Sette pianeti rocciosi attorno a una stella vicina alla Terra

La notizia era nell’aria da ormai qualche giorno e nelle ultime ore l’embargo imposto ai giornalisti, che avevano ricevuto il comunicato stampa con qualche giorno di anticipo, era ormai crollato. Questo dimostra, come se ce ne fosse ancora bisogno, che le fughe di notizie sono inevitabili e tanto più rapide quante più persone ne sono a conoscenza. Ora che sono passate le 19 e l’embargo è terminato, anche chi l’ha rispettato può parlare.

Gli autori della ricerca, con a capo il belga Michaël Gillon dell'università di Liegi, in collaborazione con la NASA, hanno indetto una conferenza stampa e pubblicato un articolo su Nature (liberamente accessibile qui) dove si confermano i rumors della vigilia. 

Il sistema planetario TRAPPIST-1, acronimo di Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope, un progetto belga, fu scoperto nel Maggio 2016 e sembrava essere composto da tre pianeti che transitavano di fronte al disco della propria stella. Nei mesi successivi è partita la caccia per confermare e caratterizzare quei transiti con l'aiuto dei telescopi più potenti del mondo, compreso il telescopio spaziale infrarosso Spitzer. Ed è proprio questo che non solo ha confermato i tre pianeti ma ne ha aggiunti altri quattro al sistema, caratterizzandone dimensioni e orbite. Tutti sono di taglia terrestre, e già questo è un record, quindi probabilmente rocciosi, ma la cosa straordinaria è che tre di questi pianeti si trovano all'interno della zona abitabile attorno alla stella e possono sperimentare temperature comprese tra 0°C e 100°C.

 

Rappresentazione artistica (ma in scala) dei 7 pianeti rocciosi.

È racchiusa in quest'ultima frase tutta l’enfasi e l’importanza di questa scoperta. Non conosciamo, al momento, nessun sistema planetario, tra gli oltre 3000 scoperti, che abbia non uno ma ben tre pianeti di taglia rocciosa nella zona di abitabilità. Se la notizia può sembrare normale e fin troppo enfatizzata da giornalisti e dalla stessa NASA, forse non abbiamo ancora ben compreso quanto sia importante, quanto sia stata difficile e quale sia il passo fatto oggi dalla scienza. Forse ci aspettavamo l’osservazione diretta di un pianeta gemello della Terra, con oceani e vegetazione, o persino l’individuazione di tracce di civiltà. Il problema è che i mass media tradizionali, e in parte internet, ci hanno offerto una visione della scienza che è molto più avanti della nostra tecnologia, caricandoci di aspettative che a meno di clamorosi colpi di fortuna sono del tutto irrealistiche. Qualcuno potrebbe dire che “l’universo è pieno di pianeti in fascia abitabile” o che “anche se avessero dovuto annunciare la scoperta di vita extraterrestre io lo sapevo comunque, perché è normale che non siamo soli nell’Universo”. Queste affermazioni, sebbene siano supportate da ragionamenti logici e deduttivi non scorretti, restano ancora speculazioni. La realtà ha bisogno di più di qualche speculazione per essere confermata. La realtà ha bisogno di dati oggettivi e dimostrati, anche se la nostra mente ha intuito quella direzione con molto anticipo (addirittura Giordano Bruno aveva ipotizzato l’esistenza di infiniti altri mondi).

È vero che abbiamo già trovato pianeti extrasolari nella zona di abitabilità, ma non era mai accaduto di trovare un sistema tanto complesso e interessante.

Come forse molti già sanno, la zona di abitabilità è una fascia orbitale attorno alla stella dove è in teoria possibile l’esistenza di temperature miti e acqua liquida in superficie. L’appartenenza di un pianeta alla fascia di abitabilità è una condizione necessaria ma non sufficiente per avere un corpo celeste simile alla Terra, dove noi sappiamo che può svilupparsi la vita e in quale modo. Tra le altre variabili necessarie affinché in superficie ci siano condizioni adatte alla vita come la conosciamo c’è sicuramente la presenza di una densa atmosfera. Questa è di fatto la differenza tra la Terra e la Luna, tra un corpo celeste vivo e uno del tutto morto, pur condividendo la medesima zona all’interno della fascia di abitabilità.

