O hartă a celor mai promițătoare 45 de exoplanete stâncoase în care ar putea exista viață

Sursa foto: Sciencedaily

Undă de optimism în căutarea vieții: 45 de lumi stâncoase identificate ca ținte prioritare

O echipă de astronomi condusă de profesoara Lisa Kaltenegger de la Carl Sagan Institute, Universitatea Cornell, a redus semnificativ lista locurilor din cosmos unde ar fi cel mai rațional să căutăm viață. Din peste 6.000 de exoplanete cunoscute, cercetătorii au identificat 45 de planete stâncoase aflate în „zona locuibilă” — regiunea în jurul unei stele în care temperaturile permit existenţa apei lichide la suprafața unui corp planetar, condiție considerată esențială pentru viața așa cum o cunoaștem.

Metodă și surse de date

Studiul se bazează pe date noi obținute de misiunea Gaia a Agenției Spațiale Europene și pe arhivele NASA privind exoplanetele. Echipa a comparat pozițiile și proprietățile orbitale ale planetelor cunoscute cu valorile necesare pentru ca o exoplanetă stâncoasă să primească un flux stelar compatibil cu menținerea apei lichide. Rezultatul este o catalogare atentă a celor mai promițătoare ținte, menită să ghideze observațiile viitoare cu telescoape actuale și de generație următoare.

Ce înseamnă „zonă locuibilă” și de ce contează

„Zona locuibilă” desemnează banda de distanțe în jurul unei stele în care o planetă ar putea avea temperaturi care să permită existența apei lichide la suprafață. Această idee, studiată de decenii, rămâne un reper central al exobiologiei: dacă apa lichidă este un ingredient-cheie pentru viață, atunci planetelor care se situează în această regiune li se acordă prioritate. Autorii studiului au folosit, pe lângă pozițiile orbitale, și estimări ale masei și diametrului planetelor pentru a identifica doar acele lumi care sunt cel mai probabil stâncoase și deci comparabile cu Pământul.

Rezultatele: 45 de planete stâncoase și 24 într-o zonă 3D mai restrictivă

Echipa a identificat 45 de exoplanete stâncoase în zona locuibilă care pot constitui ținte realiste pentru căutarea semnelor de viață. În plus, autorii au stabilit o listă mai restrictivă de 24 de planete care intră într-o «zonă locuibilă 3D», bazată pe ipoteze mai stricte privind cantitatea de căldură pe care o poate suporta o planetă înainte de a deveni nelocuibilă.

Printre numele cele mai cunoscute care apar în catalog se regăsesc Proxima Centauri b, TRAPPIST-1 f și Kepler-186 f, dar și candidați mai puțin mediatizați, precum TOI-715 b. Distanțele acestor ținte variază, dar unele dintre ele sunt relativ aproape în termeni cosmici: sistemul TRAPPIST-1 se află la aproximativ 40 de ani-lumină, iar LHS 1140 b la circa 48 de ani-lumină.

Planete care primesc o radiație similară cu cea de pe Pământ

O categorie importantă din catalog este cea a planetelor care primesc un flux stelar asemănător cu cel de la Pământ, ceea ce le face candidaturi deosebit de interesante. Printre acestea se numără planetele transitoare TRAPPIST-1 e, TOI-715 b, Kepler-1652 b, Kepler-442 b și Kepler-1544 b. Alte corpuri, detectate prin metoda vitelor stelare (adică prin influența gravitațională pe care o exercită asupra stelelor gazdă), includ Proxima Centauri b, GJ 1061 d, GJ 1002 b și Wolf 1069 b.

Explorând limitele habitabilității: orbite eliptice și margini interioare/exterioare

Câteva exoplanete urmează orbite foarte eliptice, ceea ce înseamnă că fluxul de energie primit de la stea variază substanțial pe parcursul unei revoluții. Studiul subliniază că analizarea acestor planete poate ajuta la răspunsul unei întrebări fundamentale: o planetă trebuie să rămână continuu în zona locuibilă pentru a menține condiții favorabile vieții sau poate „ieși” și „intra” în această zonă în timp ce păstrează condiții locuibile?

Autorii au selectat planete care pot testa ambele margini ale conceptului: pentru înțelegerea limitelor interioare au fost alese obiecte precum K2-239 d, TOI-700 e, K2-3 d, Wolf 1061 c și GJ 1061 c; pentru a investiga marginile reci ale zonei locuibile au fost identificate ținte precum TRAPPIST-1 g, Kepler-441 b și GJ 102.

Perspective din Sistemul Solar ca reper

Cercetătorii subliniază utilitatea comparării cu corpurile din Sistemul Solar. Venus, Pământul și Marte oferă repere practice pentru evaluarea habitabilității: Pământul este locuibil, Venus și Marte nu. Astfel, comparând fluxul stelar primit de exoplanete cu cel primit de Venus și Marte, oamenii de știință pot estima când și cum se pierde habitabilitatea și ce nivel de energie este prea mult pentru a menține apă lichidă la suprafață.

Observații viitoare: telescoapele curente și cele care vor veni

Lista ordonată a 45 de ținte va fi folosită ca ghid pentru observații cu telescoape moderne și viitoare. Printre facilitățile menționate în studiu se numără James Webb Space Telescope (JWST), Telescopul Spațial Nancy Grace Roman (programat pentru 2027), Extremely Large Telescope (cu „first light” așteptat în 2029), Habitable Worlds Observatory (așteptat în anii 2040) și proiectul propus Large Interferometer For Exoplanets (LIFE).

