Un grafico della NASA che mostra un pianeta delle dimensioni della Terra all'interno, entro, e al di fuori della zona abitabile intorno a una stella. Credito:NASA
I sistemi planetari possono essere ambienti difficili nella loro storia antica. I giovani mondi orbitano intorno ai soli in vivai stellari, ammassi di stelle dove gli incontri violenti sono all'ordine del giorno. Niente di tutto questo rende facile per la vita andare avanti, ma ora gli astronomi dell'Università di Sheffield trovano un aspetto positivo di questo periodo tumultuoso. Un modello sviluppato dalla studentessa universitaria Bethany Wootton e dalla Royal Society Dorothy Hodgkin Fellow Dr. Richard Parker osserva come la zona abitabile - la regione intorno a una stella in cui la temperatura consente all'acqua liquida di esistere - cambia attorno a coppie di stelle, cosiddetti sistemi binari.
I due scienziati hanno scoperto che un incontro con una terza stella di passaggio potrebbe stringere insieme la coppia binaria, ampliando la zona abitabile nel processo. I loro risultati appaiono in un nuovo articolo sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .
La zona abitabile, a volte chiamata la "zona dei riccioli d'oro" poiché la temperatura non è né troppo calda né troppo fredda, si pensa sia essenziale per lo sviluppo della vita su un pianeta. Se un pianeta si trova al di fuori di questa zona, allora è meno probabile che avvenga la formazione delle molecole complesse necessarie per la vita.
Si pensa che circa un terzo dei sistemi stellari della nostra galassia sia composto da due o più stelle, e questa frazione è molto più alta quando le stelle sono giovani. Se queste stelle sono a una distanza relativamente grande l'una dall'altra, la dimensione della zona di Riccioli d'oro attorno a ciascuna stella è governata dalla radiazione della singola stella. Se le due stelle sono più vicine, la dimensione della zona di Riccioli d'oro aumenta perché ogni stella sente calore aggiuntivo dall'altra e questo aumenta la probabilità che un pianeta si trovi nel posto giusto per lo sviluppo della vita.
Rappresentazione artistica della vita su un pianeta in orbita attorno a un sistema stellare binario, visibile come due soli nel cielo. Credito:Mark Garlick
Wootton e Parker hanno osservato come questo è cambiato negli asili nido stellari. Hanno usato simulazioni al computer per modellare le interazioni tra giovani stelle in questi ammassi, calcolando come questi incontri hanno influenzato le coppie binarie. In un tipico vivaio stellare con 350 binari, i due ricercatori hanno scoperto che 20 avrebbero le loro stelle schiacciate insieme, e le loro zone di Riccioli d'oro si sono poi espanse.
In alcuni casi, le zone abitabili di stelle ampiamente separate in realtà si sovrapponevano, aumentando ulteriormente la prospettiva che qualsiasi pianeta in orbita attorno a una o entrambe le stelle si trovi nel posto giusto per lo sviluppo della vita.
Wootton commenta:"La ricerca della vita altrove nell'universo è una delle domande più fondamentali nella scienza moderna, e abbiamo bisogno di tutte le prove che possiamo trovare per aiutarci a rispondere".
Un diagramma di due stelle in un sistema binario, prima e dopo l'incontro con una terza stella di passaggio. Le stelle sono i puntini giallo/arancione (la stella gialla ha la stessa massa del nostro Sole, la stella arancione è poco più della metà della massa del Sole) e le zone abitabili sono mostrate in blu. La zona abitabile "stretta" è la stima più pessimistica per dove l'acqua può esistere allo stato liquido, e la zona abitabile ciano è la stima più ottimistica. Il diagramma mostra una stella in un'orbita, seguendo il sentiero nero, intorno all'altro, e la dimensione e la forma dell'orbita cambiano dopo l'incontro. In questo incontro le due stelle si sono avvicinate, ed entrambe le stelle sentono il calore in più l'una dall'altra. Ciò ha l'effetto di aumentare le dimensioni delle zone abitabili, specialmente intorno alla stella di massa inferiore, e talvolta le zone abitabili si sovrappongono. La linea tratteggiata grigia mostra la distanza massima che un pianeta può essere dalla stella e rimanere su un'orbita stabile. Credito:Richard Parker / Bethany Wootton / Università di Sheffield
"Il nostro modello suggerisce che ci sono più sistemi binari in cui i pianeti si trovano nelle zone di Riccioli d'oro di quanto pensassimo, aumentare le prospettive di vita. Quindi quei mondi amati dagli scrittori di fantascienza, dove due soli brillano nei loro cieli sopra la vita aliena, sembrano molto più probabili ora".
I prossimi passi per questa ricerca sono utilizzare più modelli al computer per capire se i processi negativi che una giovane star sperimenta sono superati dai positivi. Parker e il suo team di ricerca stanno attualmente esplorando se il riscaldamento interno della Terra si verifica perché il nostro giovane Sole è nato vicino a un'esplosione di supernova di una stella massiccia; questa esplosione sarebbe catastrofica per la vita sulla Terra oggi, ma può fornire le condizioni necessarie affinché la vita si sia sviluppata sulla Terra in primo luogo.