Le curve di luce mostrano il calo di luminosità che la stella subisce ogni volta che uno di questi pianeti le passa di fronte. Dalla durata del transito e dal calo di luminosità si può ricavare il raggio del pianeta e la distanza dalla stella, quindi il periodo di rivoluzione.

Non sappiamo, ancora, se questi pianeti abbiano un’atmosfera e come sia fatta, ma poiché hanno una massa simile alla Terra non vi sono motivi forti per credere che non la possiedano. La cosa interessante, e in un certo senso straordinaria, è che a prescindere dallo spessore delle atmosfere e dalla loro composizione chimica, abbiamo tre possibilità nello stesso sistema planetario di trovare almeno un corpo celeste con le condizioni giuste: le probabilità sono quindi dalla nostra parte questa volta! Questo è il succo della notizia. Tre pianeti a distanze diverse ma dentro la fascia abitabile; tutti e tre rocciosi e con possibili atmosfere. A prescindere dalla loro composizione chimica, se gli involucri gassosi hanno una densità pari ad almeno il 10% quella della Terra, almeno uno di loro potrebbe ospitare acqua liquida in superficie.

Per capire meglio, proviamo a immaginare un Sistema Solare in cui Venere si trova al posto della Terra, la Terra a metà strada verso Marte e un altro pianeta simile per massa e dimensioni proprio alla distanza di Marte. Sappiamo già che a Marte è mancata solo un po’ di massa per riuscire a trattenere quella sua atmosfera primordiale che per almeno un miliardo di anni lo ha reso un posto temperato e ricco d’acqua. E’ molto probabile che se questi corpi celesti fossero stati nel nostro sistema solare avrebbero potuto essere tutti e tre abitabili, seppur in modo differente gli uni dagli altri.

Abbiamo allora scoperto quello che per il momento è il sacro Graal dei sistemi planetari, di gran lunga il luogo più interessante per cercare condizioni adatte alla vita e forse tra i più facili da studiare con la prossima generazione di telescopi. Tutti i pianeti, infatti, sono stati osservati attraverso il metodo dei transiti, colti mentre attraversavano, uno a uno, il disco della loro stella. Stiamo quindi osservando questo sistema stellare esattamente di taglio; una botta di fortuna cosmica (è davvero così?) che ci ha permesso di determinare le dimensioni e l'orbita con buona precisione e permetterà in futuro di ottenere gli spettri e i primi profili delle atmosfere dei tre pianeti per noi più importanti. 

Ma c'è anche dell'altro. E se TRAPPIST-1, benché raro per la nostra tecnologia ancora arretrata, fosse la regola nell'Universo? Davvero possiamo pensare che se un tale sistema fosse stato molto raro noi lo avremmo trovato a soli 40 anni luce dalla Terra, nel nostro giardino di casa, per di più con il metodo dei transiti che non vede oltre il 90% dei sistemi planetari? Se le nane rosse, tanto deboli da risultare per noi invisibili oltre poche centinaia di anni luce, avessero sistemi planetari così complessi, con più di un pianeta nella zona di abitabilità, nella Via Lattea conteremmo forse più di 100 miliardi di pianeti potenzialmente abitabili. Invisibili per i nostri occhi, silenziosi per le nostre orecchie, eppure potrebbero essere lì fuori, più numerosi persino delle stelle.

