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giovedì 28 gennaio 2016

Ancora su KIC 8462852, ancora una sorpresa

Il processo di conoscenza della Natura, in particolare dell'Universo, ha alcuni aspetti molto interessanti che dovrebbero essere di esempio anche nella vita di tutti i giorni. Qualsiasi sia l'ambito di indagine: scientifico, sociologico, politico, economico, la realtà è una figura talmente complessa che per essere descritta con un'accettabile accuratezza ha bisogno di essere osservata per molto tempo e da diversi punti di vista. Non è una possibilità, è un obbligo. E' un processo delicato che richiede tempo, metodo e soprattutto una certa forza di volontà per non cadere in conclusioni rapide quanto incomplete o, con una parola: demagogiche.

Quando si vuole arrivare alla verità, senza lasciarsi condizionare dalle forti correnti che di continuo provano a travolgerci, sono due le regole fondamentali che ci impediscono di naufragare:
1) Mai essere troppo sicuri di qualcosa al punto di non comprendere (o accettare) nemmeno le obiezioni degli altri o di sentirsi appagati e smettere di cercare;
2) Mai lasciare che l'orgoglio ci impedisca di cambiare idea alla luce di nuove indagini. Questo è un punto delicato. Ci hanno insegnato nel nostro passato di bambini prima e adolescenti poi, che un uomo forte e sicuro di sé è colui che si fa un'idea e la porta avanti contro tutto e tutti. Non c'è nulla di più sbagliato: una persona forte è colei che non smette mai di mettere alla prova le proprie convinzioni, che si mette di continuo alla prova ed è sempre pronta a cambiare idea quando la realtà dei fatti diventa incompatibile con le proprie teorie.
Cosa c'entra tutta questa strana premessa con la stella  KIC 8462852? Al momento sembrerebbe poco, ma tra non molto sarà tutto più chiaro.

Solo pochi giorni fa, un interessante articolo dell'astronomo Schaefer mise in evidenza un fatto osservativo sorprendente in merito alla misteriosa stella KIC 8462852, l'astro che ha mostrato rapide, casuali e profonde diminuzioni della propria luce alle osservazioni del telescopio spaziale Kepler.
Schaefer, analizzando gli archivi fotografici storici di Harvard, aveva costruito una curva di luce su un intervallo di 100 anni ed era arrivato alla conclusione che la stella KIC 8462852 non solo mostrava diminuzioni di luce su scala giornaliera, ma nell'ultimo secolo aveva diminuito costantemente la propria luminosità. Questo, per una stella di sequenza principale di tipo F, è un aspetto sorprendente e del tutto inaspettato, che portava ben oltre il limite tutte le ipotesi, già traballanti, che erano state fatte per spiegare i rapidi cali di luminosità osservati da Kepler.

Mappa per l'identificazione di  KIC 8462852
L'idea di Schaefer di osservare nei dati storici il comportamento di questa stella è stata geniale e i risultati a cui era arrivato sono sembrati straordinari, forse persino troppo. Tutto però sembrava tornare: la curva di luce della stella KIC 8462852, confrontata con quelle di altre due stelle di controllo del campo, mostrava una diminuzione sistematica ben oltre l'errore fotometrico e con un trend che le due stelle di paragone non avevano. La conclusione, quindi era palese: KIC 8462852 aveva diminuito la propria luminosità in modo sorprendente e non spiegabile nell'ultimo secolo, forse negli ultimi secoli. L'apparato che supportava la tesi sembrava solidissimo, ma qui entra in gioco la prima regola, che nel linguaggio fisico implica solo una cosa: continuare a indagare e mettere alla prova ogni precedente affermazione.
 
A distanza di pochi giorni è stato pubblicato un altro articolo che fornisce nuovi dati e giunge a una spiegazione alternativa e piuttosto convincente alla diminuzione della luce osservata da Schaefer nella curva di luce secolare di KIC 8462852. L'articolo, al contrario di quello di Schaefer, è ancora una bozza che non è stata pubblicata su nessuna rivista, quindi non ha ancora subito il vaglio severo dei cosiddetti "peer review". Ogni articolo pubblicato su riviste del settore deve infatti essere prima letto e controllato da uno o più ricercatori che si occupano dello stesso campo di indagine. Solo dopo un loro parere oggettivo, gli editori decidono se pubblicarlo o rifiutarlo.
Con queste dovute precauzioni, la conclusione a cui sono arrivati Michael Hippke, Daniel Angerhausen è in un certo senso sorprendente: la diminuzione di luce osservata è probabilmente da imputare a qualche errore strumentale e non a fattori intrinseci alla stella. Insomma, probabilmente si è trattato di un errore fotometrico e tra poco cercheremo di comprenderlo meglio.

Non chiamateli ignoranti o stupidi, primo perché sono scienziati che conoscono molto bene il proprio campo e meritano rispetto, secondo perché stupido è solo colui che continua a sostenere la propria tesi anche quando tutte le condizioni mostrano il contrario. La Natura si conosce spesso per errori, per sbagli, per veri e propri abbagli, che hanno la forza di impartirci continuamente severe lezioni su quanto sia importante il metodo scientifico e la continua ricerca della verità, anche quando irrazionalmente ci sentiamo già convinti di averla trovata. Il confronto e le discussioni, sempre civili, con altre persone interessate allo stesso argomento è spesso un'arma di incredibile efficacia per arrivare a un obiettivo comune: conoscere la realtà in modo oggettivo, non per imporre le proprie convinzioni o far crescere il proprio ego. Questa è un'altra lezione che ci insegna la scienza e che non dovremo mai dimenticare.

Hippke e Angerhausen hanno ripreso in mano tutti i dati fotometrici storici analizzati da Schaefer e sono arrivati alle sue stesse conclusioni: KIC 8462852 sembrava aver diminuito la propria luminosità di 0.16 magnitudini nell'ultimo secolo. A partire da questo dato di fatto hanno cercato di andare più a fondo per capire se i dati fotometrici potessero nascondere un'altra piccola sfaccettatura della realtà. Hanno selezionato qualche decina di stelle della stessa classe spettrale di KIC 8462852, non troppo distanti, e hanno fatto la scoperta: 18 delle 28 stelle mostrano una sistematica diminuzione di luce di una quantità simile a KIC 8462852, il 64%. Come se non bastasse, molte di queste mostrano un salto di luminosità tra la serie di dati degli anni 40 e quelli degli anni 70.

Curva di luce di KIC 8462852, a sinistra, e di un'altra stella di classe F, a destra costruite dagli archivi storidi di Harward da parte di Hippke e Angerhausen. Entrambe sono state corrette per la diminuzione di 0.16 magnitudini osservata e mostrano un comportamento simile. Inoltre, è evidente il salto in luminosità che hanno subito tra le due serie di dati. Comportamenti simili hanno coinvolto il 64% delle stelle di classe F nei pressi di KIC 8462852.
 
A questo punto le conclusioni possibili sono due:
1) Gran parte delle stelle di classe F del campo inquadrato da Kepler ha variato di luminosità nell'ultimo secolo allo stesso modo, con un salto di circa un decimo di magnitudine nello stesso periodo di tempo;
2) Si tratta di un errore strumentale. Per qualche motivo, da ricercare nella diversa risposta delle lastre fotografiche (si utilizzavano queste fino almeno agli anni 90!), dei filtri o del processo di calibrazione fotometrica, si è generato un errore sistematico che ha afflitto in modo particolare le stelle di classe F, probabilmente in modo legato quindi al colore degli astri.

Ora, richiamando la regola numero 2, cerchiamo di abbandonare l'orgoglio e il desiderio, che ci hanno fatto amare l'idea di una stella dal comportamento eccezionale che nell'ultimo secolo ha mostrato qualcosa che nessun astro dell'Universo ha fino a questo momento mostrato ai nostri strumenti. Guardiamoci tranquilli allo specchio e chiediamoci: alla luce dei nuovi dati, qual è la spiegazione più probabile? 
Non c'è dubbio: per quanto ne sappiamo ora, se il lavoro di Hippke e Angerhausen è stato fatto bene (e qui, per ora, dobbiamo fidarci in attesa della revisione dei peer review) l'ipotesi più probabile è che KIC 8462852 è sì una stella peculiare, che ha mostrato al telescopio Kepler episodi di variabilità su breve scala temporale non spiegabili e assolutamente reali, ma non è l'oggetto sconvolgente che era uscito fuori dalle analisi di Schaefer. La diminuzione di luminosità osservata nell'ultimo secolo con molta probabilità non è reale ma frutto di un errore strumentale che ha affetto gran parte degli astri dello stesso tipo presenti nelle lastre fotografiche storiche.

Come avevo intuito nel precedente post, la storia su KIC 8462852 si è arricchita già di una nuova, sorprendente puntata, un colpo di scena scientifico degno delle migliori serie tv americane. Sarà questo l'ultimo atto? Certo che no. Diversi gruppi di ricerca stanno approfondendo in questi giorni i risultati di Hippke e Angerhausen, proprio come questi hanno fatto con il lavoro di Schaefer. Ci saranno nuove osservazioni e studi e probabilmente i colpi di scena non sono finiti. Chi ha detto che la scienza è noiosa?




lunedì 25 gennaio 2016

KIC 8462852: il mistero si infittisce



Per chi non se lo ricorda, KIC 8462852 è stato senza dubbio uno dei misteri astrofisici più importanti del 2015. Una normalissima stella di sequenza principale e di classe spettrale F3, come ce ne sono tante nell'Universo, ha mostrato agli occhi molto sensibili del telescopio spaziale Kepler delle improvvise e imprevedibili diminuzioni della propria luce, anche fino al 20%. Furono molte le ipotesi proposte per spiegare quel comportamento unico, tra cui anche le più fantasiose che riguardavano la possibile presenza di una mega struttura aliena con l'obiettivo di sfruttare l'energia della stella. Chiamata sfera di Dyson, quest'affascinante ipotesi era interessante non per il fatto in sé, quanto piuttosto perché testimoniava il grosso buio interpretativo degli astronomi in merito a quanto era stato osservato.

