanti: in conversazione con Sara Seager

Una vista del cielo dal Parco Nazionale delle Montagne Rocciose. Visuale: Jeremy Thomas, tramite Unsplash.

Nel momento in cui iniziarono ad apparire le prime segnalazioni di esopianeti, pianeti che orbitano attorno a stelle diverse dal nostro Sole, Sara Seager, astrofisica e scienziata planetaria al MIT, era impegnata a conseguire un dottorato in astronomia all'Università di Harvard. La sua ricerca pionieristica sui pianeti extrasolari e sulle loro atmosfere le è valsa da allora una prestigiosa borsa di studio Macarthur, un'elezione alla National Academy of Sciences e un posto nella lista della rivista Time delle 25 "persone più influenti nello spazio e nell'astrofisica". è anche vicedirettore scientifico di TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), una missione della NASA guidata dal MIT il cui obiettivo è trovare pianeti al di fuori del nostro sistema solare, compresi quelli che potrebbero supportare la vita.

Come parte di una serie di conversazioni in corso con eminenti scienziati e umanisti (molti sono entrambi), ho incontrato Seager per parlare del motivo per cui la scoperta di esopianeti è importante per tutti noi, la possibilità di trovare vita intelligente su di essi e la sua tenace ricerca di un vero gemello terrestre. La nostra conversazione è stata condensata e modificata per chiarezza.

Adolfo Plasencia: Hai conseguito una laurea in matematica e fisica prima di conseguire un dottorato in astronomia. Puoi parlarci del tuo rapporto con questi campi?

Sara Seager: La matematica per me è solo uno strumento. Lo uso solo come un'applicazione per aiutare a risolvere i problemi anche se so che c'è una bellezza estetica, è una sfida per me raggiungere quel livello. La fisica, invece, mi affascina, molto fenomenale, perché descrive il mondo che ci circonda. E anche se è un po' deludente dover fare molte approssimazioni, vedo la fisica sia come uno strumento che come un bel modo per descrivere l'universo.

A.P.: All'epoca in cui stavi ottenendo il tuo dottorato, l'astronomia degli esopianeti si stava sviluppando molto rapidamente: nel 1995, i ricercatori hanno scoperto il primo pianeta conosciuto in orbita attorno a una stella simile al Sole l'anno successivo, gli scienziati hanno scoperto altri sei esopianeti, tre dei quali erano anche grandi e roventi . L'umanità ha finalmente avuto la prova concreta che l'universo è pieno di altri sistemi solari, qualcosa che fino ad allora era stato un atto di fede nella fantascienza. Quindi gli esopianeti sono entrati nella tua vita anche prima che tu prendessi la decisione di trovarli. È giusto?

SS: Hai ragione: gli esopianeti mi hanno trovato. È un po' come fare un'escursione nella foresta e incontrare un'enorme montagna. Scala la montagna o no? Gli esopianeti mi hanno offerto un'opportunità, che ho colto. Sì, hanno interrotto la mia vita, ma ho dovuto fare una scelta consapevole per seguire il loro percorso.

A.P.: Parliamo del "cosa". Quali caratteristiche deve avere un oggetto celeste per poterlo chiamare un esopianeta? Questo concetto può essere compreso da tutti?

SS: Il modo semplice per vederlo è che ogni stella nel cielo è un sole, e i pianeti del nostro Sistema Solare orbitano attorno al nostro Sole, proprio come gli esopianeti orbitano attorno ad altre stelle o altri soli. Gli esopianeti sono di tutte le masse e di tutte le dimensioni e c'è letteralmente un continuum da un piccolo pianeta roccioso a un pianeta roccioso più grande, a un piccolo pianeta con gas, a un pianeta più grande con gas. Stiamo lottando un po' per decidere come definire i pianeti, ma penso che sia solo meglio vedere il quadro più ampio - che ci sono pianeti di tutte le dimensioni e masse e che la natura forma molti tipi di pianeti, e noi chiamiamo semplicemente un esopianeta un pianeta che orbita intorno a una stella diversa dal nostro Sole.

La natura è sempre più intelligente di noi e potrebbe effettivamente aver implementato qualcosa che è ai limiti della nostra creatività.

