Grazie ai dati raccolti dal satellite Kepler, gli astronomi hanno scoperto migliaia di sistemi planetari extrasolari nella nostra galassia, molti dei quali hanno più pianeti in orbita intorno alla singola stella ospite. Analizzando questi sistemi planetari, i ricercatori dell’Australian National University e del Niels Bohr Institute di Copenhagen hanno calcolato la percentuale di stelle della Via Lattea che potrebbero ospitare pianeti nella zona abitabile. I risultati mostrano che miliardi di stelle potrebbero avere da uno a tre pianeti nella zona abitabile, ovvero dove è possibile trovare acqua allo stato liquido. Questo lavoro è stato pubblicato sulla rivista scientifica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
L’immagine mostra uno schema delle diverse zone abitabili (indicate in verde) per stelle di diversa massa e temperatura. Crediti: NASA/Kepler Mission/Dana Berry
I pianeti che orbitano vicino alle proprie stelle avrebbero temperature troppo alte per ospitare la vita, così per scoprire se all’interno di quei sistemi è possibile trovare pianeti nella zona abitabile, un gruppo di ricercatori della Australian National University e del Niels Bohr Institute dell’Università di Copenaghen ha effettuato calcoli basati su una versione rivisitata di un metodo di 250 anni fa: la legge di Titius-Bode.
La legge di Titius-Bode risale circa al 1770 e ha permesso di calcolare la posizione di Urano prima che venisse scoperto. La legge stabilisce che esiste un rapporto preciso fra i periodi orbitali dei pianeti in un sistema planetario. Ovvero il rapporto tra il periodo orbitale del primo e del secondo pianeta è uguale al rapporto tra il secondo e il terzo pianeta e così via. Pertanto, sapendo quanto tempo occorre ad alcuni pianeti per orbitare intorno alla propria stella, è possibile calcolare le orbite di altri pianeti nel sistema planetario. È inoltre possibile valutare se un pianeta ‘manca’ nella sequenza.
«Abbiamo deciso di utilizzare questo metodo per calcolare le potenziali posizioni dei pianeti in 151 sistemi in cui il satellite Kepler aveva già trovato da 3 a 6 pianeti. In 124 di questi sistemi planetari la legge di Titius-Bode fornisce risultati corretti per la posizione dei pianeti, e abbiamo quindi cercato di utilizzarla per prevedere dove potessero trovarsi altri pianeti non ancora osservati. Per questo studio abbiamo selezionato solo i sistemi dove c’è una buona probabilità di poter osservare i pianeti mancanti con il satellite Kepler », dice Steffen Kjær Jacobsen, dottorando del gruppo di ricerca di Astrofisica e Scienze Planetarie presso l’Niels Bohr Institute dell’Università di Copenaghen e co-autore dello studio.
In 27 dei 151 sistemi planetari studiati, i pianeti che erano stati osservati non si adattavano alla legge di Titius-Bode. I ricercatori hanno quindi cercato di collocare i pianeti nelle possizioni previste dal modello, e quindi hanno aggiunto i pianeti che sembravano mancare tra i pianeti già noti. In questo modo hanno previsto un totale di 228 pianeti in 151 sistemi.
«Abbiamo poi selezionato 77 pianeti in 40 sistemi planetari, poiché erano quelli con la più alta probabilità di transitare davanti alla stella ospite, e di essere quindi visti da Kepler. Abbiamo incoraggiato anche altri ricercatori a cercare questi pianeti. Se dovessimo trovarli, sarebbe un’indicazione che la teoria funziona», spiega Steffen Kjær Jacobsen.
I pianeti che orbitano molto vicino ad una stella sono troppo caldi. Di contro, pianeti troppo lontani dalla stella ospite sarebbero troppo freddi. La zona abitabile intermedia, dove c’è la possibilità di presenza di acqua liquida, non si trova ad una distanza fissa. La zona abitabile di un sistema planetario varia a seconda delle dimensioni e della luminosità della stella ospite.
I ricercatori hanno stimato il numero di pianeti nella zona abitabile sulla base dei pianeti aggiunti utilizzando la legge di Titius-Bode, ottenendo un valore pari a 1-3 pianeti per ognuno dei 151 sistemi studiati.A partire da questi 151, ora stanno procedendo ad un ulteriore controllo su 31 sistemi planetari all’interno dei quali erano già presenti pianeti nella zona abitabile o dove è stata necessaria l’aggiunta di un solo pianeta in più.
«I nostri calcoli hanno mostrato che in questi 31 sistemi planetari c’era una media di due pianeti nella zona abitabile ciascuno. Secondo le statistiche e le indicazioni che abbiamo, buona parte dei pianeti presenti nella zona abitabile sarà composta da pianeti solidi, su cui potremmo trovare acqua allo stato liquido e dove la vita potrebbe esistere», afferma Steffen Kjær Jacobsen.
Se poi estendiamo questi calcoli a regioni più vaste, questo risultato indica che solo nella nostra galassia potrebbero esserci miliardi di stelle con pianeti nella zona abitabile.
Steffen Kjær Jacobsen spiega che il prossimo passo sarà incoraggiare altri ricercatori ad analizzare nuovamente i dati Keplero per i 40 sistemi planetari che sembrano ben posizionati per le osservazioni con il satellite Kepler.