Una famiglia di comete? Probabilmente no.
A distanza di qualche mese le cose sembravano essere leggermente meno fumose. Le sensibili antenne del SETI avevano fallito nel rivelare qualsiasi comunicazione di intelligenze extraterrestri, allontanando la già remota possibilità che quelle imprevedibili diminuzioni di luce fossero dovute a enormi strutture artificiali. Allo stesso tempo erano state confermate tutte le misurazioni di Kepler, dando più forza a un'ipotesi che era già stata avanzata tempo prima: un immenso sciame di comete era transitato di fronte al disco della stella durante le osservazioni del telescopio spaziale e aveva creato quelle diminuzioni di luce casuali e repentine osservate. Il mistero, quindi, stava per essere risolto, ma nella scienza le sorprese sono sempre dietro l'angolo.

Un nuovo studio pubblicato il 13 Gennaio scorso dall'esperto astronomo Bradley E. Schaefer e accessibile a questo link, sembrerebbe rimescolare le carte e distruggere le flebili certezze che si stavano timidamente affacciando. Schaeder ha fatto un enorme lavoro di ricerca, andando a scovare in tutti gli archivi fotografici del passato il campo stellare di KIC 8462852, che ha la fortuna di trovarsi in una porzione di cielo (tra Cassiopea e il Cigno) che è stata osservata con continuità da ogni programma di ricerca nel visibile, dall'invenzione delle lastre fotografiche a oggi.
E infatti Schaefer ha ottenuto preziosissime informazioni fotometriche su un periodo temporale di ben 99 anni, dal 1890 al 1989, decisamente maggiore del tempo di osservazione di Kepler, limitato a circa 3 anni.

100 anni di variazioni di luminosità di KIC 8462852 (punti blu)
La costruzione e successiva interpretazione dei dati non lascia scampo: la stella KIC 8462852 non ha subito variazioni di luminosità solo nel periodo di osservazione di Kepler, ma nell'ultimo secolo ha diminuito sistematicamente la propria luminosità di quasi 2 decimi di magnitudine. Sebbene la limitata risoluzione in luminosità e tempo della curva di luce secolare non permetta di riconoscere i repentini cambi di magnitudine osservati da Kepler, lo studio di Schaefer ci rivela una stella dal comportamento davvero unico, che sta subendo qualche fenomeno fisico che ne attenua in modo sistematico la luminosità sul grande periodo temporale e la fa variare in modo imprevedibile su scale più brevi. E' una variabilità che potrebbe andare avanti da diversi secoli, se non millenni, e che quindi presuppone un fenomeno fisico molto più complesso, stabile e duraturo di quelli finora ipotizzati.

Calcoli alla mano, infatti, se la diminuzione della luce fosse dovuta al transito di oggetti cometari organizzati in gruppi più o meno folti, per giustificare una diminuzione di luce che va avanti da oltre un secolo servirebbero circa 648 mila comete giganti di oltre 200 km di diametro, ben organizzate nel passare di fronte alla propria stella proprio nell'ultimo secolo, tutte sullo stesso piano orbitale. Per confronto, la cometa più grande conosciuta nel Sistema Solare è la Hale-Bopp, con un diametro di circa 60 km. Come se non bastasse, la massa di tutte le 648 mila comete dovrebbe essere quasi la metà di quella della Terra, 4 volte superiore alla massa stimata di tutti gli oggetti della nostra fascia di Kuiper. Schaefer si chiede come sia possibile spiegare in questi termini una diminuzione di luminosità che potrebbe andare avanti anche da ben più di un secolo.

Ora, tutto è possibile, certo, ma l'ipotesi che al momento era la preferita tra gli scienziati, ovvero la presenza di un folto gruppo di comete, sembra vacillare non poco e perdere diverse posizioni. Il problema è che non si ha la più pallida idea di quali ipotesi al momento potrebbero guadagnare credito; su questo punto neanche Schaefer si sbilancia.
Se la diminuzione di luce osservata da Kepler fosse dovuta ad esempio alla presenza di un disco compatto di polveri o di ammassi di polveri attorno alla stella, per giustificare la diminuzione della luce in un periodo di almeno un secolo si dovrebbe aumentare la quantità di polvere prevista attorno a KIC 8462852 tra 10 mila e 10 milioni di volte e giustificare il motivo della sua presenza, visto che nell'ultimo secolo sembra aver pure aumentato di densità! Di nuovo, questo è uno scenario che attorno a una stella di classe F, ormai con una certa età, non è mai stato osservato.

Il mistero, quindi, prosegue più forte che mai. Non resta che darci appuntamento alla prossima puntata, perché di sicuro ci sarà ancora molto di cui parlare di quest'oggetto unico.

martedì 10 novembre 2015

No, non abbiamo ricevuto segnali alieni da KIC 8462852

Il tempo scorre ma il castello di notizie false intorno alla stella KIC 8462852, di cui ho parlato in modo estensivo in questo post, continua a crescere, senza che vi sia sotto una base reale.
Allora, a quasi un mese di distanza dalla pubblicazione dell'articolo in cui si mostrava lo strano comportamento di questa stella, in apparenza normale, e se ne cercavano delle possibili spiegazioni, nulla in realtà è cambiato dal punto di vista delle nostre conoscenze, ma la fantasia ha corso invece più veloce della luce.