A.P.: Secondo l'archivio di esopianeti della NASA, fino ad oggi sono stati scoperti 3.970 esopianeti, in gran parte grazie al telescopio spaziale Kepler, ora in pensione. (Per un certo contesto: nei 4.000 anni dall'emergere dell'astronomia mesopotamica fino agli anni '90, gli scienziati hanno trovato un totale di tre nuovi pianeti, due se non si conta Plutone.) Ad aprile, l'agenzia ha messo in orbita con successo l'esopianeta in transito Survey Satellite, che è stato progettato per identificare altri mondi intorno alle stelle più vicine, avendo finora confermato l'esistenza di 15. Potrebbero essercene decine di miliardi solo nella nostra galassia. Queste idee sembravano inimmaginabili non molto tempo fa. Come puoi convincere le persone responsabili dei budget che cose davvero remote come gli esopianeti sono rilevanti per tutti noi?

SS: Non è difficile convincere nessuno al mondo a qualsiasi livello quanto sia eccitante e avvincente la ricerca di esopianeti rocciosi. In effetti, le persone non hanno bisogno di essere convincenti per capire quanto sia eccitante la ricerca di esopianeti. Quando si tratta di una missione come TESS, c'è una competizione che si svolge nel corso di molti anni, e bisogna avere un caso scientifico molto convincente e un caso tecnico ermetico, ecco perché TESS è stato selezionato dagli alti funzionari della NASA. In generale, però, la comunità astronomica si riunisce e decide quali sono le sue priorità. È come un'onda che attraversa la materia: sempre più astronomi vogliono lavorare sugli esopianeti. Ed è una sorta di processo democratico a un certo livello, decidere quale scienza di quale missione viene scelta. Tuttavia, penso che la scienza degli esopianeti sia molto speciale perché, a differenza della maggior parte dei campi dell'astronomia o della scienza, generalmente cattura il fascino del mondo - e questo include il pubblico in generale e i funzionari di livello superiore che gestiscono il budget - come quasi nessun altro argomento abbiamo mai visto prima.

A.P.: Ci sono molte ipotesi sull'universo: alcuni sostengono che esiste un solo universo, mentre altri affermano che esistono diversi universi collegati tra loro. L'ultima teoria che ho letto descrive l'universo come una sorta di rappresentazione o un enorme ologramma. Cosa ne pensi?

SS: Gli esopianeti erano come la fantascienza, ma ora sono fatti scientifici e il loro studio sembra quasi pratico rispetto al pensare a più universi. Quindi la mia opinione è che lo studio dell'universo multiplo e quello delle dimensioni extra siano davvero più matematica e filosofia che astronomia reale. Penso che ci vorrà del tempo, se mai, prima che avremo un modo per trovare prove reali per qualsiasi universo al di fuori del nostro o anche quello che è veramente il nostro universo.

Sara Seager e Adolfo Plasencia, MIT, 2016. Foto di Rodney Cullen.

A.P.: Vale davvero la pena questo tipo di delibera dal momento che sembra tutto così irreale e impossibile?

SS: Sì, assolutamente è qualcosa che dovrebbe essere discusso. Penso che una grande analogia sia l'inflazione: crediamo che il nostro universo inizialmente dovesse espandersi rapidamente con qualcosa chiamato inflazione, che per alcuni era solo un'idea, un concetto elaborato matematicamente attraverso la fisica, e recentemente abbiamo iniziato a pensare che ci siano prove reali negli echi del Big Bang. Pertanto, qualche idea oggi che sembra un po' folle deve essere elaborata perché qualunque cosa pensiamo, la natura è sempre più intelligente di noi e potrebbe effettivamente aver implementato qualcosa che è ai limiti della nostra creatività. Detto questo, potrebbe esserci un momento in futuro in cui possiamo effettivamente dimostrarlo.

A.P.: Parliamo del "come". È possibile trovare un pianeta remoto che non può essere visto?

SS: La maggior parte dei pianeti viene vista indirettamente. Un pianeta è così piccolo, così piccolo in massa e così debole rispetto alla grande stella che è proprio accanto che è quasi impossibile vedere un pianeta direttamente. Quindi, come per la maggior parte dei pianeti che sono stati scoperti, li vediamo solo indirettamente, per i loro effetti sulla stella che li ospita. L'abbiamo accettato a tal punto che a malapena ne parliamo.

