Un rendering del Thirty Meter Telescope che verrà utilizzato per cercare le biofirme sugli esopianeti. Potrebbe essere operativo entro la fine degli anni '20. Caltech/IPAC-TMT La ricerca della vita extraterrestre è probabilmente l'impresa scientifica più profonda del nostro tempo. Se la biologia aliena viene trovata su un altro mondo in orbita attorno a un'altra stella, finalmente sapremo che la vita è possibile oltre il nostro sistema solare.
Tuttavia, non è facile cercare indizi sulla biologia aliena su mondi lontani. Ma un team di astronomi sta sviluppando una nuova tecnica da utilizzare per la prossima generazione di potenti telescopi, consentendo loro di misurare con precisione le sostanze chimiche nelle atmosfere degli esopianeti. La speranza, Certo, è trovare prove di vita extraterrestre.
Questa profonda ricerca è stata recentemente messa in luce dalla scoperta di sette piccoli mondi alieni che orbitano attorno al minuscolo, stella nana rossa TRAPPIST-1. Tre di questi esopianeti orbitano all'interno della cosiddetta "zona abitabile" della stella. Questa è la regione che circonda ogni stella dove non fa troppo caldo e non fa troppo freddo perché l'acqua allo stato liquido possa esistere su un corpo planetario.
Sulla terra, dove c'è acqua liquida c'è vita, quindi se uno dei mondi abitabili di TRAPPIST-1 possiede acqua, potrebbero avere vita, pure.
Il potenziale vivificante di TRAPPIST-1 rimane pura speculazione, però. Anche se questo affascinante sistema stellare si trova nel nostro cortile galattico, non abbiamo idea se l'acqua esista in qualcuna di quelle atmosfere di questi mondi. In realtà, non sappiamo nemmeno se hanno delle atmosfere! Tutto ciò che sappiamo è quanto tempo impiegano gli esopianeti a orbitare attorno alla stella e la loro dimensione fisica.
Rappresentazione artistica della vista da uno degli esopianeti in TRAPPIST-1. M. Kornmesser/ESO "Il primo rilevamento di biofirme su altri mondi potrebbe essere una delle scoperte scientifiche più significative della nostra vita, "dice Garreth Ruane, un astronomo del California Institute of Technology (Caltech). "Sarà un passo significativo verso la risposta a una delle più grandi domande del genere umano:'Siamo soli?'"
Ruane lavora all'Exoplanet Technology Laboratory del Caltech, o ET Lab, che sta sviluppando nuove strategie per la ricerca di biofirme esoplanetarie, come molecole di ossigeno e metano. Tipicamente, molecole come queste sono altamente reattive con altre sostanze chimiche, il che significa che si scompongono rapidamente nelle atmosfere planetarie. Così, se gli astronomi rilevassero l'"impronta digitale" spettroscopica del metano nell'atmosfera di un esopianeta, potrebbe significare che i processi biologici alieni stanno producendo la roba.
Sfortunatamente, non possiamo semplicemente prendere il telescopio più potente del mondo e puntarlo su TRAPPIST-1 per vedere se le atmosfere di quei pianeti contengono metano.
"Per rilevare le molecole nelle atmosfere degli esopianeti, gli astronomi devono essere in grado di analizzare la luce del pianeta senza essere completamente sopraffatti dalla luce della stella vicina, " dice Ruano.
Fortunatamente, le stelle nane rosse (o M-nane) come Trappist-1 sono fredde e scure, quindi il problema dell'abbagliamento è meno acuto. E poiché queste stelle sono il tipo più comune di stelle nella nostra galassia, le nane rosse sono dove gli astronomi stanno cercando prima di fare quella scoperta storica.
Gli astronomi usano uno strumento noto come "coronografo" per isolare la luce stellare riflessa che rimbalza su un esopianeta vicino. Una volta che il coronografo si concentra sulla debole luce di un esopianeta, uno spettrometro a bassa risoluzione analizza poi le "impronte digitali" chimiche di quel mondo. Sfortunatamente, questa tecnologia si limita allo studio dei più grandi esopianeti che orbitano lontano dalle loro stelle.
La nuova tecnica di ET Lab utilizza un coronografo, fibre ottiche e uno spettrometro ad alta risoluzione, tutti lavorano insieme per eliminare il bagliore di una stella mentre catturano un'impronta chimica estremamente dettagliata di qualsiasi mondo in orbita. Questa tecnica è nota come "coronagrafia ad alta dispersione" (HDC), e potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione della diversità delle atmosfere esoplanetarie. Gli articoli che descrivono in dettaglio il metodo saranno presto pubblicati su The Astrophysical Journal e The Astronomical Journal.
La configurazione dell'HDC in laboratorio, l'attrezzatura ha all'incirca le stesse dimensioni di quella che verrebbe installata in un telescopio, ma sarebbe organizzato diversamente. Caltech/IPAC-TMT "Ciò che rende il metodo HDC così potente è che la firma spettrale del pianeta può essere individuata, anche quando è ancora sepolto nel bagliore della stella dopo il coronografo, " Ruane dice a HowStuffWorks. "Ciò consente di rilevare le molecole nell'atmosfera dei pianeti che sono estremamente difficili da visualizzare.
"Il trucco è dividere la luce in molti colori e creare quello che gli astronomi chiamano uno spettro ad alta risoluzione, che aiuta a distinguere la firma del pianeta da quella della luce stellare residua."
Tutto ciò che serve ora è un potente telescopio a cui collegare il sistema.
Alla fine degli anni 2020, il Thirty Meter Telescope diventerà il più grande telescopio ottico terrestre del mondo e, se utilizzato in combinazione con HDC, gli astronomi saranno presto in grado di studiare le atmosfere di mondi potenzialmente abitabili in orbita attorno a nane rosse.
"Il rilevamento di ossigeno e metano nelle atmosfere di pianeti delle dimensioni della Terra in orbita attorno a nane M simili a Proxima Centauri b con TMT sarà estremamente eccitante, " dice Ruane. "Abbiamo ancora molto da imparare sulla potenziale abitabilità di questi pianeti, ma forse indicherebbe che potrebbero esserci pianeti simili alla Terra in orbita attorno ai nostri vicini stellari più prossimi."
Si stima che nella nostra galassia vivano 58 miliardi di stelle nane rosse, ed è noto che la maggior parte ospiterà pianeti, quindi quando il Thirty Meter Telescope va online, gli astronomi potrebbero essere sul punto di trovare quella tanto ricercata impronta digitale della biofirma.
Ora è vicinoNel 2016, gli astronomi hanno scoperto un esopianeta delle dimensioni della Terra in orbita attorno alla nana M più vicina alla Terra, Prossima Centauri. Proxima b orbita anche all'interno della zona abitabile della sua stella, rendendolo un obiettivo primario per la ricerca di vita aliena e, a una distanza di poco più di quattro anni luce, è anche una meta interstellare allettante che gli umani potrebbero visitare in futuro.
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