KIC 8462852 è stata scoperta dal telescopio Kepler
Prima di tutto, quindi, è bene ricordare che ci sono spiegazioni molto più probabili sulla natura della imprevedibile variabilità della stella, che è poi l'unica informazione di cui disponiamo. Le notizie secondo cui sarebbero stati ricevuti dei segnali radio provenienti da improbabili civiltà aliene che avrebbero costruito un manufatto enorme per catturare l'energia del proprio astro sono prive di qualsiasi fondamento.

E' indubbio, però, che la stella abbia attratto l'attenzione di gran parte della comunità scientifica per il suo comportamento bizzarro e in apparenza unico tra le decine di migliaia di stelle analizzate a fondo negli ultimi anni dagli astronomi di mezzo mondo. Bisogna però stare attenti a non considerare l'eccitazione della comunità scientifica per qualcosa di incredibile come una megastruttura aliena. Gli astronomi e tutti gli scienziati, infatti, proprio perché animati da un grande spirito di conoscenza, vengono attratti da tutto ciò che mostra comportamenti non conosciuti, soprattutto se riguarda astri che si pensava di conoscere molto bene come le stelle. Ecco spiegato il motivo per cui c'è una vera e propria corsa a chi capirà per primo cosa succede a KIC 8462852 (e aggiudicarsi anche fama e denaro, siamo pur sempre esseri umani!). L'ipotesi della megastruttura aliena resta ancora l'ultima, remota possibilità, una specie di ancora di salvezza per spiegare un fenomeno qualora tutte le ragionevoli ipotesi "naturali" fallissero.

Come impone il metodo scientifico, nessuna ipotesi deve essere esclusa se non ci sono ancora elementi oggettivi per farlo, così ogni astronomo cerca di dare il proprio contributo in base al campo di indagine che meglio conosce. Ecco allora che coloro i quali lavorano da decine di anni al progetto SETI, senza aver mai trovato nulla, sono moralmente obbligati a considerare l'ipotesi di civiltà aliena perché è quella che meglio si sposa con l'obiettivo delle proprie ricerche e con le proprietà dei propri strumenti (i radiotelescopi sono ottimi per trovare eventuali trasmissioni radio ma sono pessimi, ad esempio, per cercare pianeti!). Coloro che dispongono di grossi telescopi stanno cercando di capire se intorno alla stella ci sia un sistema planetario e magari un corpo celeste maturo e adatto per ospitare eventuali forme di vita. E' infatti molto utile ricordare che attorno a questa stella ancora non sappiamo nemmeno se ci siano pianeti simili alla Terra, quindi in grado di ospitare forme di vita, figuriamoci quindi se possiamo al momento confermare la presenza di un manufatto gigantesco costruito da una civiltà avanzatissima per catturare l'energia della propria stella.

Le indagini quindi stanno procedendo. Il SETI sta cercando di ascoltare, tutti gli altri stanno cercando di osservare, sia la stella che eventuali pianeti, magari a diverse lunghezze d'onda per capire le proprietà del corpo o dei corpi che ne occultano la luce a intervalli irregolari. In questo sforzo collettivo, che sa un po' di collaborazione ma tanto di concorrenza agguerrita nel cercare di arrivare per primi a una spiegazione plausibile di cosa stia succedendo a KIC 8462852, si stanno percorrendo tutte le strade e si pensa, o si spera, che presto se ne verrà a capo.
Al momento l'ipotesi più plausibile riguarda la presenza di un folto gruppo di comete (esocomete)  disturbate dal passaggio ravvicinato di una stella in tempi recenti (migliaia o milioni di anni). La stella vicina sembra già esserci; pianeti e/o qualsiasi altra cosa che indichi la presenza di strutture aliene, al di là della fervida fantasia di chi ha proposto questa vera e propria speculazione, no.

I primi dati del SETI sono già arrivati e come volevasi dimostrare non sono favorevoli alla bizzarra ipotesi di struttura aliena. Le antenne che cercano di captare eventuali segnali radio, infatti, non hanno ricevuto segnali artificiali (qui l'articolo originale). Questa non è di per sé una prova ancora definitiva per escludere del tutto l'ipotesi artificiale come spiegazione del comportamento della luce stellare, ma di certo non depone a suo favore e indirizza ancora di più energie e risorse verso altri studi, di certo più prolifici ed efficaci.

Tra poco ne sapremo di più, ma intanto impariamo una cosa fondamentale che ci insegna la scienza e che si rivelerebbe molto utile anche nella nostra vita: bisogna avere pazienza e non parlare prima di avere un quadro completo della situazione. Gran parte della scienza si fa in silenzio, perché per poter parlare 10 minuti in una conferenza stampa senza dire enormi cavolate occorrono spesso mesi, anni, di duro e silenzioso lavoro.
La realtà è sempre molto complessa e apprezza molto la calma e la pazienza.

sabato 17 ottobre 2015

No, non abbiamo (forse) scoperto gli alieni

In questi giorni sta girando su molti siti generalisti la sensazionale presunta scoperta di un gigantesco manufatto alieno attorno a una stella, a causa di presunte variazioni di luminosità imprevedibili e incompatibili con ogni altro manufatto naturale.