Le speculazioni da fare, a questo punto, sono tante, più di quelle che facevamo già prima di questo piccolo ma fondamentale tassello della nostra conoscenza. Belle, affascinanti, rilassanti, coinvolgenti, logiche, plausibili, probabili… ma si tratta solo di speculazioni. Le faranno (anzi, le hanno già fatte) i ricercatori che hanno scoperto questi 4 nuovi pianeti, le farete voi lettori, le ho fatte e le sto facendo io, perché è una delle cose più belle di una scoperta scientifica che viene regalata al mondo. La scienza permette a tutti di sognare, senza limiti e senza distinzioni, senza guardare titoli di studi o luoghi geografici. Sono sogni straordinari e straordinariamente democratici.

L’importante è ricordare alla nostra mente che le nostre sono solo speculazioni e che la realtà, benché ci sembri abbastanza delineata, ha sempre bisogno di essere provata. Sono ancora molti i punti interrogativi che ruotano attorno a questo sistema planetario, tra cui il più importante riguarda la stella. Non è un astro simile al Sole ma una nana rossa molto fredda, oltre 10 volte meno massiccia del Sole, con un'emissione spostata nell'infrarosso e migliaia di volte meno intensa di quella solare. Questa stella è tanto debole che pur trovandosi a 39 anni luce da noi, nella costellazione dell'Acquario, brilla di magnitudine 19, 150 mila volte più flebile dell'astro più debole che i nostri occhi riescono a scorgere nel cielo. Scordiamoci quindi di immaginare un sistema simile al nostro, perché quei pianeti, per essere nella zona di abitabilità, devono orbitare molto stretti, con periodi di rivoluzione dell’ordine dei giorni. Il più interno, infatti, impiega solo un giorno e mezzo a ruotare attorno alla stella, mentre il più esterno, considerato un mondo ghiacciato, poco più di 12. Cosa succede se, come si pensa, questi possiedono un periodo di rotazione uguale a quello di rivoluzione e mostrano quindi sempre la stessa faccia alla propria stella? Saranno comunque abitabili? E come potrebbe presentarsi un corpo celeste del genere?

TRAPPIST-1: un sistema planetario molto diverso dal nostro. La stella è una piccola nana rossa con circa l'8% della massa del Sole e grande quanto Giove. Tutti i pianeti si trovano ben più all'interno dell'orbita di Mercurio intorno al Sole e sono così vicini gli uni agli altri che da uno di questi si potrebbe vedere il disco e le nubi del vicino. Sembra più simile al sistema di satelliti di Giove, eppure ben tre pianeti sono dentro la zona di abitabilità, quindi potenzialmente simili alla Terra. Crediti dell'illustrazione: NASA and JPL/Caltech.

Ricordate allora ciò che diceva il grande Carl Sagan: affermazioni straordinarie richiedono prove altrettanto straordinarie. Io aggiungerei che in un campo tanto importante e allo stesso tempo difficile da indagare come quello della vita extraterrestre, le prove straordinarie si costruiscono poco a poco, mattone su mattone. La prova straordinaria è uno splendido palazzo che stiamo tirando su con estrema fatica sin dal 1995, quando scoprimmo il primo pianeta extrasolare attorno a una stella simile al Sole. Questa è stata una bella pietra, forse un intero piano; bisogna ora vedere quanto è distante il tetto del nostro palazzo e questo ce lo dirà il prossimo futuro e la prossima generazione di telescopi.

Per compiere una grande impresa serve pazienza, in ogni ambito della vita. Pazienza e dedizione, a volte per anni. Ma stiamo pur sicuri che prima o poi i nostri sforzi verranno premiati; prima o poi potremo rispondere con certezza alla domanda che ci assilla da tempo immemore: siamo soli nell'Universo?

Press release NASA: https://www.nasa.gov/press-release/nasa-telescope-reveals-largest-batch-of-earth-size-habitable-zone-planets-around

Per approfondire la tecnica dei transiti, che permette di osservare un pianeta extrasolare anche con strumentazione amatoriale, cliccate qui. 

