Trovare una copia esatta della Terra da qualche parte nell'universo sembra un'idea inverosimile, ma gli scienziati credono che poiché la Terra è avvenuta nel nostro sistema solare, qualcosa di simile è destinato ad esistere da qualche altra parte. Il ricercatore Siegfried Eggl e i suoi colleghi dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign affermano che le lune orbitanti possono svolgere un ruolo chiave nel mantenere i pianeti abitabili per lunghi periodi e hanno identificato un metodo per trovarli.

"Nel nostro sistema solare, abbiamo una media di 20 lune in orbita attorno a ciascun pianeta. Così, sospettavamo che ci fossero lune intorno a pianeti in altri sistemi, pure. Non c'è davvero alcun motivo per cui non dovrebbe essercene, " disse Eggl, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell'UIUC.

Eggl ha detto che gli astronomi che utilizzano l'Atacama Large Millimeter Array hanno recentemente osservato ciò che credono sia la prova di una luna che si è formata attorno al pianeta extrasolare PDS 70c. Il prossimo passo è trovare lune attorno a pianeti che hanno due stelle.

Alcuni pianeti in altri sistemi solari possono essere visti usando telescopi molto grandi come ALMA, il W.M. l'osservatorio Keck alle Hawaii o l'Osservatorio europeo meridionale in Cile, ma le lune completamente formate sono ancora troppo piccole per essere individuate.

"Sappiamo che ci sono. Dobbiamo solo guardare meglio. Ma poiché è così difficile vederli, abbiamo identificato un modo per rilevarli attraverso l'effetto che hanno su un pianeta utilizzando le variazioni dei tempi di transito".

Eggl ha affermato di poter osservare come si comportano i pianeti in orbita e confrontare tali osservazioni con modelli con e senza lune. "Conosciamo i pianeti, stelle, e le lune nel nostro sistema solare interagiscono gravitazionalmente come un gigantesco gioco da tavolo, " disse Eggl. "La luna sta interagendo con la Terra in base alle maree e rallentando la propria rotazione, ma c'è anche il sole, tirando su entrambi. Una seconda stella agirebbe come un altro perturbatore esterno al sistema".

Eggl ha spiegato, quando un pianeta passa davanti a una stella, la stella si attenua un po'. Una luna che tira il pianeta fa oscillare leggermente il pianeta sulla sua orbita. Questa oscillazione fa sì che l'oscuramento della stella avvenga a volte prima e altre volte dopo. In un sistema a doppia stella, ulteriori variazioni dei tempi di transito sono dovute alla forzata, orbite ellittiche del pianeta e della sua luna. Se rilevato, tali variazioni possono portare a ulteriori informazioni sulle proprietà del sistema.

Proprio come provare che c'è vento osservando i rami degli alberi che si piegano, Eggl ha dichiarato:"Questa è una prova indiretta di una luna perché non c'è nient'altro che potrebbe tirare il pianeta in quel modo".

Certo, questo presuppone che i pianeti non abbiano perso le loro lune lungo la strada.

"Prima abbiamo dovuto determinare le risonanze orbitali nei sistemi che abbiamo esaminato, " disse Eggl. "Quando le lune e i pianeti hanno orbite leggermente ellittiche, non si muovono sempre alla stessa velocità. Più un'orbita è eccentrica, più frequenze possono essere eccitate, e vediamo che queste risonanze diventano sempre più importanti. Ad un certo punto ci saranno risonanze sovrapposte che possono portare al caos nel sistema. Nel nostro studio abbiamo mostrato, però, che c'è abbastanza "immobiliare" stabile per meritare una ricerca approfondita delle lune intorno ai pianeti nei sistemi a doppia stella."

Billy Quarles, autore principale dello studio, disse, "La principale differenza con i sistemi binari è che la stella compagna si comporta come la marea sulla spiaggia, dove periodicamente entra e incide il lungomare. Con un'orbita binaria più eccentrica, viene rimossa una porzione più ampia dello stabile 'immobiliare'. Questo può aiutare molto nella nostra ricerca di lune in altri sistemi stellari".

La linea di fondo per Eggl è che il nostro sistema solare probabilmente non è così speciale come vorremmo pensare che sia.

"Se possiamo usare questo metodo per mostrare che ci sono altre lune là fuori, poi ci sono probabilmente altri sistemi simili al nostro, " ha detto. "La luna è anche probabilmente fondamentale per l'evoluzione della vita sul nostro pianeta, perché senza la luna l'inclinazione dell'asse della Terra non sarebbe così stabile, i cui risultati sarebbero dannosi per la stabilità climatica. Altri studi peer-reviewed hanno mostrato la relazione tra le lune e la possibilità di una vita complessa".

Lo studio, "Exomoons in Systems with a Strong Perturber:Applications to α Cen AB, " di Billy Quarles e Gongije Li della Georgia Tech, Siegfried Eggl dell'UIUC, e Marialis Rosario-Franco del National Radio Astronomy Observatory e dell'Università del Texas ad Arlington, appare in Il Giornale Astronomico .