Naturalmente le cose non stanno proprio così. Per attirare l'attenzione dei lettori, molti giornali e siti internet hanno volontariamente (o no, chissà) giocato e amplificato all'inverosimile l'ipotesi più improbabile di un ampio, lungo e serio studio che ha interessato diversi astronomi sparsi in tutto il mondo.

L'inspiegabile curva di luce di KIC 8462852
Cerchiamo quindi di fare luce sulla vicenda, sia dal lato della cronaca reale che dei risultati scientifici, magari ripercorrendo tutte le tappe che una persona dovrebbe affrontare per farsi un'idea oggettiva della realtà che ci si presenta davanti.
Il modo migliore per iniziare è allora evitare tutti i filtri che ci sono in mezzo tra la fonte primaria, in questo caso il lavoro originale degli astronomi, e la notizia che abbiamo tutti letto, costruita ad hoc dalla mandria di sciacalli assatanati di click facili di cui fanno parte una buona frazione dei mass media generalisti.

Chiediamoci allora: dove si può risalire alla fonte primaria della notizia? La cosa bella della scienza è che tutte le scoperte vengono pubblicate dai rispettivi ricercatori in articoli tecnici che spiegano per filo e per segno tutte le misurazioni e le analisi fatte per arrivare alle conclusioni scritte in fondo all'articolo (si chiama trasparenza in gergo comune). In questo modo si mette a disposizione della collettività tutto il procedimento e le analisi fatte per capire davvero con le proprie capacità se il ragionamento seguito possa essere almeno verosimile o no. Insomma, la prima regola è questa: le scoperte scientifiche non sono dogmi indimostrabili, anzi, sono assuzioni che devono essere accompagnate da ricche e convincenti prove, altrimenti non hanno senso. 
Nel nostro caso, la fonte primaria è semplice da trovare ed è rappresentata da questo articolo, disponibile a tutti e in modo gratuito.

Un dettaglio della curva mostra variazioni di più breve durata
Dandogli una veloce occhiata, salta subito all'occhio che non si tratta di qualcosa di immediata comprensione, sebbene la scuola dell'obbligo avrebbe dovuto fornirci gli strumenti per almeno comprenderne il filo.
Il
ruolo di un buon divulgatore o giornalista, allora, è quello di leggere attentamente l'articolo e farne un riassunto mantenendo inalterata la sua struttura, senza alterare i pesi delle diverse ipotesi/conclusioni e trasformandolo in qualcosa più facile da digerire per chi magari non ha 3 ore di tempo per dedicarsi all'articolo originale e provare a capirci qualcosa.
Questa trasformazione neutra nell'era di internet è stata completamente distrutta e soprattutto nell'ambito scientifico fallisce clamorosamente, sia per manifeste incapacità di comprensione e sintesi di alcuni giornalisti, sia per una latente malafede che fa preferire titoli acchiappa click del tipo: "Scoperta presunta civiltà aliena attorno a una stella" a "Rivelate anomalie inspiegabili nella luce di una stella". Insomma, l'etica professionale di chi si dovrebbe occupare di fare informazione in modo neutro, corretto e senza distorsioni è andata a farsi benedire da parecchio tempo. Non è comunque questo il luogo migliore per partire con una filippica che in ogni caso cadrebbe nel vuoto, quindi procediamo con il nostro argomento.

Bene, ora che abbiamo sottomano l'articolo originale dei ricercatori, quindi abbiamo lo stato dell'arte sulla conoscenza di questa stella e dei fenomeni a essa collegati, proviamo a snocciolare insieme i punti salienti, con il vantaggio che se dovessi dire, nelle prossime righe, qualche cavolata, tutti saranno in grado di tirarmi le orecchie perché potranno fare in ogni momento un confronto diretto tra la mia traduzione e la fonte primaria.

Cosa è stato scoperto e da chi?
La scoperta è stata effettuata dal telescopio spaziale Kepler, che per oltre 4 anni ha osservato dei campi stellari nella costellazione del Cigno alla ricerca di piccolissime variazioni della luce delle stelle, causate dal possibile transito di un pianeta di fronte ai loro incandescenti dischi.
Tra le migliaia di curve di luce ottenute (si chiamano così i diagrammi della luce della stella in funzione del tempo) moltissime sono state le scoperte che non necessariamente hanno coinvolto dei pianeti. In effetti, di fronte al disco di una stella possono passare diverse cose: un pianeta, un'altra stella, dischi di polveri, detriti, stelle multiple. Alcune stelle, poi, variano la propria luminosità in modo intrinseco a causa di esplosioni e/o espansioni dei propri strati superficiali. Insomma, capire da una semplice curva di luce cosa sia successo alla stella non è di immediata comprensione ed è per questo che servono lunghe e complicate analisi.

Per tutte le stelle di cui gli astronomi hanno visionato le curve di luce si sono trovate delle spiegazioni in base ai fenomeni che già conosciamo, ovvero quelli citati qualche riga sopra. Per tutte, tranne che per una.
L'oggetto KIC 8462852, conosciuto anche come TYC 3162-665-1, è una stella di magnitudine 12, di sequenza principale e classe spettrale F3, che ha mostrato qualcosa che sembrerebbe incompatibile con tutti i fenomeni associati fino a questo momento con il calo di luminosità delle stelle.
Se non abbiamo ben compreso i dati appena forniti, non c'è problema. Quanto detto sta a significare che KIC 8462852 è una stella un po' più calda del Sole, quindi un po' più grande e massiccia, che si trova nella sequenza principale, ovvero nella fase di maggiore stabilità e durata delle propria esistenza. Teniamo in mente questo perché tra poco ci servirà per provare a escludere qualche ipotesi per spiegare il suo bizzarro comportamento.
Il problema di questa stella è il seguente: le sue curve di luce mostrano cali di luce imprevedibili e non periodici nel tempo, che passano da pochi centesimi del flusso totale fino a oscurarne oltre il 20%.
In altre parole, di fronte a questa stella stanno passando o sono passati corpi celesti di diverse dimensioni, in modo apparentemente casuale e non periodico, alcuni dei quali più grandi della stella stessa.

Cosa non dovrebbe essere?
Gli astronomi ben presto hanno escluso molti dei fenomeni classici conosciuti:

1) Non si tratta di uno o più pianeti perché questi seguono delle orbite ben definite, quindi mostrerebbero andamenti periodici nel calo della luce della stella. Inoltre, un calo del 22% prevede l'esistenza di un pianeta grande circa la metà della stella, ovvero 7-8 volte più grande di Giove. Impossibile che esista un corpo del genere perché sarebbe un'altra stella e non più un pianeta;

2) Per lo stesso motivo non si può pensare che vi siano una o più stelle che attraversano il disco della stella principale, perché queste risulterebbero comunque visibili visto che queste, al contrario dei pianeti, emettono luce;

3) La stella potrebbe essere una variabile irregolare come ce ne sono tantissime nel cielo, ad esempio le variabili di tipo Mira che possono cambiare la loro luminosità di centinaia di volte a intervalli irregolari. Tuttavia, le variabili intrinseche, così sono chiamate, sono quasi sempre stelle molto evolute, quindi non di sequenza principale, o al limite stelle molto giovani che ancora non sono andare nella sequenza principale. Insomma, non si conoscono variabili irregolari che fanno parte della sequenza principale con un comportamento simile a quello osservato dalla stella KIC 8462852;

4) Attorno alla stella potrebbe esserci un disco di polveri come accade per molte stelle giovani, soprattutto nelle fasi antecedenti la sequenza principale, chiamata fase TTauri. Le polveri, soprattutto se addensate in grossi ammassi (clump in inglese) possono bloccare gran parte della luce della stella. Se la polvere ha un moto caotico attorno al disco, ecco spiegata l'esistenza dei cali di luce non periodici. Tuttavia, poiché l'energia si deve conservare, se la polvere blocca la luce della stella, questa energia non sparisce ma va a scaldare la polvere stessa, che la ri-emetterà nelle lunghezze d'onda infrarosse. In questo caso, osservando la stella nell'infrarosso si dovrebbe vedere un eccesso di energia rispetto a quella che avrebbe emesso in questa banda se non avesse avuto il disco di polveri. Bene, gli astronomi non hanno trovato alcun eccesso infrarosso, quindi non si tratta di grosse quantità di polveri, che peraltro sono presenti solo nei sistemi molto giovani ancora in formazione o in stelle molto evolute come le giganti rosse.

5) La mancanza di periodicità in alcuni cali di luce esclude anche la presenza di complessi sistemi planetari formati da molti pianeti o con tantissime lune in orbita. Anche nei sistemi più complessi come potrebbe essere il nostro Sistema Solare, in cui la presenza di 8 pianeti creerebbe dei cali di luce in apparenza non prevebibili per un osservatore che riuscisse a vederli tutti su un piano che prevedesse il transito sul disco solare, le analisi dei segnali (analisi di Fourier) rivelerebbero la presenza di segnali periodici dovuti a ognuno dei pianeti. In effetti è proprio con questa analisi di segnali periodici in osservazioni in apparenza caotiche che si scoprono sistemi stellari dotati di più pianeti. Nel nostro caso, alcune diminuzioni della luce non sono compatibili con quasi nessun periodo.

6) Non possono essere macchie stellari poiché la stella ruota su sé stessa in appena 0,8 giorni, quindi ogni macchia stellare avrebbe un periodo principale di visibilità di questo ordine di grandezza.

7) Non sembrano essere problemi di natura strumentale poiché Kepler ha osservato senza problemi tante altre stelle e le successive osservazioni da terra e con strumenti differenti hanno mostrato lo stesso, strano, andamento della curva di luce di KIC 8462852.

Cosa potrebbe essere?
A questo punto, le ipotesi degli astronomi sono varie, ma nessuna è ancora definitiva perché il quadro osservativo non è completo. In pratica servono più osservazioni e magari con maggior dettaglio per sperare di capirci di più. In ogni caso, è chiaro che se non si sono fatti grossolani errori di misura, la situazione debba essere spiegata con fenomeri ben più peculiari di quelli appena citati. Ecco un riassunto dei principali proposti dagli autori dell'articolo:

1) Un gigantesco impatto tra pianeti, simile a quello che ha dato origine alla nostra Luna, ha iniettato nel sistema una grande quantità di detriti in rapida espansione che hanno causato le impronte non periodiche nella curva di luce. E' un'ipotesi interessante, ma ci sono comunque dei problemi: prima di tutti il famoso eccesso infrarosso che si dovrebbe vedere e che accompagna quasi tutti gli scenari ipotizzabili. In secondo luogo, con questo impatto catastrofico è possibile spiegare le grandi diminuzioni della luce della stella ma non si spiegano le altre variazioni, addirittura antecedenti quella enorme del 22%. Insomma, non si risolve del tutto il problema neanche con tutta la buona volontà che possiamo avere;

2) Numerosi impatti asteroidali potrebbero sollevare enormi quantità di detriti, in rapida evoluzione, responsabili del calo di luce imprevedibile della stella. Se con questo caotico scenario possiamo sperare di riprodurre in pratica tutte le fluttuazioni osservate nella luce della stella, resta ancora il solito problema: se ci sono dei detriti, questi si devono scaldare ed emettere nell'infrarosso, cosa che invece non è stata osservata.

3) Una grande famiglia di comete in frammentazione. Questo è uno scenario interessante e sembra essere il preferito dagli autori dell'articolo perché è quello che causa meno problemi con le osservazioni. In pratica questa stella ospiterebbe un grandissimo numero di comete (o una sola che si è frammentata) raggruppate in enormi sciami in rapida evoluzione/frammentazione che a ogni giro orbitale producono quindi un'impronta differente nella curva di luce della stella. Questo scenario è compatibile anche con la mancanza di un forte eccesso infrarosso osservato, che è invece sempre associato alla presenza di polveri o detriti di piccolissime dimensioni e in grandi quantità, che si formerebbero invece negli altri casi descritti. Questa cascata di comete potrebbe essere stata innescata dal passaggio ravvicinato di una stella e la presenza di un piccolo astro di classe M nei dintorni di KIC 8462852b potrebbe fornire una buona sponda a questa teoria.

Tra gli scenari presi in considerazione non è citata la possibilità che possa trattarsi di qualcosa di artificiale e in effetti nell'articolo originale nessuno ha menzionato questa ipotesi. L'idea di aggiungere la variabile di una mega struttura di origine artificiale è nata nel tentativo di spiegare la non periodicità dei segnali, quindi la non predicibilità, che in un Universo governato dalle leggi della fisica è sempre presente, a meno che non ci sia appunto qualcuno che con coscienza riesca a variare i tempi e i risultati delle leggi che ne governano il funzionamento o succede qualcosa di distruttivo come degli impatti o delle interazioni caotiche di corpi minori (scenario delle comete).

In una situazione del tutto (o quasi) sconosciuta, il metodo scientifico incoraggia il proliferare di ogni tipo di idea che possa essere perlomeno plausibile alla luce delle conoscenze attuali. In fin dei conti anche all'alba della scoperta delle pulsar o dei Gamma Ray Burst tra le mille ipotesi c'era anche quella di natura artificiale.
Anche in questo caso, allora, tra le decine di ipotesi, Jason Wright, un assistente professore di astronomia alla Penn State University, già autore di un interessante articolo sulle sfere di Dyson e sulla loro possibile rivelazione proprio con il telescopio Kepler, ha paventato l'ipotesi che quello che passa di fronte alla stella KIC 8462852 potrebbe essere una immensa struttura artificiale costruita per catturare l'energia della stella per essere poi utilizzata da quella avanzatissima civiltà. Per giustificare il comportamento non periodico, Wright ha ipotizzato una struttura fatta a diversi gusci o con diverse sottostrutture che cambiando posizione reciproca sono in grado di bloccare in modo pressoché casuale e non prevedibile la luce della stella. Se siete curiosi di capire in breve cosa sono le sfere di Dyson, ne ho parlato in questo mio vecchio post.
Questa ipotesi, per evidenti motivi psicogici, ha fatto subito il giro del mondo e ha scatenato i mass media di mezzo pianeta.
A livello scientifico, tuttavia, non c'è nulla di cui stupirsi. L'ipotesi di Wright, con le nostre attuali conoscenze del sistema KIC 8462852, potrebbe essere compatibile, ma da qui a dire che sia plausibile o addirittura certa ci passa non un oceano ma un Universo intero.
Lo stesso Wright e tutti gli scienziati seri sanno perfettamente che l'ipotesi di una mega struttura aliena è estrema e molto improbabile, ma poiché ancora non abbiamo le idee chiare su KIC 8462852 vale la pena sondare tutte le possibili strade, perché spesso quella giusta si imbocca dopo aver escluso quasi tutte quelle sbagliate. Prima, però, dobbiamo necessariamente averle tutte ben di fronte a noi.

