L'equazione di Drake è usata per stimare il numero di civiltà comunicanti nella nostra galassia, o più semplicemente le probabilità di trovare vita intelligente nella Via Lattea.

Proposta per la prima volta dal radioastronomo Frank Drake nel 1961, l'equazione calcola il numero di civiltà comunicanti moltiplicando diverse variabili. Di solito si scrive, secondo la Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI), come:

N = Il numero di civiltà nella galassia della Via Lattea le cui emissioni elettromagnetiche sono rilevabili.

R* = Il tasso di formazione delle stelle adatte allo sviluppo della vita intelligente.

fp = La frazione di quelle stelle con sistemi planetari.

ne = Il numero di pianeti, per sistema solare, con un ambiente adatto alla vita.

fl = La frazione di pianeti adatti su cui appare effettivamente la vita.

fi = La frazione di pianeti adatti alla vita su cui emerge la vita intelligente.

fc = La frazione di civiltà che sviluppano una tecnologia che rilascia nello spazio segnali rilevabili della loro esistenza.

L = La durata del tempo in cui tali civiltà rilasciano segnali rilevabili nello spazio.

La sfida (almeno per ora) è che gli astronomi non hanno numeri certi su nessuna di queste variabili, quindi qualsiasi calcolo dell'equazione di Drake rimane per ora una stima approssimativa. Ci sono state, tuttavia, scoperte in alcuni di questi campi che danno agli astronomi una migliore possibilità di trovare la risposta.

Le recenti scoperte di mondi rocciosi vicino a Proxima Centauri (una stella del sistema Alpha Centauri) e TRAPPIST-1 hanno aumentato l'attenzione del pubblico sulla ricerca della vita. Queste stelle, tuttavia, sono nane rosse che potrebbero essere troppo volatili per la vita. Sono necessari ulteriori studi per capire dove la vita potrebbe essere possibile, e se potrebbe persistere abbastanza a lungo per comunicare con altre civiltà.

Scoperte di esopianeti

Gli astronomi potevano certamente immaginare l'esistenza di altri pianeti al di fuori del sistema solare nel 1961, ma ci è voluto fino al 1995 per trovare il primo esopianeta confermato intorno a una stella di sequenza principale chiamata 51 Pegasi b, la scoperta ha inaugurato una nuova era in cui gli astronomi sono stati in grado di rintracciare molti altri pianeti nell'universo.

Tradizionalmente, i pianeti sono stati trovati attraverso due metodi: guardando il loro transito su una stella (che causa un oscuramento che può essere misurato dalla Terra) o esaminando le oscillazioni gravitazionali che i pianeti inducono mentre orbitano intorno alla loro stella madre. Più recentemente, una tecnica chiamata "verifica per molteplicità" permette agli astronomi di identificare rapidamente sistemi di pianeti multipli.

Stimare il numero totale di pianeti nell'universo è difficile, ma uno studio statistico suggerisce che nella Via Lattea, ogni stella ha una media di 1,6 pianeti - producendo 160 miliardi di pianeti alieni nella nostra galassia. (Lo studio ha utilizzato una tecnica chiamata lente gravitazionale che osserva i cambiamenti nelle curve di luce quando una stella relativamente vicina passa davanti a oggetti più distanti). [Correlati: 13 modi per cacciare gli alieni intelligenti]

A partire da marzo 2018, sono stati confermati più di 3.708 esopianeti. La maggior parte di loro è dovuta a un osservatorio chiamato telescopio spaziale Kepler, che ha scrutato un singolo punto nella costellazione di Cygnus tra il 2009 e il 2013 prima di passare alla sua missione K2, che ha ruotato tra diverse posizioni nel cielo. Scandagliando i dati, gli astronomi continuano a fare scoperte dalle informazioni.

Adatto alla vita?

Mentre i pianeti delle dimensioni di Giove sono più facili da individuare nei telescopi a causa delle loro grandi dimensioni e dell'effetto sulla loro stella madre, la ricerca emergente dal telescopio spaziale Kepler suggerisce che i pianeti rocciosi sono estremamente comuni. Una sfilza di scoperte Kepler annunciate nel febbraio 2014, per esempio, conteneva principalmente super-Terre, o pianeti che sono leggermente più grandi della Terra e sono considerati da molti astronomi come abitabili nelle giuste condizioni. ("Abitabilità" è solitamente definita come la zona intorno a una stella in cui un pianeta roccioso può mantenere acqua liquida sulla superficie).

Tra i pianeti scoperti da tutti i telescopi, tuttavia, solo una piccola frazione di essi ha la probabilità di avere un ambiente adatto alla vita. Gli astronomi non possono ancora misurare con certezza questa metrica, ma alcuni fattori entrano probabilmente in gioco, come la vicinanza di un pianeta alla sua stella madre e il contenuto della sua atmosfera.

