A una distanza di 4,37 anni luce dalla Terra, Alpha Centauri è il sistema stellare più vicino al nostro. Per generazioni, scienziati e pensatori speculativi hanno meditato se potesse avere un sistema planetario come il nostro Sole e se anche la vita potesse esistere lì. Sfortunatamente, i recenti sforzi per localizzare pianeti extra-solari in questo sistema stellare sono falliti, con potenziali rilevamenti successivamente mostrati come il risultato di artefatti nei dati.
In risposta a questi sforzi falliti, sono stati sviluppati molti altri progetti ambiziosi per trovare esopianeti attorno a Alpha Centauri. Questi includono telescopi spaziali per imaging diretto come Project Blue e la missione interstellare nota come Breakthrough Starshot. Ma secondo un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università di Yale, i dati esistenti possono essere utilizzati per determinare la probabilità dei pianeti in questo sistema (e anche di che tipo).
Lo studio che ha dettagliato i loro risultati è apparso di recente in The Astronomical Journalcon il titolo "Rilevabilità dei pianeti nel sistema Alpha Centauri". Lo studio è stato condotto da Lily Zhao, uno studente laureato dell'Università di Yale e un collega della National Science Foundation (NSF), ed è stato co-autore di Debora Fischer, John Brewer e Matt Giguere di Yale e Bárbara Rojas-Ayala dell'Università Andrés Bello in Cile.
Per motivi di studio, Zhao e il suo team hanno considerato il motivo per cui gli sforzi per localizzare i pianeti all'interno del sistema stellare più vicino al nostro finora sono falliti. Ciò è sorprendente se si considera come, statisticamente parlando, Alpha Centauri abbia molto probabilmente un sistema se proprio. Come ha indicato il prof. Fischer in un recente comunicato stampa di Yale News:
"L'universo ci ha detto che i tipi più comuni di pianeti sono piccoli pianeti, e il nostro studio mostra che questi sono esattamente quelli che hanno più probabilità di essere in orbita attorno agli Alpha Centauri A e B ... Poiché Alpha Centauri è così vicino, è la nostra prima fermata al di fuori del nostro sistema solare. Ci sono quasi sicuramente pianeti piccoli e rocciosi attorno agli Alpha Centauri A e B. "
Oltre ad essere professore di astronomia all'Università di Yale, Debora Fischer è anche uno dei leader del gruppo esopianeti Yale. Come esperta nel suo campo, Fischer ha dedicato decenni della sua vita alla ricerca di esopianeti e alla ricerca di analoghi della Terra oltre il nostro Sistema Solare. Con un finanziamento parziale fornito dalla NASA e dalla National Science Foundation, il team ha fatto affidamento sui dati esistenti raccolti da alcuni degli ultimi strumenti di caccia agli esopianeti.
Questi includevano CHIRON, uno spettrografo montato sul sistema di telescopi per la ricerca dell'apertura piccola e moderata (SMARTS) presso l'Osservatorio interamericano di Cerro Telolo (CTIO) in Cile. Questo strumento è stato costruito dal team di Fischer e i dati forniti sono stati combinati con gli strumenti ad alta precisione per la ricerca del pianeta a velocità radiale (HARPS) e con gli strumenti a raggi ultravioletti e visivi Echelle Spectrograph (UVES) sul Very Large Telescope (VLT) dell'ESO.
Utilizzando dieci anni di dati raccolti da questi strumenti, Zhao e i suoi colleghi hanno quindi creato un sistema a griglia per il sistema Alpha Centauri. Invece di cercare segni di pianeti che esistevano, hanno usato i dati per escludere quali tipi di pianeti non potevano esistere lì. Come Zhao ha detto a Space Magazine via e-mail:
“Questo studio è stato speciale in quanto ha utilizzato i dati esistenti del sistema Alpha Centauri non per trovare pianeti, ma per caratterizzare quali pianeti non potevano esistere. In tal modo, ha restituito ulteriori informazioni sul sistema nel suo insieme e fornisce una guida per future osservazioni su questo sistema unicamente carismatico.