A.P.: Michail Bletsas, ricercatore e Direttore di Computing al MIT Media Lab, si è detto convinto che in questo secolo ci sarà intelligenza non biologica, intelligenza non basata su Homo sapiens. La vita su pianeti remoti potrebbe essere già vita intelligente? Sarebbe paragonabile alla vita umana come la conosciamo? Sarebbe vita biologica o non biologica?

SS: Devo iniziare dicendo che in astronomia siamo più concentrati su ciò che possiamo vedere e trovare e, da remoto, tutto ciò che possiamo vedere sono sostanze chimiche che possiamo vedere nell'atmosfera di altri pianeti. Con i futuri telescopi spaziali saremo in grado di guardare le atmosfere dei pianeti delle dimensioni della Terra e vedere quali sostanze chimiche ci sono qui sulla Terra, le piante e i batteri fotosintetici producono ossigeno, e l'ossigeno è un gas molto reattivo e non dovrebbe essere in la nostra atmosfera, quindi se possiamo vedere l'ossigeno su un pianeta lontano abbiamo un indizio che potrebbe esserci vita biologica che usa la chimica, che usa reazioni chimiche per rilasciare e immagazzinare energia. Dall'astronomia possiamo solo cercare la vita che produce una sorta di sottoprodotto chimico, quindi penso che in astronomia possiamo cercare solo la vita biologica. La mia opinione personale sulla vita che potrebbe attraversare la galassia, se ora stiamo parlando di vita che potrebbe venire sulla Terra, o in futuro, se saremo in grado di viaggiare verso un sistema stellare lontano, è che probabilmente deve essere non biologica perché lo spazio è molto dannoso per le persone. Riusciamo a malapena a sopravvivere sulla Terra, se ci pensate, e la Terra è un posto molto sicuro e ben progettato per noi, o meglio, siamo adattati al nostro ambiente. Quindi penso che per noi inizialmente come esseri umani trovare la vita altrove, è destinato a essere biologico, dal momento che è tutto ciò che possiamo vedere è tutto ciò che sappiamo come fare. Ma se mai pensiamo di viaggiare attraverso la galassia o di vita aliena che viene qui, allora credo a livello personale che non sarà biologico.

Una forma di vita che potrebbe attraversare la galassia o viaggiare in un lontano sistema stellare dovrebbe probabilmente essere non biologica.

A.P.: Ci vuole sempre meno tempo per scoprire un nuovo esopianeta. Alcuni di loro sono più eccitanti di altri per quanto riguarda la possibilità di trovare la vita?

SS: Vorrei fare un passo indietro e dire che, inizialmente, io e altri conoscevamo ogni singolo pianeta extrasolare con il suo nome e le sue caratteristiche quando ce n'erano solo dieci, li conoscevamo tutti. Poi, con il passare degli anni, ce n'erano troppi da ricordare. Se hai uno o due figli, te li ricordi, ma forse se hai tanti pronipoti è come se ce ne fossero troppi da ricordare. Quindi è vero che ora abbiamo meno connessione emotiva. Per quanto riguarda questi nuovi pianeti che sono stati trovati e presumibilmente abitabili - in realtà non sappiamo con certezza se siano abitabili - conosciamo solo le loro dimensioni e la quantità di energia che stanno ricevendo al limite superiore della loro atmosfera. Non sappiamo davvero come siano, non abbiamo abbastanza informazioni su di loro per sapere se sono abitabili, probabilmente è per questo che non mi commuoverei. Nel complesso, non è tanto la distanza quanto l'idea che il nostro universo e la nostra galassia siano pieni di piccoli pianeti rocciosi. Lo sappiamo per certo, sono così comuni - ogni stella deve averne una manciata - ed è emozionante pensare che ogni volta che guardi nel cielo quelle stelle probabilmente hanno un pianeta roccioso, che sia abitabile o meno. Alcuni di loro in realtà lo saranno, quindi il fatto stesso che ne stiamo trovando alcuni rende eccitante pensare a quanti di loro sono effettivamente là fuori.