A partire da marzo 2018, l'Habitable Exoplanets Catalog ha 53 pianeti che "ottimisticamente" potrebbero essere adatti alla vita, e tra questi, 13 che hanno maggiori probabilità di essere abitabili. Il progetto fa parte del Planetary Habitability Laboratory dell'Università di Porto Rico ad Arecibo.

"Queste sono rappresentazioni artistiche di tutti i pianeti intorno ad altre stelle (esopianeti) con qualsiasi potenziale per sostenere la vita in superficie come la conosciamo", il catalogo afferma sotto un'illustrazione dei pianeti. "Tutti loro sono più grandi della Terra e non siamo ancora certi della loro composizione e abitabilità. Sappiamo solo che sembrano avere la dimensione e l'orbita giusta per supportare l'acqua liquida in superficie. ." [Correlato: 5 affermazioni audaci sulla vita aliena]

Trovare la vita al di fuori della Terra - anche la vita microbica - sarebbe un passo importante verso una migliore comprensione dell'equazione di Drake. Gli astronomi infatti non hanno rinunciato a trovare la vita all'interno del nostro sistema solare. Ci sono diverse aree che potrebbero ospitare ambienti abitabili ora, o lo hanno fatto in passato, come il pianeta Marte o la luna di Giove Europa.

Un prossimo passo sarebbe determinare come inviare un messaggio agli extraterrestri e se essi potrebbero riceverlo o capirlo. Su piccola scala, gli astronomi hanno trasmesso messaggi alle stelle e, in alcuni casi, hanno messo dischi a bordo di veicoli spaziali (come Voyager) per chiunque nelle vicinanze per leggere e potenzialmente trovare la Terra per ulteriori comunicazioni.

Stelle nane rosse

Il catalogo degli esopianeti conosciuti contiene anche un certo numero di pianeti che girano intorno a stelle nane rosse, che sono più piccole e più fioche del nostro sole. Era più facile individuare un pianeta che blocca il sole mentre attraversa la sua faccia, dal punto di osservazione passato di Keplero. Era anche più facile confermare se il pianeta era davvero un pianeta, poiché un pianeta che orbita intorno a una stella più piccola eserciterà un tiro più forte visibile nelle misure di velocità radiale. 

Poiché le nane rosse producono meno energia del sole, qualsiasi pianeta roccioso nella zona abitabile deve avvicinarsi alla stella per ottenere abbastanza calore per mantenere l'acqua liquida sulla superficie. Due scoperte in particolare hanno attirato l'attenzione del pubblico. Nel 2016, gli astronomi hanno scoperto un pianeta roccioso in orbita attorno a Proxima Centauri, un membro del sistema stellare di Alpha Centauri che dista solo quattro anni luce dalla Terra. Poi nel 2017, sette pianeti rocciosi di dimensioni terrestri sono stati confermati intorno alla stella TRAPPIST-1, che si trova a soli 40 anni luce dalla Terra. Alcuni di questi pianeti potrebbero trovarsi nella zona abitabile.

La ricerca emergente sulle stelle nane rosse, tuttavia, suggerisce che potrebbero non essere molto amichevoli per la vita. Nell'esempio di Proxima Centauri b, il pianeta è così vicino alla sua stella che gli scienziati suggeriscono che potrebbe essere bloccato lateralmente. Questo significa che un lato del pianeta è sempre rivolto verso la stella e l'altro verso lo spazio. Un lato del pianeta sarebbe molto caldo, e un lato del pianeta molto freddo, a meno che non ci siano venti per distribuire il calore intorno. Queste condizioni sono difficili per la vita.

Anche le stelle nane rosse in generale possono essere luoghi problematici. Sono più volatili del nostro sole, soprattutto quando sono giovani. Le stelle possono inviare brillamenti e anche espulsioni di massa coronale, che sono particelle cariche. Nel tempo, le CME possono lentamente strappare via un'atmosfera rimuovendo le molecole dalla parte superiore, secondo gli studi del 2017 guidati dal Goddard Space Flight Center della NASA nel Maryland. Anche se una stella non invia CME, c'è la possibilità che emetta radiazioni a raggi X, che potrebbero uccidere qualsiasi forma di vita sulla superficie.

Gli astronomi stanno conducendo studi sulle stelle nane rosse per determinare quanto possano essere pericolose, ma ulteriori studi su questi sistemi potrebbero richiedere telescopi futuri. A partire dal 2018, il TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA studierà stelle più vicine e più luminose di Kepler, generando potenzialmente decine di pianeti potenzialmente abitabili. E il James Webb Space Telescope dell'agenzia sarà lanciato non prima del 2020, con la possibilità di guardare l'atmosfera di alcuni pianeti nell'infrarosso per saperne di più sulla loro composizione. Nel frattempo, l'European Extremely Large Telescope (E-ELT) è in costruzione in Cile, con la prima luce prevista nel 2024.