Questa infografica confronta le caratteristiche di tre classi di stelle nella nostra galassia:le stelle simili al sole sono classificate come stelle G; le stelle meno massicce e più fredde del nostro Sole sono K nane; e anche le stelle più deboli e fredde sono le nane M rossastre. Il grafico confronta le stelle in termini di diverse variabili importanti. Le zone abitabili, potenzialmente in grado di ospitare pianeti portatori di vita, sono più larghe per le stelle più calde. La longevità delle stelle M nane rosse può superare i 100 miliardi di anni. Le età delle nane K possono variare da 15 a 45 miliardi di anni. E, il nostro Sole dura solo 10 miliardi di anni. La quantità relativa di radiazioni nocive (per la vita come la conosciamo) che le stelle emettono può essere da 80 a 500 volte più intensa per le nane M rispetto al nostro Sole, ma solo da 5 a 25 volte più intenso per le nane K arancioni. Le nane rosse costituiscono la maggior parte della popolazione della Via Lattea, circa il 73 per cento. Le stelle simili al sole sono solo il 6% della popolazione, e le nane K sono al 13%. Quando queste quattro variabili sono bilanciate, le stelle più adatte ad ospitare potenzialmente forme di vita avanzate sono K nane. Credito:NASA, ESA, e Z. Levy (STScI)
Ad oggi gli astronomi hanno scoperto oltre 4, 000 pianeti in orbita attorno ad altre stelle. Statisticamente, ci dovrebbero essere oltre 100 miliardi di pianeti nella nostra galassia della Via Lattea. Sono disponibili in una vasta gamma di dimensioni e caratteristiche, in gran parte inimmaginabile prima che gli esopianeti fossero scoperti per la prima volta a metà degli anni '90. La più grande motivazione per esaminare questi mondi è trovare "Genesi II, " un pianeta in cui la vita è sorta e si è evoluta al di là dei microbi. Il risultato finale sarebbe trovare vita intelligente fuori dalla Terra.
Un passo importante nella ricerca di pianeti abitabili è trovare stelle adatte che potrebbero favorire l'emergere di organismi complessi. Poiché il nostro sole ha nutrito la vita sulla Terra per quasi 4 miliardi di anni, la saggezza convenzionale suggerirebbe che le stelle come lui sarebbero i primi candidati. Ma le stelle come il nostro sole rappresentano solo il 10% circa della popolazione della Via Lattea. Cosa c'è di più, sono relativamente di breve durata. Il nostro sole è a metà della sua vita stimata di 10 miliardi di anni.
Gli organismi complessi sono sorti sulla Terra solo 500 milioni di anni fa. E, la forma moderna dell'uomo è stata qui solo per un batter d'occhio sulle scale temporali cosmologiche:200, 000 anni. Il futuro dell'umanità è sconosciuto. Ma quello che è certo è che la Terra diventerà inabitabile per forme di vita superiori in poco più di 1 miliardo di anni, mentre il sole diventa più caldo e disidrata il nostro pianeta.
Perciò, le stelle leggermente più fredde del nostro sole, chiamate nane arancioni, sono considerate ritrovi migliori per la vita avanzata. Possono bruciare costantemente per decine di miliardi di anni. Questo apre un vasto panorama temporale per l'evoluzione biologica per perseguire un'infinità di esperimenti per produrre forme di vita robuste. E, per ogni stella come il nostro sole ci sono tre volte il numero di nane arancioni nella Via Lattea.
L'unico tipo di stella più abbondante sono le nane rosse. Ma queste sono piccole stelle esuberanti. Sono così magneticamente attivi che emettono 500 volte più radiazioni sotto forma di raggi X e luce ultravioletta rispetto al nostro sole. I pianeti intorno a queste stelle subiscono un duro colpo. Non sarebbero un posto da chiamare casa per organismi come noi.
Un'idea emergente, sostenuta da rilievi stellari eseguiti da Hubble e altri telescopi, è che le nane arancioni sono "stelle di riccioli d'oro" - non troppo calde, non troppo cool, e soprattutto, non troppo violento per ospitare pianeti favorevoli alla vita su un vasto orizzonte di tempo cosmico.
Nella ricerca della vita oltre la Terra, gli astronomi cercano pianeti nella "zona abitabile" di una stella, a volte soprannominata la "zona dei riccioli d'oro", dove le temperature sono giuste per l'acqua liquida sulla superficie di un pianeta per nutrire la vita come la conosciamo.
Un'idea emergente, sostenuta da una serie di tre decadi di rilevamenti stellari, è che ci sono "stelle riccioli d'oro" - non troppo calde, non troppo cool, e soprattutto, non troppo violento per ospitare pianeti favorevoli alla vita.
Poiché il nostro sole ha nutrito la vita sulla Terra per quasi 4 miliardi di anni, la saggezza convenzionale suggerirebbe che stelle come questa sarebbero i primi candidati nella ricerca di altri mondi potenzialmente abitabili. In realtà, stelle leggermente più fresche e meno luminose del nostro sole, classificati come K nani, sono le vere "stelle Riccioli d'Oro, " ha detto Edward Guinan dell'Università di Villanova, Villanova, Pennsylvania. "Le stelle nane K sono nel 'punto debole, ' con proprietà intermedie tra le più rare, più luminoso, ma le stelle di tipo solare a vita più breve (stelle G) e le più numerose nane rosse (stelle M). Le stelle K, soprattutto quelli più caldi, avere il meglio di tutti i mondi. Se stai cercando pianeti con abitabilità, l'abbondanza di stelle K aumenta le tue possibilità di trovare la vita."