A.P.: Per il tuo quarantesimo compleanno, hai organizzato una festa non convenzionale al MIT. Hai invitato alcune dozzine di colleghi, tra cui un prestigioso ex astronauta e il direttore dello Space Telescope Science Institute. E hai detto loro che volevi solo un regalo: aiutarti a "tracciare una strategia vincente per trovare un'altra Terra" e farlo nel corso della tua vita. Dimmi di più.

SS: Ho visto l'occasione come una sorta di punto a metà della mia vita, anche se mi aspetto di vivere fino a cento anni o più. Ho invitato tutti i miei cosiddetti amici famosi (legati alla scienza spaziale e all'astrofisica). E ho chiesto loro di essere audaci, non come in una normale conferenza. Ho concesso loro un breve lasso di tempo per dire qualcosa di importante e direi che dalla conferenza non è emersa una sola cosa specifica. Era più una questione di slancio per far sì che tutte queste persone si alzassero lassù e dicessero quanto sia importante trovare un pianeta, come credevano che dobbiamo lavorare di più, che dobbiamo concentrare i nostri sforzi. Penso che abbia lasciato un segno importante nel mondo e ho fatto registrare ogni discorso. Non hai visto la parte successiva in cui abbiamo festeggiato! Quella parte non è stata filmata, ma i discorsi veri e propri sono filmati in modo che le persone possano tornare indietro e guardarli. Quindi sì, ho avuto la sensazione crescente che sia la più grande sfida della mia vita, hai ragione, cercare di trovare un'altra Terra con segni di vita su di essa. Tuttavia, so già che tutte queste persone sono con me. Non sono stati solo gli scienziati che sono venuti e hanno parlato alla riunione, si tratta anche di persone come te che scrivono su di noi, gli spettatori che ci ascoltano, tutti nel mondo che vogliono che abbiamo successo. Quindi, sebbene sia una sfida, crediamo che sia una sfida che possiamo raccogliere e per la quale abbiamo l'aiuto del mondo intero.

Adolfo Plasencia è un blogger, scrittore e opinionista di scienza e tecnologia e autore di "L'universo è un ologramma? Gli scienziati rispondono alle domande più provocatorie.

Sara Seager è un'astrofisica e scienziata planetaria presso il Massachusetts Institute of Technology.


Premio Nobel per la fisica assegnato ai ricercatori di cosmologia ed esopianeti

Tre scienziati hanno ricevuto il premio Nobel per la fisica 2019 per le scoperte rivoluzionarie sull'evoluzione dell'universo e sul posto della Terra al suo interno.

James Peebles, canadese, ha ricevuto la metà del premio di 9 milioni di corone svedesi (740.000 sterline) per le sue scoperte teoriche sull'evoluzione dell'universo. Gli astronomi svizzeri Michel Mayor e Didier Queloz si dividono l'altra metà del premio per la scoperta del primo pianeta oltre il nostro sistema solare.

Peebles è stato premiato per aver gettato le basi per la cosmologia moderna, compresa la sua realizzazione che la debole radiazione a microonde che ha riempito il cosmo 400.000 anni dopo il Big Bang contiene indizi cruciali su come appariva l'universo in questa fase primitiva e su come si è evoluto nei successivi 13 miliardi anni.

Mayor e Queloz sono stati riconosciuti per la loro scoperta congiunta nel 1995 del primo esopianeta, a 50 anni luce di distanza nella costellazione di Pegaso. Il pianeta, 51 Pegasi b, è una palla gassosa circa 150 volte più massiccia della Terra e ha una temperatura superficiale rovente di circa 1.000°C.

Queloz, che ricopre incarichi presso l'Università di Ginevra e l'Università di Cambridge, ha detto in una conferenza stampa a Londra che si aspettava una chiamata su una sovvenzione a cui stava lavorando quando è arrivata la notizia.

"Non riuscivo affatto a pensare, ho avuto un blackout completo perché emotivamente è stato estremamente intenso", ha detto. A metà pomeriggio non era ancora riuscito a contattare il suo ex supervisore e collega sindaco laureato, che ha definito "tipico Michel".

La coppia ha scoperto l'esopianeta utilizzando una tecnica sofisticata nota come spettroscopia Doppler, che misura la minuscola oscillazione di una stella che si verifica quando la coppia stella-pianeta si sposta attorno a un centro di gravità comune. Questo movimento oscillante sposta alternativamente il blu e il rosso della luce dalla stella.

