Il gruppo Alpha Centauri è la stella - o sistema solare - più vicino al di fuori del nostro a una distanza di 4,3 anni luce, e può essere trovato nel cielo notturno nella costellazione del Centauro. Le stelle Alpha Centauri A e Alpha Centauri B comprendono un sistema binario, in cui le due stelle orbitano l'una intorno all'altra, e nelle vicinanze c'è un'ulteriore debole nana rossa Alpha Centauri C, chiamato anche Proxima Centauri. Alcuni astronomi hanno sperato di trovare un giorno un esopianeta in grado di ospitare vita avanzata nel sistema, ma un nuovo studio abbassa quelle aspettative mentre le aumenta per il resto dell'universo. Credito:telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA
"Sono là fuori, " recita un detto sugli extraterrestri. Sembrerebbe più verosimile alla luce di un nuovo studio sull'inclinazione dell'asse planetario.
Gli astrofisici del Georgia Institute of Technology hanno modellato un gemello teorico della Terra in altri sistemi stellari chiamati sistemi binari perché hanno due stelle. Hanno concluso che l'87% delle eso-Terre che si potrebbero trovare nei sistemi binari dovrebbe avere inclinazioni degli assi simili a quelle della Terra, un ingrediente importante per la stabilità climatica che favorisce l'evoluzione della vita complessa.
"I sistemi a più stelle sono comuni, e circa il 50% delle stelle ha stelle compagne binarie. Così, questo studio può essere applicato a un gran numero di sistemi solari, " disse Gongjie Li, il co-investigatore dello studio un assistente professore presso la School of Physics della Georgia Tech.
I sistemi solari a stella singola come il nostro con più pianeti sembrano essere più rari.
Alfa Centauri B? miserabile
I ricercatori hanno iniziato a confrontare l'inclinazione dell'asse terrestre, chiamato anche obliquità, varia nel tempo al variare dell'inclinazione dell'asse di Marte. Considerando che le lievi variazioni di obliquità del nostro pianeta sono state grandi per un clima vivibile e per l'evoluzione, le variazioni selvagge dell'inclinazione dell'asse di Marte potrebbero aver contribuito a distruggere la sua atmosfera, come spiegato nella sezione seguente.
Quindi i ricercatori hanno modellato la Terra in abitabile, o Riccioli d'oro, zone di Alpha Centauri AB, il vicino più prossimo del nostro sistema solare, un sistema binario con una stella chiamata "A" e l'altra "B". Dopo di che, hanno ampliato il modello a un ambito più universale.
"Abbiamo simulato come sarebbe stato intorno ad altri binari con variazioni multiple delle masse delle stelle, qualità orbitali, e così via, "disse Billy Quarles, il ricercatore principale dello studio e uno scienziato ricercatore nel laboratorio di Li. "Il messaggio generale è stato positivo, ma non per il nostro vicino più prossimo".
Alpha Centauri A in realtà non sembrava male, ma le prospettive per una lieve dinamica dell'asse su un'eso-Terra modellata attorno alla stella B erano miserabili. Questo potrebbe spegnere alcune speranze perché Alpha Centauri AB è a quattro anni luce di distanza, e una missione denominata Starshot con sostenitori di grandi nomi prevede di lanciare una sonda spaziale per cercare segni di vita avanzata lì.
Povera Terra. Modellato in un'orbita nella zona abitabile intorno ad Alpha Centauri B, nella resa di questo artista di un autore di un nuovo studio, il nostro pianeta appare piuttosto ghiacciato e inospitale alla vita avanzata. Credito:Georgia Tech / Billy Quarles
I ricercatori stanno pubblicando il loro studio, che è stato co-guidato da Jack Lissauer del NASA Ames Research Center, in Giornale Astrofisico il 19 novembre, 2019, sotto il titolo:"Evoluzione dell'obliquità dei pianeti circumstellari in binari stellari simili al Sole". La ricerca è stata finanziata dal Programma Exobiology della NASA.
Nessun esopianeta è stato confermato intorno ad A o B; un esopianeta è stato confermato intorno alla vicina stella nana rossa Proxima Centauri, ma è molto probabile che sia inabitabile.