Inoltre, il team ha analizzato la composizione chimica delle stelle nel sistema Alpha Centauri per saperne di più sui tipi di materiale che sarebbe disponibile per formare i pianeti. Sulla base dei diversi valori ottenuti dalle campagne di osservazione condotte da diversi telescopi sulle tre stelle di Alpha Centauri (Alpha, Beta e Proxima), sono stati in grado di porre vincoli su quali tipi di pianeti potrebbero esistere lì.
"Abbiamo scoperto che i dati esistenti escludono i pianeti nella zona abitabile al di sopra di 53 masse terrestri per Alpha Centauri A, 8,4 masse terrestri per Alpha Centauri B e 0,47 masse terrestri per Proxima Centauri", ha affermato Zhao. "Per quanto riguarda le composizioni chimiche, abbiamo scoperto che i rapporti carbonio / ossigeno e magnesio / silicio per Alpha Centauri A e B sono abbastanza simili a quelli del sole".
Fondamentalmente, i risultati del loro studio hanno effettivamente escluso la possibilità di eventuali giganti gassosi di dimensioni di Giove nel sistema Alpha Centauri. Per Alpha Centauri A, hanno inoltre scoperto che potevano esistere pianeti con meno di 50 masse terrestri, mentre Alpha Centauri B poteva avere pianeti più piccoli di 8 masse terrestri. Per Proxima Centauri, che sappiamo di avere almeno un pianeta simile alla Terra, hanno stabilito che potrebbero esserci più di meno della metà della massa terrestre.
Oltre a offrire speranza ai cacciatori di esopianeti, questo studio porta con sé alcune implicazioni piuttosto interessanti per l'abitabilità planetaria. Fondamentalmente, la presenza di pianeti rocciosi nel sistema è incoraggiante; ma senza giganti gassosi, potrebbe mancare un ingrediente chiave per garantire che i pianeti rimangano abitabili.
"[N] ot solo potrebbero esserci ancora pianeti abitabili di massa terrestre intorno ai nostri vicini stellari più vicini, ma non ci sono anche giganti gassosi che potrebbero mettere in pericolo la sopravvivenza di questi pianeti rocciosi potenzialmente abitabili", ha detto Zhao. "Inoltre, se questi pianeti esistono, è probabile che abbiano composizioni simili alla nostra stessa Terra data la somiglianza in Alpha Cen A / B e il nostro amato Sole."
Al momento, non ci sono strumenti che sono stati in grado di confermare l'esistenza di esopianeti in Alpha Centauri. Ma come indicato da Zhao, lei e i suoi compagni di squadra sono ottimisti sul fatto che i sondaggi futuri avranno la sensibilità necessaria per farlo:
"[T] il suo stesso mese ha visto la messa in servizio di numerosi strumenti di prossima generazione che promettono la precisione necessaria per scoprire questi possibili pianeti nel prossimo futuro, e questa analisi ha dimostrato che vale la pena continuare a cercare!"
Questi includono lo Echelle SPectrograph costruito dall'ESO per il Rocky Exoplanet e lo Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) - che è stato recentemente installato presso l'Osservatorio Paranal - e lo EXtreme PREcision Spectrometer (EXPRES) costruito all'Università di Yale. Quest'ultimo strumento sta attualmente conducendo una corsa di osservazione presso l'Osservatorio Lowell in Arizona, a cui Zhao partecipa.
"Questi strumenti promettono una precisione fino a 10-30 cm / se dovrebbero essere in grado di rilevare molti pianeti più piccoli e più lontani, come pianeti abitabili attorno alle stelle Centauri", ha detto Zhao. "Il campo visivo di questi due strumenti è leggermente diverso (ESPRESSO ha l'emisfero meridionale, dove è Alpha Centauri, mentre EXPRES copre l'emisfero settentrionale, ad esempio dove si trovano il Keplero e molti dei campi del K2)."
Con nuovi strumenti a loro disposizione e metodi come quello sviluppato da Zhao e dal suo team, il sistema stellare più vicino alla Terra diventerà sicuramente un vero e proprio tesoro per gli astronomi e i cacciatori di esopianeti nei prossimi anni. E tutto ciò che troviamo lì diventerà sicuramente target per studi diretti di gruppi come Project Blue e Breakthrough Starshot. Se ET risiede alla porta accanto, saremo sicuri di sentirlo presto!