Quando Queloz e Mayor hanno avviato la ricerca era con basse aspettative di trovare qualcosa perché ci si aspettava che qualsiasi pianeta abbastanza massiccio da creare uno spostamento Doppler misurabile avesse orbite così lunghe che l'oscillazione avrebbe richiesto anni per rilevare. Sorprendentemente, però, hanno trovato un enorme pianeta seduto molto vicino alla sua stella ospite, con un'orbita di soli quattro giorni.

"Dato che era così vicino alla sua stella, nessuno ci credeva davvero", ha detto Queloz, aggiungendo che ci sono voluti diversi anni per convincere il mondo che la scoperta era reale.

Da allora, gli astronomi hanno trovato più di 4.000 esopianeti in un'incredibile gamma di dimensioni, forme e orbite. L'apprendimento di questi mondi strani e vari oltre il nostro sistema solare ha trasformato la comprensione di come si sono formati i pianeti e ha dato nuova attenzione alla domanda se potrebbe esserci vita aliena da qualche parte.

Queloz ha detto che il gran numero di pianeti rendeva difficile credere che il nostro fosse l'unico ad ospitare la vita.

“Potremmo scoprire che la vita è estremamente rara. Sappiamo che la vita è speciale, ma potremmo non riconoscere quanto sia speciale o rara", ha detto. “Non è impossibile che nei prossimi 20-30 anni ci saranno nuovi tipi di apparecchiature in grado di rispondere a questa domanda. Se troveranno qualcosa è aperto.

A Peebles è attribuito lo sviluppo degli strumenti teorici che hanno permesso agli scienziati di eseguire un inventario cosmico di ciò di cui è fatto l'universo, dimostrando che la materia ordinaria costituisce solo il 5% dei suoi contenuti conosciuti, mentre il resto è materia oscura ed energia oscura.

"Dobbiamo ancora ammettere che la materia oscura e l'energia oscura sono misteriose", ha detto Peebles alla Royal Swedish Academy of Sciences martedì. "Ci sono ancora molte domande aperte... cosa diavolo è questa materia oscura?"

Ripensando alla sua carriera che dura da mezzo secolo, Peebles, che è il professore emerito di scienze Albert Einstein all'Università di Princeton, ha affermato di non aver mai intrapreso un grande piano.

“Potrei pensare a una o due cose da fare in cosmologia. Li ho appena fatti e ho continuato", ha detto. “I premi e i riconoscimenti sono affascinanti, molto apprezzati, ma non fanno parte dei tuoi piani. Dovresti entrare nella scienza perché ne sei affascinato”.

Il professor Sir Martin Rees, astronomo reale britannico, ha descritto Peebles come il "leader più influente e rispettato della cosmologia empirica, con un record di successi che dura da mezzo secolo".

Ha detto: “Lo studio degli esopianeti è forse il campo più vivace dell'astronomia. Ora sappiamo che la maggior parte delle stelle è orbitata da un seguito di pianeti. Potrebbero esserci un miliardo di pianeti nella nostra galassia che assomigliano alla Terra (di dimensioni simili e ad una distanza dalla loro stella madre dove può esistere acqua liquida). Questo ci porta a un passo verso l'affascinante questione di rilevare prove di vita sul più vicino di questi esopianeti”.

Lunedì, due americani, William Kaelin e Gregg Semenza, e il britannico Peter Ratcliffe hanno vinto il premio Nobel per la fisiologia o la medicina per aver scoperto i dettagli di come le cellule del corpo percepiscono e reagiscono a bassi livelli di ossigeno, fornendo un punto d'appoggio per lo sviluppo di nuovi trattamenti per l'anemia, cancro e altre malattie.

The winner of the Nobel prize for chemistry will be announced on Wednesday, two literature prizes will be awarded on Thursday, and the peace prize on Friday. This year, two literature prizes will be handed out because last year’s was suspended after a scandal rocked the Swedish Academy.


An Earth-size planet in the habitable zone? New NASA discovery is one special world.

HONOLULU — When scientists search for alien planets, they get a special thrill when they find one that seems to reflect our own world back to us.