L'ipnotica danza di quattro pianeti extrasolari

Moltissimi pianeti extrasolari, o esopianeti, sono tanto deboli e vicini alle proprie stelle da non essere visibili nemmeno con i più potenti telescopi. Per mettere in evidenza la loro presenza e scoprire le loro proprietà, quindi, ci si affida ai metodi indiretti che, a dispetto del nome poco rassicurante, sono molto precisi e affidabili. In pratica, si studiano le variazioni di velocità e/o luminosità che la stella subisce a causa dell'eventuale presenza di uno o più corpi celesti che le orbitano attorno. È tutto molto bello, elegante e funzionante ma anche l’occhio a volte vuole la sua parte e non sarebbe male riuscire a fotografare in modo diretto questi lontani mondi.

Per capire quanto è difficile riuscire a rubare un’immagine di un pianeta extrasolare, possiamo fare un paragone con il nostro Sistema Solare e il gigante dei pianeti: Giove. Ebbene, se osservato alla distanza di appena 30 anni luce (molto vicino!) apparirebbe separato dal Sole di appena mezzo secondo d'arco, circa le dimensioni apparenti di una moneta da due euro vista a più di 8 chilometri di distanza. Ma questa è solo una parte del problema, che diventa ancora più complicato se consideriamo la differenza di luminosità tra il Sole e Giove: diversi milioni di volte. In queste condizioni risulta quasi impossibile, con l'attuale generazione di telescopi, riuscire a osservare la debole luce del pianeta, che sarà soffocata dalla luminosità della stella. Meglio non pensare, allora, a come possa essere la situazione per i corpi più piccoli e interni (e interessanti) come Marte o, peggio, la Terra. 

Non tutti i pianeti extrasolari, però, sono oltre le possibilità dei nostri migliori telescopi e un bell'esempio è rappresentato dalla stella HR8799, un astro nella costellazione di Pegaso, 1,5 volte più massiccio del Sole, formatosi solo 60 milioni di anni fa e distante circa 130 anni luce dalla Terra. Attorno a questa stella sono stati scoperti, con il metodo diretto, ben quattro pianeti giganti, con una massa dalle 7 alle 10 volte superiore a quella di Giove. Questi corpi celesti orbitano a grande distanza dalla propria stella, da 14,5 Unità Astronomiche per il più interno a 68 Unità Astronomiche per il più esterno, vale a dire da 2 miliardi a 10 miliardi di chilometri, una distanza ben superiore a quella che nel Sistema Solare è occupata dai pianeti (Nettuno, il più esterno, arriva a 4,5 miliardi di chilometri). Stiamo osservando quindi un sistema molto particolare, che non ha niente in comune con il nostro, sia per quanto riguarda la massa dei pianeti che la loro distanza. Meglio non pensare nemmeno a eventuali forme di vita perché questi oggetti potrebbero somigliare più a una debole stella che a un pianeta come siamo abituati a considerarlo.


Questi quattro pianeti giganti sono stati scoperti e seguiti con il telescopio Keck situato nelle Hawaii, un grande strumento dotato di ottiche adattive che riescono ad attenuare la turbolenza atmosferica della Terra muovendo diverse volte al secondo i tasselli che compongono lo specchio primario. Con particolari tecniche di elaborazione si è ridotto l’enorme disturbo della luce stellare e, come per magia, attorno a quest’anonima stellina sono comparsi quattro deboli punti. Sono pianeti o stelle che sembrano prospetticamente vicine? Per scoprirlo, senza l’ausilio dei metodi indiretti, l’unico modo è seguirne il movimento: se questi quattro deboli punti ruotano attorno alla stella centrale allora non c’è dubbio: sono dei pianeti. La conferma della natura planetaria è arrivata poco dopo la loro scoperta ma ora, a distanza di oltre 7 anni da quella prima, spettacolare, foto, è trascorso sufficiente tempo per vedere un’altra piccola parte di Universo evolvere. L’animazione, composta dallo studente Jason Wang dell'università della California, raccoglie le immagini acquisite al telescopio Keck dal 2009 al 2016 da parte di Christian Maois del National Research Council of Canada's Herzberg Istitute of Astrophysics e mostra il lento ma evidente moto di questi lontanissimi mondi. I periodi di rivoluzione sono di circa 40 anni per il più interno e di 400 anni per il più esterno: servirà ancora molto tempo per osservare un’orbita completa ma questa animazione rappresenta un altro piccolo, e fondamentale, tassello della storia della nostra conoscenza del Cosmo.