Observarea acestor planete cu instrumente sensibile este esențială pentru a determina dacă au atmosferă și pentru a rafina modelele care descriu habitabilitatea. Echipa a potrivit anumite planete cu metode de observație specifice pentru a crește șansele detectării unor semne atmosferice sau ale unor condiții favorabile vieții.

Ținte prioritare pe termen scurt

Din analiza preliminară a celor 10 planete care primesc un flux stelar asemănător Pământului, două apar ca fiind candidați puternici pentru studii pe termen scurt: TRAPPIST-1 e și TOI-715 b. Sistemul TRAPPIST-1 reprezintă un punct focal pentru observațiile JWST conduse de astronomul Cornell Nikole Lewis, deoarece orbitează stele de tip roșu, mai mici, iar planetele de dimensiuni terestre devin mai ușor de detectat și studiat în jurul unor astfel de stele.

Comentarii ale cercetătorilor

Profesoara Lisa Kaltenegger a explicat motivația proiectului într-un mod care leagă cercetarea științifică de imaginația populară: „Așa cum ilustrează atât de frumos Project Hail Mary, viața ar putea fi mult mai versatilă decât ne imaginăm, așa că a stabili care dintre cele 6.000 de exoplanete cunoscute ar fi cea mai probabilă gazdă pentru forme extraterestre — fie ele microorganisme sau altfel — poate fi esențial, și nu doar pentru personaje de film.”

Gillis Lowry, unul dintre coautori și acum student de doctorat la San Francisco State University, a subliniat scopul practic al demersului: „Este greu de spus ce face ceva mai probabil să găzduiască viață, dar identificarea locurilor unde trebuie căutat este primul pas cheie — deci scopul proiectului nostru a fost să spunem ‹iată cele mai bune ținte pentru observații›.”

Lucas Lawrence, alt coautor devenit student de doctorat la Universitatea din Padova, a adăugat: „Am dorit să creăm ceva care să permită altor oameni de știință să caute eficient și, în timp ce lucram, am tot descoperit lucruri noi despre aceste lumi pe care vrem să le investigăm mai departe.”

Abigail Bohl, de asemenea coautoare, a explicat relevanța comparării cu planetele terestre din Sistemul Solar: „Știm că Pământul este locuibil, în timp ce Venus și Marte nu sunt. Putem folosi Sistemul Solar ca referință pentru a căuta exoplanete care primesc energie stelară între nivelurile primite de Venus și Marte. Observarea acestor planete ne poate ajuta să înțelegem când se pierde habitabilitatea, câtă energie în exces este prea mult și ce planete rămân locuibile — sau poate nu au fost niciodată.”

Lista completă a celor 45 de exoplanete identificate

Mai jos este lista completă a celor 45 de exoplanete stâncoase aflate în zona locuibilă, identificată în lucrare. Aceste nume sunt recomandate ca ținte prioritare pentru observații viitoare:

• GJ 1002 b
• GJ 1002 c
• GJ 1061 c
• GJ 1061 d
• GJ 251 c
• GJ 273 b
• GJ 3323 b
• GJ 667 C c
• GJ 667 C e
• GJ 667 C f
• GJ 682 b
• K2-239 d
• K2-288 B b
• K2-3 d
• K2-72 e
• Kepler-1229 b
• Kepler-1410 b
• Kepler-1544 b
• Kepler-1606 b
• Kepler-1649 c
• Kepler-1652 b
• Kepler-186 f
• Kepler-296 e
• Kepler-296 f
• Kepler-441 b
• Kepler-442 b
• Kepler-452 b
• Kepler-62 e
• Kepler-62 f
• L 98-59 f
• LHS 1140 b
• LP 890-9 c
• Proxima Centauri b
• Ross 508 b
• TOI-1266 d
• TOI-700 d
• TOI-700 e
• TOI-715 b
• TRAPPIST-1 d
• TRAPPIST-1 e
• TRAPPIST-1 f
• TRAPPIST-1 g
• Teegarden’s Star c
• Wolf 1061 c
• Wolf 1069 b

Ce urmează pentru astronomi

Această catalogare reprezintă un instrument practic pentru comunitatea științifică: observatoarele pot prioritiza resursele limitate spre acele planete care au cele mai bune șanse de a furniza indicii despre atmosfere și, indirect, despre potențialul lor de a susține viață. Studiul încurajează, de asemenea, analiza continuă a orbitei și a caracteristicilor atmosferice pentru a înțelege mai bine condițiile care transformă o planetă stâncoasă într-un mediu locuibil.

Pe măsură ce telescoapele de generație următoare încep să funcționeze, iar capacitatea de a observa atmosferele planetelor mici se îmbunătățește, liste precum cea întocmită de echipa condusă de Kaltenegger vor deveni tot mai valoroase pentru prioritizarea observațiilor și pentru rafinarea ipotezelor despre habitabilitate.

Mai multe detalii despre lucrare și metodologia utilizată pot fi consultate în sinteza publicată de Royal Astronomical Society și în versiunea științifică a studiului în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Articolul Royal Astronomical Society publicat pe ScienceDaily și Studiul publicat în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.