Dal punto di vista più sociologico, è interessante notare come la percezione della scienza, della ricerca e del metodo scientifico sia stata alterata nella realtà di ogni giorno. Non si distinguono le ipotesi dalle teorie, speculazioni mentali necessarie per affrontare nel modo più libero possibile lo studio di un problema dalle conclusioni reali, che necessitano di tempo, pazienza e moltissime osservazioni. Si crede che gli astronomi abbiano un'ostilità genetica verso gli alieni e/o la ricerca di forme di vita; qualcuno crede addirittura che a volte cerchiamo di osteggiare la realtà dei fatti, quando invece la realtà ci dice che sono da sempre stati gli astronomi a formulare le prime, sensate ipotesi di civiltà aliene nello spiegare fenomeni sconosciuti, come lo erano le pulsar e i Gamma Ray Bursts. E non dimentichiamo che sono sempre gli astronomi a condurre le ricerche del SETI per la rivelazione di eventuali civiltà aliene evolute nella galassia, o nel tentare di scoprire pianeti simili alla Terra attorno ad altre stelle, o forme di vita più o meno complesse su Marte e altri corpi del nostro Sistema Solare.

La realtà è che la scienza, quando si trova di fronte a un fenomeno apparentemente sconosciuto, ha bisogno di creare prima di tutto un gran caos mentale, un gran rumore organizzato per poter scegliere la strada migliore senza alcun condizionamento. Quando la conoscenza di un fenomeno è ancora parziale occorre liberarsi da ogni pregiudizio mentale e far affiorare tutte le possibili idee, dallo scontro di comete alla presenza di enormi centrali elettriche aliene. Solo in questo modo, con il progredire delle osservazioni, potremo escludere alcune ipotesi e mandarne avanti altre. Ma se proprio all'inizio del nostro percorso ci rifiutiamo di generare quel caos di idee che potrebbero spiegare la realtà, uccidiamo qualsiasi velleità di conoscere davvero quello che stiamo osservando perché la spiegazione potrebbe trovarsi in quell'idea che nessuno ha voluto o è riuscito a ipotizzare.
Nella scienza si è già verificata più volte una situazione di questo tipo. Il caso più eclatante riguarda le proprietà dell'Universo, in particolare la sua estensione nello spazio e nel tempo. Quasi per default l'uomo, da secoli immemori, aveva pensato all'Universo come un luogo infinito e sempre esistito, tanto da creare il cosiddetto paradosso di Olbers, l'emblema dei bias mentali, dei pregiudizi, che ci creiamo incosciamente e che ci impediscono di vedere una realtà a volte palese.
Se l'Universo è infinito nello spazio e nel tempo, vuol dire che contiene infinite stelle. Ma se le stelle sono infinite e se supponiamo che tutte brillino come il Sole, allora dovremmo vedere il cielo notturno con una brillanza pari a quella del Sole, perché in ogni punto arriverà il contributo delle infinite stelle come il Sole che troviamo lungo il percorso.
Nel diciottesimo e diciannovesimo secolo si sono inventate le ipotesi più assurde per spiegare questo paradosso, addirittura il fatto che per qualche motivo tutte le infinite stelle dell'Universo fossero allineate lungo la nostra linea di vista, lasciando quindi vuota di astri una gran parte dello spazio. Si era pensato tutto tranne l'ipotesi più semplice, che a quel tempo però era vista come un qualcosa che non si poteva neanche pensare: che l'Universo non fosse infinito sia nello spazio che nel tempo, che probabilmente doveva avere un'età finita. Senza condizionamenti mentali questa sarebbe stata l'interpretazione più semplice e l'uomo avrebbe ipotizzato la necessità di un inizio del nostro Universo secoli prima che Hubble ne fornì le prove oltre ogni ragionevole dubbio.

Ipotizzare quindi che tra i possibili scenari del bizzarro comportamento di questa stella ci sia anche quello, per quanto improbabile, di una civiltà aliena superevoluta è la dimostrazione di come la scienza contemporanea stia cercando di liberarsi da tutti quei condizionamenti mentali che l'uomo si crea sin dalla notte dei tempi e che non vanno per nulla d'accorco con lo studio dell'Universo, un ambiente molto più vasto, complesso e sorprendente del minuscolo puntino blu dal quale ci troviamo a osservarlo.

Quale sarà la conclusione che riguarda la stella KIC 8462852 non lo sapremo né oggi né, probabilmente domani, perché ci serviranno molte altre osservazioni e dati da analizzare, ma nel frattempo abbiamo già imparato molte cose, alcune delle quali potrebbero essere molto utili anche nella nostra vita di tutti i giorni. Anche questo è il bello della scienza: non importa raggiungere o meno la soluzione di un problema, perché nel cammino che dovremo fare per tentare di risolverlo impareremo comunque molte più cose rispetto al non far nulla, per pigrizia o chissà quale altro, incomprensibile, motivo. Stare fermi non ha mai portato da nessuna parte.