MONDI CON DUE SOLI E ACQUA ALLO STATO LIQUIDO

In cerca di stelle binarie con esopianeti abitabili

Ci sono pianeti abitabili nei sistemi di stelle binarie? Questo l'argomento al centro dello studio pubblicato oggi sulla rivista The Astrophysical Journal, firmato da quattro ricercatori Inaf. Il gruppo ha analizzato in maniera sistematica la capacità di sistemi stellari binari di ospitare esopianeti nella cosiddetta fascia di abitabilità, una particolare zona all’interno di ogni sistema in cui un pianeta potrebbe ospitare forme di vita grazie all’esistenza di acqua in forma liquida

     12/11/2020
Social buttons need cookies

Rappresentazione artistica di un esopianeta che orbita attorno a due stelle. Crediti: Nasa’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith

Un gruppo di ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) ha studiato in maniera sistematica la capacità di sistemi stellari binari di ospitare esopianeti nella cosiddetta fascia di abitabilità, una particolare zona all’interno di ogni sistema in cui un pianeta potrebbe ospitare forme di vita grazie all’esistenza di acqua in forma liquida. Il team, guidato da Paolo Simonetti e da Giovanni Vladilo, è stato il primo a studiare l’abitabilità attorno a stelle binarie in modo sistematico, utilizzando una popolazione simulata di sistemi binari rappresentativa della popolazione realmente presente nella Via Lattea. Tra le altre cose, hanno dedotto la possibilità di avere zone abitabili fino a 10 volte più ampie rispetto a quelle di sistemi stellari singoli. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal.

Circa il 40 per cento delle stelle della Via Lattea sono inserite in un sistema binario, formato da due stelle che orbitano attorno ad un baricentro comune. In un sistema binario i pianeti possono orbitare attorno a entrambe le stelle (orbita circumbinaria) oppure attorno a una delle due stelle (orbita circumstellare). Per stimare l’effettiva abitabilità di tali orbite si è tenuto conto che nei sistemi binari esistono regioni di instabilità in cui, se si formasse un pianeta, questo verrebbe prima o poi distrutto o espulso dal sistema. 

«Nel nostro articolo», spiega Simonetti, dottorando all’Università di Trieste e associato presso l’Inaf della medesima città, «abbiamo studiato la probabilità che un sistema binario possieda una fascia di abitabilità circumbinaria e/o delle fasce di abitabilità circumstellari. Per fare questo, al computer è stata generata una popolazione di sistemi binari, scegliendo la massa delle due stelle, la loro separazione e la loro eccentricità dalle distribuzioni osservate di queste quantità. In questo modo, la popolazione di stelle riproduce quella reale delle binarie della nostra galassia. A questo punto abbiamo analizzato questa popolazione, calcolando per ogni sistema la posizione delle zone abitabili e delle regioni di instabilità. Se in un certo sistema la regione di instabilità si sovrappone alla zona abitabile, allora in quel sistema non ci potranno essere pianeti abitabili. Al contrario, se la regione di instabilità e la zona abitabile sono ben lontane l’una dall’altra, allora il sistema può potenzialmente ospitare un pianeta in grado di sostenere la vita, come la Terra». 

Dai dati raccolti, gli esperti hanno potuto confermare che le zone abitabili circumstellari sono comuni, tra l’80 e il 90 per cento delle binarie possano supportarle. Hanno inoltre scoperto che, al contrario, le zone abitabili circumbinarie sono rare: non più del 5 per cento delle binarie ne hanno una. «Pianeti abitabili come il famoso Tatooine di Star Wars devono essere estremamente rari nella Via Lattea. Inoltre, i nostri risultati permettono di stabilire la probabilità che un sistema binario  abbia una zona abitabile (circumbinaria o circumstellare) sulla base delle sue caratteristiche osservabili (masse stellari, separazione media, eccentricità) e possono così fungere da guida per le future campagne  osservative. Ad esempio, una eccentricità del sistema binario anche di poco diversa da zero fa crollare la  probabilità di trovare zone abitabili circumbinarie», osserva Simonetti.  

I ricercatori dell’Inaf hanno scoperto che le zone abitabili dei sistemi binari possono essere più ampie rispetto a quelle attorno a stelle singole di uguale classe spettrale. Quelle circumbinarie – nei rari casi in cui esistono – guadagnano fino al 40 per cento della larghezza, mentre quelle circumstellari possono essere fino a 10 volte più larghe.  Tutto questo spazio in più permette di ospitare un numero maggiore di pianeti abitabili nello stesso sistema e di avere pianeti non bloccati marealmente attorno a stelle secondarie della classe delle nane rosse. 

«Il blocco mareale è quel fenomeno che costringe un pianeta a dare sempre la  stessa faccia alla stella attorno a cui orbita», sottolinea Simonetti. «Questo fenomeno è tanto più probabile quanto più vicino un  pianeta orbita attorno alla sua stella. Nelle stelle di piccola massa, chiamate anche nane rosse, la zona  abitabile è così vicina da fare sì che un eventuale pianeta che vi si trovasse dentro sarebbe sicuramente  bloccato marealmente. Chiaramente dare sempre la stessa faccia alla stella può produrre un clima estremo  che rende molto meno probabile la nascita e lo sviluppo della vita». E conclude: «Quello che noi abbiamo scoperto è che, se la nana rossa fa parte di un sistema binario, può in teoria avere una zona abitabile molto più estesa. In  questo modo, un eventuale pianeta potrebbe orbitare più lontano, sfuggendo così al blocco mareale, ma essere comunque sufficientemente riscaldato da avere acqua liquida».

Per saperne di più: