L'albero genealogico degli esopianeti nella nostra galassia! I pianeti nascono da dischi vorticosi di gas e polvere chiamati dischi protoplanetari. I dischi crescono fino a diventare pianeti giganti come Giove, così come pianeti più piccoli per lo più tra le dimensioni della Terra e Nettuno, compresi gli esopianeti noti come super-Terre e mini-Nettuno. Naoyuki Noda/Getty Images/NASA/Kepler/Caltech (T. Pyle) Un nuovo catalogo di scoperte di esopianeti del telescopio spaziale Kepler della NASA ha rivelato due distinti gruppi di dimensioni di piccoli mondi alieni, una scoperta che probabilmente avrà un enorme impatto sulla ricerca di vita extraterrestre.
"Questa è una nuova importante divisione nell'albero genealogico dei pianeti, analogo a scoprire che mammiferi e lucertole sono rami distinti sull'albero della vita, " disse il professore di astronomia Andrew Howard, che lavora al California Institute of Technology (Caltech) in una dichiarazione.
Durante la missione primaria di Keplero, ha fissato senza battere ciglio lo stesso pezzo di cielo per quattro anni (dal 2009 al 2013), studiando la luminosità di oltre 150, 000 stelle nelle costellazioni del Cigno e della Lira. Sebbene la sonda stia ancora raccogliendo dati nell'ambito della missione estesa "K2", questo catalogo pubblicamente disponibile segna l'ultima versione della missione primaria di Keplero.
Keplero rileva gli esopianeti, o pianeti in orbita attorno a una stella diversa dal sole, utilizzando il "metodo di transito". Il metodo dipende dai mondi alieni che orbitano davanti alle loro stelle ospiti. Mentre l'esopianeta blocca una piccola quantità di luce passando davanti alla sua stella, Kepler rileva il transito e può misurare le dimensioni fisiche del mondo in base a quanta luce stellare blocca. Per escludere falsi positivi come macchie stellari o aberrazioni strumentali, la missione deve rilevare molti più transiti attorno a quella specifica stella prima che l'esistenza di un esopianeta possa essere confermata. Fino alla conferma, questi transiti sono detti "candidati, " e il 19 giugno La NASA ha annunciato il rilevamento di 219 esopianeti candidati, Dieci dei quali sono mondi delle dimensioni della Terra che orbitano all'interno delle zone abitabili delle loro stelle.
La zona abitabile attorno a qualsiasi stella è la distanza alla quale può orbitare un pianeta che non è né troppo caldo né troppo freddo perché l'acqua liquida possa esistere sulla sua superficie rocciosa. Come liquido l'acqua è necessaria per la vita come la conosciamo, la ricerca di mondi alieni che sono approssimativamente delle dimensioni della Terra e orbitanti all'interno delle zone abitabili delle stelle è una delle ricerche più profonde che l'umanità abbia mai intrapreso.
Il conteggio di Keplero è ora a 4, 034 esopianeti candidati, di cui 2, 335 sono esopianeti confermati. È stata confermata l'esistenza di più di 30 esopianeti della zona abitabile delle dimensioni della Terra, e altri 20 (compresi i candidati delle dimensioni della Terra annunciati il 19 giugno) attendono conferma.
Man mano che il catalogo di Keplero cresceva, gli astronomi utilizzano analisi statistiche sempre più dettagliate per determinare i diversi tipi di esopianeti che occupano la nostra galassia e, collaborando con l'Osservatorio W. M. Keck alle Hawaii, è stata fatta una scoperta affascinante.
Gli esopianeti sono di tutte le dimensioni, da mondi rocciosi più piccoli della Terra a enormi giganti gassosi rigonfi molte volte più grandi di Giove. All'interno di questo assortimento gli astronomi hanno scoperto che, nella più piccola fascia demografica esoplanetaria, la nostra galassia sembra favorire o "super-Terre" o "mini-Nettuno, " con pochissimi esopianeti in mezzo.
"Abbiamo appena scoperto che quello che pensavamo fosse un singolo tipo di pianeta sono in realtà due classi distinte di pianeti con proprietà abbastanza diverse, " ha detto lo studente laureato Benjamin "B. J." Fulton, che lavora anche al Caltech e all'Institute of Astronomy dell'Università delle Hawaii, durante il briefing.