TOI 700 d is the newest member of that elite club. The planet was discovered courtesy of NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite, or TESS, as one of three worlds in a distant solar system. Unlike its neighbors — and the vast majority of planets scientists have identified so far — it seems to be about the same size as Earth and to orbit its star at a distance that would allow water to remain liquid on its surface. The discovery was announced here on Jan. 6 at the 235th meeting of the American Astronomical Society.

As an Earth-size planet in its star's habitable zone, TOI 700 d is a big deal for scientists. "We really want to understand the question, could life form on these planets around very small stars? And this is kind of a nice big step towards that goal," Joseph Rodriguez, an astronomer at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Massachusetts, told Space.com. "We're nowhere near it yet and we're talking, probably, decades, if not much, much longer to answer this question. but we're making steps towards arguably one of the biggest questions in science — and not just science but philosophy, religion and a lot of other things."

But for all their excitement, the scientists involved in the discovery don't know a whole lot about TOI 700 d. First, they know about its star, a red dwarf that appears to be a more pleasant sun than some. Active stars can fling bursts of radiation and of highly charged material at planets orbiting them, potentially sterilizing these worlds.

"The star is absolutely quiet," Emily Gilbert, a graduate student in astronomy at the University of Chicago, told Space.com. "We had 11 [months] of TESS data and I didn't see a single flare. The star is a little bit older so it's kind of calmed down a bit over its lifetime, we expect."

The scientists have spotted three planets so far around this quiet star: TOI 700 b, c and d. The first two orbit too close to the star to be promising worlds for life, but the third orbits in the magic ring scientists call the habitable zone, where temperatures allow water to remain liquid on a planet's surface. "It's actually farther into the habitable zone than Earth Earth itself is barely habitable," Gilbert said.

They are also confident, although not positive, that this planet is tidally locked — the same side always faces its star in a constant day, while the other side is in constant night.

But from there, the uncertainties start to pile up. In particular, the scientists working on TOI 700 d want one crucial measurement: its mass. That number would clarify how likely the planet is to be a rocky world like ours, rather than a gassy body that looks like a small sibling of Neptune.

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They've announced their findings anyway because that measurement is going to be very hard to get. "There are facilities that can do it," Rodriguez said. "But there's only a few, it's going to take years probably and multiple campaigns and hundreds of observations."

The scientists also don't know right now whether the planet has an atmosphere, a vital clue when looking for potential life. "If you have just a rock, no one can live there," Gilbert said. Unfortunately, answering that question will be even more difficult than measuring the world's mass.

So for now, scientists are assuming TOI 700 d is rocky, and using models to try to bridge the gap between what they know about the planet and what they know about what life requires. "Modeling helps us say, how robust is this planet? How well can it maintain habitable surface temperatures under all these conditions?" Gabrielle Engelmann-Suissa, a Universities Space Research Association visiting research assistant at NASA's Goddard Space Flight Center in Maryland, told Space.com.

All told, Engelmann-Suissa and her colleagues ran 20 different models, each starting with a different combination of surface characteristics: Is the world covered in land, or is it covered in water? And atmospheres? Like Earth's today, like ancient Earth's, or like that of Mars, for example.

Engelmann-Suissa and her colleagues have no idea which of those models is a better match for the reality of TOI 700 d — if any of them are. "It sounds like a free-for-all and it kind of is when you model all these types of planets," she said. But the point isn't to stumble upon a scenario that matches the distant truth. Instead, it's to get a sense of the range of possibilities and to understand whether scientific instruments could distinguish between them.

On the first front, the TOI 700 d models look somewhat promising. "None of them went into a runaway greenhouse effect," Engelmann-Suissa said. "In no simulation that we studied did the ocean evaporate, which is cool, that's a good sign." She added that the global average temperatures ranged fairly dramatically, but not beyond the bounds of what scientists can imagine particularly hardy life withstanding.

The hottest simulation, for example, turned up an average surface temperature of about 196 degrees Fahrenheit (91 degrees Celsius). "That's way too hot for us to be comfortable," Engelmann-Suissa said. "It's really hot, but it would kind of be presumptuous to say there's no life"

Modeling's second goal, to better understand how instruments could see the world, offers a grimmer evaluation of TOI 700 d. Nothing scientists have right now will be able to begin to differentiate between all these possible flavors of planet. NASA's next major telescope, the Telescopio spaziale James Webb, won't be able to either, and most future concept designs rely on similar apparatuses.

"That's a big problem in our field, there's kind of dim prospects for looking at these planets," Engelmann-Suissa said. "We need to really experiment with detectors and figure out, OK, how can we get this signal precision? Luckily, it's not my problem."

But what the scientists do know for sure is that starting this summer, TESS will again be pointed toward TOI 700 — and that could reveal whole new mysteries to try to solve. "Maybe we'll find out that we don't know the architecture of the system: Hey, there's a few more planets," Rodriguez said. "Maybe it's something where it starts to resemble our own solar system, which seems to be uncommon.

"But we just don't know, and I think that's really interesting," Rodriguez said. "We're going to have a lot more data and we're just starting to peel the orange and figure out what's going on with the system."


Giant exoplanet hunters: Look for debris disks

There's no map showing all the billions of exoplanets hiding in our galaxy -- they're so distant and faint compared to their stars, it's hard to find them. Now, astronomers hunting for new worlds have established a possible signpost for giant exoplanets.

A new study finds that giant exoplanets that orbit far from their stars are more likely to be found around young stars that have a disk of dust and debris than those without disks. The study, published in Il Giornale Astronomico, focused on planets more than five times the mass of Jupiter. This study is the largest to date of stars with dusty debris disks, and has found the best evidence yet that giant planets are responsible for keeping that material in check.

"Our research is important for how future missions will plan which stars to observe," said Tiffany Meshkat, lead author and assistant research scientist at IPAC/Caltech in Pasadena, California. Meshkat worked on this study as a postdoctoral researcher at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena. "Many planets that have been found through direct imaging have been in systems that had debris disks, and now we know the dust could be indicators of undiscovered worlds."

Astronomers found the likelihood of finding long-period giant planets is nine times greater for stars with debris disks than stars without disks. Caltech graduate student Marta Bryan performed the statistical analysis that determined this result.

Researchers combined data from 130 single-star systems with debris disks detected by NASA's Spitzer Space Telescope, and compared them with 277 stars that do not appear to host disks. The two star groups were between a few million and 1 billion years old. Of the 130 stars, 100 were previously scanned for exoplanets. As part of this study, researchers followed up on the other 30 using the W. M. Keck Observatory in Hawaii and the European Southern Observatory's Very Large Telescope in Chile. They did not detect any new planets in those 30 systems, but the additional data helped characterize the abundance of planets in systems with disks.

The research does not directly resolve why the giant exoplanets would cause debris disks to form. Study authors suggest the massive gravity of giant planets causes small bodies called planetesimals to collide violently, rather than form proper planets, and remain in orbit as part of a disk.

"It's possible we don't find small planets in these systems because, early on, these massive bodies destroyed the building blocks of rocky planets, sending them smashing into each other at high speeds instead of gently combining," said co-author Dimitri Mawet, a Caltech associate professor of astronomy and a JPL senior research scientist.

On the other hand, giant exoplanets are easier to detect than rocky planets, and it is possible that there are some in these systems that have not yet been found.

Our own solar system is home to gas giants responsible for making "debris belts" -- the asteroid belt between Mars and Jupiter, shaped by Jupiter, and the Kuiper Belt, shaped by Neptune. Many of the systems Meshkat and Mawet studied also have two belts, but they are also much younger than ours -- up to 1 billion years old, compared to our system's present age of 4.5 billion years. The youth of these systems partly explains why they contain much more dust -- resulting from the collisions of small bodies -- than ours does.

One system discussed in the study is Beta Pictoris, which has been directly imaged from ground-based telescopes. This system has a debris disk, comets and one confirmed exoplanet. In fact, scientists predicted this planet's existence well before it was confirmed, based on the presence and structure of the prominent disk.

In a different scenario, the presence of two dust belts in a single debris disk suggests there are likely more planets in the system whose gravity maintains these belts, as is the case in the HR8799 system of four giant planets. The gravitational forces of giant planets nudge passing comets inward toward the star, which could mimic the period of our solar system's history about 4 billion years ago known as the Late Heavy Bombardment. Scientists think that during that period, the migration of Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune deflected dust and small bodies into the Kuiper and asteroid belts we see today. When the Sun was young, there would have been a lot more dust in our solar system as well.

