L'anno passato è stato un periodo entusiasmante per coloro che sono impegnati nella caccia a pianeti extrasolari e mondi potenzialmente abitabili. Nell'agosto del 2016 i ricercatori dell'Osservatorio europeo meridionale (ESO) hanno confermato l'esistenza dell'esopianeta più vicino alla Terra (Proxima b) finora scoperto. Questo è stato seguito pochi mesi dopo (febbraio 2017) con l'annuncio di un sistema di sette pianeti attorno a TRAPPIST-1.

La scoperta di questi e di altri pianeti extrasolari (e del loro potenziale per ospitare la vita) è stato un tema dominante alla conferenza Breakthrough Discuss di quest'anno. Dal 20 al 21 aprile, la conferenza è stata ospitata dal Dipartimento di Fisica della Stanford University e sponsorizzata dall'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Breakthrough Initiatives.

Fondata nel 2015 da Yuri Milner e sua moglie Julia, Breakthrough Initiatives è stato creato per incoraggiare l'esplorazione di altri sistemi stellari e la ricerca di intelligenza extraterrestre (SETI). Oltre a preparare quella che potrebbe benissimo essere la prima missione in un altro sistema stellare (Breakthrough Starshot), stanno anche sviluppando quella che sarà la ricerca più avanzata al mondo di civiltà extraterrestri (Breakthrough Listen).

Il primo giorno della conferenza ha previsto presentazioni che hanno affrontato le recenti scoperte di esopianeti intorno alle stelle di tipo M (alias nane rosse) e quali possibili strategie verranno utilizzate per studiarle. Oltre ad affrontare la pletora di pianeti terrestri che sono stati scoperti intorno a questo tipo di stelle negli ultimi anni, le presentazioni si sono concentrate anche su come e quando la vita potrebbe essere confermata su questi pianeti.

Una di queste presentazioni era intitolata "SETI Observations of Proxima b and Near Stars", che è stato ospitato dalla dott.ssa Svetlana Berdyugina. Oltre ad essere professore di astrofisica presso l'Università di Friburgo e membro del Kiepenheuer Institute for Solar Physics, Il Dr. Berdyugina è anche uno dei membri fondatori della Planets Foundation, un team internazionale di professori, astrofisici, ingegneri, imprenditori e scienziati dediti allo sviluppo di telescopi avanzati.

Come lei stessa ha indicato nel corso della presentazione, gli stessi strumenti e metodi utilizzati per studiare e caratterizzare stelle lontane potrebbero essere utilizzati per confermare la presenza di continenti e vegetazione sulla superficie di lontani esopianeti. La chiave qui, come dimostrato da decenni di osservazione della Terra, è osservare la luce riflessa (o "curva di luce") proveniente dalle loro superfici.

Le misurazioni della curva di luce di una stella vengono utilizzate per determinare quale tipo di classe è una stella e quali processi operano al suo interno. Le curve di luce vengono anche utilizzate abitualmente per discernere la presenza di pianeti attorno alle stelle, ovvero. il metodo di transito, dove un pianeta che transita davanti a una stella provoca un calo misurabile della sua luminosità, oltre a determinare le dimensioni e il periodo orbitale del pianeta.

Quando viene utilizzato per il bene dell'astronomia planetaria, misurare la curva di luce di mondi come Proxima b potrebbe non solo consentire agli astronomi di essere in grado di dire la differenza tra le masse terrestri e gli oceani, ma anche per discernere la presenza di fenomeni meteorologici. Questi includerebbero nuvole, variazioni periodiche dell'albedo (cioè cambio stagionale), e persino la presenza di forme di vita fotosintetiche (alias piante).

Per esempio, e illustrato dal diagramma sopra, la vegetazione verde assorbe quasi tutto il rosso, parti verdi e blu (RGB) dello spettro, ma riflette la luce infrarossa. Questo tipo di processo è stato utilizzato per decenni dai satelliti di osservazione della Terra per tracciare i fenomeni meteorologici, misurare l'estensione delle foreste e della vegetazione, monitorare l'espansione dei centri abitati, e monitorare la crescita dei deserti.

Inoltre, la presenza di biopigmenti causati dalla clorofilla significa che la luce RGB riflessa sarebbe altamente polarizzata mentre la luce UR sarebbe debolmente polarizzata. Ciò consentirà agli astronomi di distinguere tra la vegetazione e qualcosa che è semplicemente di colore verde. Per raccogliere queste informazioni, lei ha dichiarato, richiederà il lavoro di telescopi fuori asse che sono sia grandi che ad alto contrasto.

Questi dovrebbero includere il Colossus Telescope, un progetto per un enorme telescopio che è guidato dalla Planets Foundation e per il quale il Dr. Berdyugina è il capo progetto. Una volta completato, Colossus sarà il più grande telescopio ottico e infrarosso del mondo, per non parlare del più grande telescopio ottimizzato per rilevare la vita extrasolare e le civiltà extraterrestri.

Si compone di 58 telescopi fuori asse indipendenti da 8 metri, che uniscono efficacemente il loro telescopio-interferometria per offrire una risoluzione effettiva di 74 metri. Oltre Colosso, la Planets Foundation è anche responsabile dell'ExoLife Finder (ELF). Questo telescopio di 40 m utilizza molte delle stesse tecnologie che andranno a Colossus, e dovrebbe essere il primo telescopio a creare mappe di superficie di esopianeti vicini.

E poi c'è il telescopio Luce Polarizzata dalle Atmosfere dei Pianeti Extraterrestri vicini (PIANETI), che è attualmente in costruzione a Haleakala, Hawaii (il completamento è previsto entro gennaio 2018). Anche qui, questo telescopio è un dimostratore tecnologico di ciò che alla fine renderà Colossus una realtà.

Oltre la Fondazione Pianeti, ci si aspetta che anche altri telescopi di prossima generazione conducano studi spettroscopici di alta qualità su esopianeti distanti. Il più famoso di questi è probabilmente il James Webb Telescope della NASA, il cui lancio è previsto per il prossimo anno.