Quasi mezzo secolo fa i creatori di Star Wars hanno immaginato un pianeta che sostiene la vita, tatooine, orbitando attorno a una coppia di stelle. Ora, 44 anni dopo, gli scienziati hanno trovato nuove prove che quei cinque sistemi conosciuti con più stelle, Keplero-34, -35, -38, -64 e -413, sono possibili candidati per sostenere la vita. Un quadro matematico di nuova concezione ha permesso ai ricercatori della New York University Abu Dhabi e dell'Università di Washington di dimostrare che quei sistemi, tra 2764 e 5933 anni luce dalla Terra, nelle costellazioni della Lira e del Cigno—supportano una "Zona Abitabile" permanente, una regione intorno alle stelle in cui l'acqua liquida potrebbe persistere sulla superficie di qualsiasi pianeta simile alla Terra non ancora scoperto. Di questi sistemi, Kepler-64 è noto per avere almeno quattro stelle che orbitano l'una intorno all'altra al centro, mentre gli altri hanno due stelle. Tutti sono noti per avere almeno un pianeta gigante delle dimensioni di Nettuno o più. Questo studio, pubblicato in Frontiere nell'astronomia e nelle scienze spaziali , è una prova di principio che la presenza di pianeti giganti nei sistemi binari non preclude l'esistenza di mondi potenzialmente in grado di sostenere la vita.

"È molto più probabile che la vita si evolva su pianeti situati all'interno della Zona Abitabile del loro sistema, proprio come la Terra. Qui indaghiamo se esiste una zona abitabile all'interno di nove sistemi noti con due o più stelle orbitate da pianeti giganti. Mostriamo per la prima volta che Kepler-34, -35, -64, -413 e soprattutto Kepler-38 sono adatti per ospitare mondi simili alla Terra con oceani, " dice l'autore corrispondente Dr. Nikolaos Georgakarakos, un ricercatore associato della Division of Science presso la New York University Abu Dhabi.

Il consenso scientifico è che la maggior parte delle stelle ospita pianeti. Dal 1992, gli esopianeti sono stati scoperti a un ritmo accelerato:finora ne sono stati confermati 4375, di cui 2662 sono stati rilevati per la prima volta dal telescopio spaziale Kepler della NASA durante la sua missione 2009-2018 per rilevare la Via Lattea. Ulteriori esopianeti sono stati trovati dal telescopio TESS della NASA e dalle missioni di altre agenzie, mentre l'Agenzia spaziale europea dovrebbe lanciare la sua navicella spaziale PLATO per la ricerca di esopianeti entro il 2026.

Dodici degli esopianeti scoperti da Keplero sono "circumbinari", questo è, orbitando attorno a una stretta coppia di stelle. I sistemi binari sono comuni, stimato rappresentare tra la metà ei tre quarti di tutti i sistemi stellari. Finora, solo pianeti extrasolari giganti sono stati scoperti in sistemi binari, ma è probabile che i pianeti e le lune più piccoli simili alla Terra siano semplicemente sfuggiti al rilevamento. Interazioni gravitazionali all'interno di sistemi multistellari, soprattutto se contengono altri grandi corpi come pianeti giganti, ci si aspetta che rendano le condizioni più ostili all'origine e alla sopravvivenza della vita:per esempio, i pianeti potrebbero schiantarsi contro le stelle o fuggire dall'orbita, mentre quegli esopianeti simili alla Terra che sopravviveranno svilupperanno orbite ellittiche, sperimentando forti cambiamenti ciclici nell'intensità e nello spettro delle radiazioni.

"Sappiamo da un po' che i sistemi stellari binari senza pianeti giganti hanno il potenziale per ospitare mondi abitabili. Quello che abbiamo mostrato qui è che in una grande frazione di quei sistemi i pianeti simili alla Terra possono rimanere abitabili anche in presenza di giganti pianeti, " afferma il coautore Prof Ian Dobbs-Dixon, allo stesso modo alla New York University Abu Dhabi.

Georgakarakos et al. qui si basano su ricerche precedenti per prevedere l'esistenza, Posizione, ed estensione della Zona Abitabile permanente in sistemi binari con pianeti giganti. Dapprima derivano equazioni che tengono conto della classe, messa, luminosità, e distribuzione spettrale dell'energia delle stelle; l'effetto gravitazionale aggiunto del pianeta gigante; l'eccentricità (cioè il grado di ellitticità dell'orbita), semiasse maggiore, e periodo dell'orbita dell'ipotetico pianeta simile alla Terra; la dinamica dell'intensità e dello spettro della radiazione stellare che cade sulla sua atmosfera; e la sua "inerzia climatica", questo è, la velocità con cui l'atmosfera risponde alle variazioni di irraggiamento. Quindi esaminano nove sistemi stellari binari noti con pianeti giganti, tutto scoperto dal telescopio Keplero, per determinare se le Zone Abitabili esistono in esse e sono "abbastanza tranquille" da ospitare mondi potenzialmente vitali.

Gli autori mostrano per la prima volta che esistono zone abitabili permanenti in Kepler-34, -35, -38, -64, e -413. Queste zone sono larghe tra 0,4-1,5 unità astronomiche (au) a partire da distanze comprese tra 0,6-2 au dal centro di massa delle stelle binarie.

"In contrasto con l'estensione delle Zone Abitabili in due ulteriori sistemi binari, Keplero-453 e -1661, è circa la metà delle dimensioni previste, perché i pianeti giganti in quei sistemi destabilizzerebbero le orbite di altri mondi abitabili. Per lo stesso motivo Kepler-16 e -1647 non possono ospitare altri pianeti abitabili. Certo, c'è la possibilità che la vita esista al di fuori della zona abitabile o su lune in orbita attorno ai pianeti giganti stessi, ma questo potrebbe essere un immobile meno desiderabile per noi, ", afferma il coautore Dr. Siegfried Eggl presso l'Università di Washington.

"Il nostro miglior candidato per ospitare un mondo potenzialmente abitabile è il sistema binario Kepler-38, a circa 3970 anni luce dalla Terra, e noto per contenere un pianeta delle dimensioni di Nettuno, " dice Georgakarakos.

"Il nostro studio conferma che anche i sistemi stellari binari con pianeti giganti sono obiettivi caldi nella ricerca della Terra 2.0. Fai attenzione a Tatooine, stiamo arrivando!"