I ricercatori hanno scoperto che la maggior parte dei pianeti scoperti finora da Keplero rientrano in due classi di dimensioni distinte:le Terre rocciose e le super-Terre, e il mini-Nettuno. Questo istogramma mostra il numero di pianeti per 100 stelle in funzione della dimensione del pianeta rispetto alla Terra. NASA/Ames/Caltech/Università delle Hawaii (B.J. Fulton) Questo è analogo ai biologi che scoprono una nuova specie di rana nella foresta pluviale amazzonica, solo per scoprire in seguito che, dopo che centinaia di campioni sono stati raccolti e studiati, questa rana è disponibile solo in due taglie. I tassonomisti possono quindi decidere che queste due rane sono specie completamente distinte:una rana "normale" e una rana "nana".
Ma prima di dichiarare l'esopianeta "specie, " i ricercatori avevano bisogno di fare un serio esame delle stelle. Quindi, durante una campagna quinquennale, hanno usato l'osservatorio Keck per fare osservazioni estremamente dettagliate delle stelle di Keplero. Sono stati in grado di derivare con precisione la dimensione fisica degli esopianeti misurando attentamente la dimensione delle loro stelle.
guarda ed ecco, videro emergere uno schema, come dettagliato in uno studio pubblicato su The Astrophysical Journal. Dalle migliaia di esopianeti confermati e candidati, la nostra galassia sembra avere una forte preferenza per due tipi di piccoli esopianeti:mondi rocciosi fino a 1,75 volte più grandi della Terra e mondi ricoperti di gas da 2 a 3,5 volte più grandi della Terra. Queste "specie" di esopianeti sono conosciute come "super-Terre" e "mini-Nettuno", " rispettivamente. È interessante notare che c'è un divario tra i due gruppi; gli esopianeti tra 1,75 e 2 volte il diametro della Terra sembrano essere rari.
"La maggior parte dei pianeti del primo gruppo potrebbe essere simile alla Terra, con superfici rocciose e atmosfere scarse o nulle. I pianeti del secondo gruppo sono probabilmente più simili a cugini di Nettuno, con atmosfere dense e nessuna superficie di cui parlare, " Ha aggiunto Fulton. "I pianeti di dimensioni intermedie tra questi due gruppi di dimensioni sono relativamente rari. Questa è una nuova importante divisione nell'albero genealogico degli esopianeti".
Ma perché la nostra galassia dovrebbe produrre preferibilmente due specifici gruppi di esopianeti? Ci sono teorie.
"Un po' di idrogeno ed elio fa molto, ", ha detto Howard in una dichiarazione. "Quindi, se un pianeta acquisisce solo l'uno per cento di idrogeno ed elio in massa, questo è sufficiente per saltare il divario [tra i due gruppi per diventare un mini-Nettuno]. Questi pianeti sono come rocce circondate da grandi palloni di gas. L'idrogeno e l'elio che sono nel pallone non contribuiscono realmente alla massa del sistema nel suo insieme, ma contribuisce al volume in modo straordinario, rendendo i pianeti di dimensioni molto più grandi."
Se altri esopianeti non sono in grado di trattenere i loro involucri gassosi, però, si uniranno rapidamente alla categoria della super-Terra con poca o nessuna atmosfera.
"Le atmosfere dei pianeti che orbitano vicino alle loro stelle ospiti sono suscettibili di essere bruciate dalle radiazioni estreme della stella, " ha detto Fulton durante il briefing.
Questa illustrazione evidenzia come potrebbe funzionare la fabbrica planetaria della nostra galassia. Gravità, gas, massa e calore giocano tutti un ruolo chiave nel fatto che quel pianeta si riveli essere un mini-Nettuno o una super-Terra. NASA/Kepler/Caltech (R. Hurt) Questo, Certo, ha implicazioni per la ricerca di vita extraterrestre. "Affilando la linea di demarcazione" tra questi due gruppi di piccoli esopianeti, Fulton sostiene che in futuro gli astronomi saranno in grado di scegliere meglio dove cacciare la vita aliena su "super-Terre" veramente abitabili piuttosto che sui "mini-Nettuno" con atmosfere schiaccianti che sarebbero "inospitali per la vita come la conosciamo. "
Ora è interessanteSe questi piccoli esopianeti sono così comuni nella nostra galassia, perché non ci sono super-Terre o mini-Nettuno nel nostro sistema solare? "È interessante che [il nostro sistema solare] non abbia quello che sembra essere il tipo più comune di pianeta nella galassia, " ha detto Fulton. "Anche se potresti aver sentito parlare di un recente risultato di questo potenziale pianeta molto lontano nelle zone più esterne del sistema solare chiamato "Pianeta 9" che ... è potenzialmente una di queste super-Terre o mini-Nettuno, quindi [se viene scoperto il pianeta 9] potrebbe rispondere a questa domanda."
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