Terra? Giusto
Nonostante le sue ere glaciali e le fasi calde, La struttura climatologica della Terra è stata calma per centinaia di milioni di anni, in parte a causa delle sue blande dinamiche orbitali e di inclinazione dell'asse, consentendo all'evoluzione di fare grandi passi avanti. Dinamiche estremamente variabili, e quindi clima, come su Marte potrebbe uccidere regolarmente la vita avanzata, evoluzione acrobatica.
L'orbita della Terra intorno al Sole è su una leggera pendenza che oscilla dolcemente e molto lentamente attraverso una leggera precessione, una sorta di oscillazione. Mentre la Terra gira, cambia posizione rispetto al sole, circondandolo un po' come un disegno spirografico. L'orbita inoltre precede in forma tra leggermente più e leggermente meno oblunga oltre 100, periodi di 000 anni.
Precedenze di inclinazione dell'asse terrestre tra 22,1 e 24,5 gradi nel corso di 41, 000 anni. La nostra grande luna stabilizza la nostra inclinazione attraverso la sua relazione gravitazionale con la Terra, altrimenti, interconnessioni gravitazionali saltellanti con Mercurio, Venere, Marte, e Giove scuoterebbe la nostra inclinazione con le risonanze.
"Se non avessimo la luna, L'inclinazione della Terra potrebbe variare di circa 60 gradi, " disse Quarles. "Sembreremmo forse come Marte, e la precessione del suo asse sembra aver contribuito a impoverire la sua atmosfera."
L'asse di Marte precede tra 10 gradi e 60 gradi ogni 2 milioni di anni. Con un'inclinazione di 10 gradi, l'atmosfera si condensa ai poli, creando cappucci che rinchiudono gran parte dell'atmosfera nel ghiaccio. A 60 gradi, Marte potrebbe formare una cintura di ghiaccio attorno al suo equatore.
L'astrofisico Billy Quarles, autore di un nuovo studio sull'inclinazione dell'asse degli esopianeti, sta con il più grande telescopio della Georgia Tech ospitato nel suo osservatorio. Credito:Georgia Tech / Rob Felt
Universo? speranzoso
In Alpha Centauri AB, stella B, delle dimensioni del nostro sole, e la stella più grande, UN, orbitano l'un l'altro a circa la distanza tra Urano e il nostro sole, che è molto vicino per due stelle in un sistema binario. Lo studio ha modellato le variazioni di un'exo-Terra in orbita attorno a una delle due stelle, ma si è concentrato su un'orbita terrestre modellata nella zona abitabile centrata intorno a B, dove A è la stella orbitante.
L'orbita di A è molto ellittica, passando vicino e poi allontanandosi molto da B e lanciando una potente gravità, quale, nel modello, sopraffatte le dinamiche dell'exo-Terra. La sua inclinazione e orbita variavano ampiamente; aggiungere la nostra luna al modello non ha aiutato.
"Intorno ad Alpha Centauri B, se non hai la luna, hai un asse più stabile rispetto a se hai una luna. Se hai una luna, è praticamente una brutta notizia, " ha detto Quarles.
Anche senza luna e con lieve variabilità dell'asse, complesso, L'evoluzione simile alla Terra sembrerebbe avere difficoltà sull'exo-Terra modellata intorno a B.
"L'effetto più grande che vedresti sono le differenze nei cicli climatici legati a quanto è allungata l'orbita. Invece di avere ere glaciali ogni 100, 000 anni come sulla Terra, possono venire ogni 1 milione di anni, essere peggio, e durano molto più a lungo, " ha detto Quarles.
Ma nel modello è emersa una scheggia di speranza per condizioni simili alla Terra:"L'orbita e la rotazione planetarie devono precedere esattamente rispetto all'orbita binaria. C'è questo piccolo punto debole, " ha detto Quarles.
Quando i ricercatori hanno esteso il modello ai sistemi binari nell'universo, la probabilità di lievi variazioni di obliquità aumentò.
"Generalmente, la separazione tra le stelle è maggiore nei sistemi binari, e poi la seconda stella ha un effetto minore sul modello della Terra. Le dinamiche di movimento del pianeta dominano altre influenze, e l'obliquità di solito ha una variazione minore, " Li ha detto. "Quindi, questo è abbastanza ottimista."