Per i principianti, ci sono tre volte il numero di nane K nella nostra galassia rispetto a stelle come il nostro sole. Circa 1, Le stelle 000 K si trovano entro 100 anni luce dal nostro sole come prime candidate per l'esplorazione. Queste cosiddette nane arancioni vivono da 15 a 45 miliardi di anni. Al contrario, il nostro sole, ormai già a metà della sua vita, dura solo 10 miliardi di anni. Il suo tasso relativamente rapido di evoluzione stellare lascerà la Terra in gran parte inabitabile in appena un altro 1 o 2 miliardi di anni. "Le stelle di tipo solare limitano il tempo in cui l'atmosfera di un pianeta può rimanere stabile, " disse Guinan. Questo perché tra un miliardo di anni circa, La Terra orbiterà all'interno del bordo più caldo (interno) della zona abitabile del sole, che si sposta verso l'esterno man mano che il sole diventa più caldo e luminoso. Di conseguenza, la Terra sarà essiccata poiché perderà la sua attuale atmosfera e gli oceani. All'età di 9 miliardi di anni il sole si sarà gonfiato fino a diventare una gigante rossa che potrebbe inghiottire la Terra.
Nonostante le loro piccole dimensioni, le ancor più abbondanti nane rosse, note anche come stelle nane M, hanno vite ancora più lunghe e sembrano essere ostili alla vita come la conosciamo. Pianeti che si trovano nella zona abitabile relativamente stretta di una nana rossa, che è molto vicino alla stella, sono esposti a livelli estremi di raggi X e radiazioni ultraviolette (UV), che può essere fino a centinaia di migliaia di volte più intenso di quello che la Terra riceve dal sole. Un implacabile spettacolo pirotecnico di razzi ed espulsioni di massa coronale bombarda i pianeti con un soffio di drago di plasma ribollente e piogge di particelle ad alta energia penetranti. I pianeti della zona abitabile delle nane rosse possono essere asciugati al forno e le loro atmosfere sono state strappate via molto presto nella loro vita. Ciò potrebbe probabilmente impedire ai pianeti di evolversi per essere più ospitali alcuni miliardi di anni dopo che le esplosioni di nane rosse si sono placate. "Non siamo più così ottimisti sulle possibilità di trovare vita avanzata intorno a molte stelle M, " ha detto Guinan.
Le nane K non hanno campi magnetici intensamente attivi che alimentano forti emissioni di raggi X e UV ed esplosioni energetiche, e quindi sparano razzi molto meno frequentemente, sulla base della ricerca di Guinan. I pianeti di accompagnamento riceverebbero circa 1/100 della radiazione di raggi X mortale rispetto a quelli che orbitano nelle zone abitabili ravvicinate delle stelle M magneticamente attive.
In un programma chiamato Progetto "GoldiloKs", Guinan e il suo collega di Villanova Scott Engle, stanno lavorando con studenti universitari per misurare l'età, velocità di rotazione, e raggi X e radiazioni ultraviolette lontane in un campionamento di stelle G e K per lo più fredde. Stanno usando il telescopio spaziale Hubble della NASA, Osservatorio a raggi X Chandra, e il satellite XMM-Newton dell'Agenzia spaziale europea per le loro osservazioni. Le osservazioni sensibili alla luce ultravioletta di Hubble delle radiazioni dell'idrogeno sono state utilizzate per valutare la radiazione di un campione di circa 20 nane arancioni. "Hubble è l'unico telescopio che può fare questo tipo di osservazione, " ha detto Guinan.
Guinan ed Engle hanno scoperto che i livelli di radiazioni erano molto più benigni per qualsiasi pianeta accompagnatore rispetto a quelli trovati intorno alle nane rosse. Le stelle K hanno anche una vita più lunga e quindi una migrazione più lenta della zona abitabile. Perciò, I nani K sembrano il posto ideale dove andare alla ricerca della vita, e queste stelle darebbero il tempo allo sviluppo di vita altamente evoluta sui pianeti. Durante l'intera vita del sole, 10 miliardi di anni, le stelle K aumentano la loro luminosità solo di circa il 10-15 percento, dando all'evoluzione biologica un lasso di tempo molto più lungo per evolvere forme di vita avanzate rispetto alla Terra.
Guinan ed Engle hanno esaminato alcune delle stelle K più interessanti che ospitano pianeti, compreso Keplero-442, Tau Ceti, e Epsilon Eridani. (Gli ultimi due furono i primi bersagli del Progetto Ozma della fine degli anni '50, il primo tentativo di rilevare le trasmissioni radio da civiltà extraterrestri.)
"Kepler-442 è degno di nota in quanto questa stella (classificazione spettrale, K5) ospita quello che è considerato uno dei migliori pianeti Riccioli d'oro, Keplero-442b, un pianeta roccioso che è poco più del doppio della massa della Terra. Quindi il sistema Kepler-442 è un pianeta Riccioli d'oro ospitato da una stella Riccioli d'oro!" ha detto Guinan.
Negli ultimi 30 anni Guinan ed Engle ei loro studenti hanno osservato una varietà di tipi di stelle. Sulla base dei loro studi, i ricercatori hanno determinato le relazioni tra età stellare, velocità di rotazione, Emissioni di raggi X-UV e attività di flare. Questi dati sono stati utilizzati per studiare gli effetti delle radiazioni ad alta energia sulle atmosfere del pianeta e sulla possibile vita.
I risultati sono stati presentati al 235° meeting dell'American Astronomical Society a Honolulu, Hawaii.