"By showing astronomers where future missions such as NASA's James Webb Space Telescope have their best chance to find giant exoplanets, this research paves the way to future discoveries," said Karl Stapelfeldt of JPL, chief scientist of NASA's Exoplanet Exploration Program Office and study co-author.


The future of humanity: can we avert disaster?

Climate change and artificial intelligence pose substantial — and possibly existential — problems for humanity to solve. Can we?

  • Just by living our day-to-day lives, we are walking into a disaster.
  • Can humanity wake up to avert disaster?
  • Perhaps COVID was the wake-up call we all needed.

Does humanity have a chance for a better future, or are we just unable to stop ourselves from driving off a cliff? This was the question that came to me as I participated in a conference entitled The Future of Humanity hosted by Marcelo's Institute for Cross-Disciplinary Engagement. The conference hosted an array of remarkable speakers, some of whom were hopeful about our chances and some less so. But when it came to the dangers facing our project of civilization, two themes appeared in almost everyone's talks.

And here's the key aspect that unifies those dangers: we are doing it to ourselves.


Gliese 832c: Potentially Habitable Super-Earth Discovered 16 Light-Years Away

A team of astronomers led by Dr Robert Wittenmyer of the University of New South Wales has discovered a super-Earth orbiting near the inner edge of the habitable zone of Gliese 832 (GJ 832), a red-dwarf star previously known to host a cold Jupiter-like exoplanet.

Artistic representation of the potentially habitable exoplanet Gliese 832 c as compared with Earth. Image credit: PHL / UPR Arecibo.

Gliese 832, also known as HD 204961 or LHS 3685, is a M1.5 dwarf located in the constellation Grus, about 16 light-years from Earth. It has about half the mass and radius of the Sun.

This star is already known to harbor Gliese 832b, a cold Jupiter-like planet discovered in 2009.

“With an outer giant planet and an interior potentially rocky planet, this planetary system can be thought of as a miniature version of our Solar System,” said Prof Chris Tinney, an astronomer with the University of New South Wales and a co-author of the discovery paper accepted for publication in the Giornale Astrofisico (arXiv.org pre-print).

The Habitable Exoplanets Catalog now has 23 objects of interest including Gliese 832c. Image credit: PHL / UPR Arecibo.

The newly discovered exoplanet, labeled Gliese 832c, has an orbital period of 35.68 days, a mass 5.4 times that of Earth’s and receives about the same average energy as Earth does from the Sun.

Gliese 832c might have Earth-like temperatures, albeit with large seasonal shifts, given a similar terrestrial atmosphere.

“If the planet has a similar atmosphere to Earth it may be possible for life to survive, although seasonal shifts would be extreme,” Prof Tinney said.

A denser atmosphere, something expected for Super-Earths, could easily make this planet too hot for life and a Super-Venus instead.

Artistic representation of the potentially habitable Super-Earth Gliese 832c with an actual photo of its parent star, center, taken on June 25, 2014 from Aguadilla, Puerto Rico. Image credit: Efrain Morales Rivera / Astronomical Society of the Caribbean / PHL / UPR Arecibo.

The Earth Similarity Index of Gliese 832c (0.81) is comparable to exoplanets Gliese 667Cc (0.84) and Kepler-62e (0.83). This makes it one of the top three most Earth-like planets according to the ESI and the closest one to Earth of all three, a prime object for follow-up observations.

Gliese 832c was discovered from its gravitational pull on its star, which causes the star to wobble slightly.

Dr Wittenmyer, Prof Tinney and their colleagues used the Anglo-Australian Telescope, the 6.5-m Magellan Telescope and the European Southern Observatory 3.6-m telescope to make this new discovery.

Orbital analysis of Gliese 832c. Image credit: PHL / UPR Arecibo.

Gliese 832b and c are a scaled-down version of our own Solar System, with an inner potentially Earth-like planet and an outer Jupiter-like giant planet. Gliese 832b may well played a similar dynamical role in the system to that played by Jupiter in our Solar System.

“It will be interesting to know if any additional objects in the Gliese 832 system follow this familiar Solar System configuration, but this architecture remains rare among the known exoplanet systems,” the scientists said.