Siamo ancora lontani dall’osservare pianeti di taglia terrestre vicini alle proprie stelle, e probabilmente sarà impossibile riuscire a risolvere il disco di questi oggetti e scrutare quindi la loro superficie (servirebbero telescopi ottici di centinaia, migliaia di chilometri di diametro), ma non c’è dubbio che in questo caso l’occhio è stato accontentato. Questi pianeti, anche per i più scettici, ora esistono, si possono osservare e se ne può tracciare il moto attorno alla stella.

Non sarà l’animazione più bella del mondo; non ci sono colori, sfumature, contrasti degni di spettacolari opere d’arte che inondano gli occhi di meraviglia, ma nonostante questo non riesco a smettere di osservarla, ipnotizzato dall’Universo in movimento, da quei mondi lontani centinaia di migliaia di miliardi di chilometri che obbediscono alle stesse leggi della fisica che permettono alla Terra di vivere tranquilla attorno alla nostra Stella. Quei mondi sono reali, ci stanno comunicando la loro esistenza, le loro proprietà, il loro moto, così come appariva circa 130 anni fa. Quando la luce che stiamo osservando è partita da quel sistema, non avevamo ancora idea che nell'Universo ci fossero altri pianeti, persino altre galassie. Non eravamo neanche in grado di volare nell'aria, figuriamoci nello spazio. Il tempo che la luce ha impiegato ad attraversare un centomillesimo del diametro della Galassia, uno schiocco di dita per l'Universo, è stato sufficiente per trasformarci da una società che usava i cavalli per spostarsi a una specie che ha camminato sulla Luna e ha esplorato tutti i pianeti del Sistema Solare. Una specie che ha costruito una mastodontica stazione spaziale a 400 km dalla superficie e che anche grazie a questa ha fatto immensi progressi in ogni ambito della scienza, dalla medicina all'astrofisica, dalla biologia alla geologia. Questo, e molto altro, ci comunicano le immagini dell'Universo, se si guarda oltre la mera bellezza che colpisce la retina. Perché vedere attraverso gli occhi è bello, ma riuscire a osservare con la mente regala un'estasi ben più duratura e profonda di qualsiasi bella immagine.

Per approfondire:  https://astrobiology.nasa.gov/news/a-four-planet-system-in-orbit-directly-imaged-and-remarkable/

Un pianeta forse simile alla Terra a due passi da casa

Dal 1995 a oggi abbiamo scoperto oltre 3500 pianeti al di fuori del nostro Sistema Solare, in oltre 2600 sistemi planetari. Abbiamo trovato pianeti di ogni tipo: caldissimi gioviani, fatti di diamante, orbitanti in sistemi doppi o tripli, in evaporazione come gigantesche comete... Abbiamo visto pianeti lontani migliaia di anni luce, vecchi di 10 e più miliardi di anni, in ambienti molto diversi dai nostri e attorno ai più disparati tipi stellari. Come in molti ambiti dell'esplorazione umana, in poco tempo ci siamo spinti sempre più in là, sempre più lontano nello spazio e nel tempo, abbattendo con una facilità disarmante ogni barriera che prima sembrava un muro invalicabile. La speranza? Che il nostro interminabile viaggio potesse farci raggiungere le inafferrabili risposte alle domande che ci accompagnano da sempre.

Abbiamo cercato in lungo e in largo per la Galassia, o almeno nella sua porzione a noi più vicina, ma ci siamo sempre scontrati con un'amara verità: quei pianeti, anche se simili alla Terra quanto vogliamo, sono sempre troppo lontani, così tanto che persino la nostra immaginazione si inibisce nell'attraversare tanto spazio, al punto da non permettci di immaginarli come mondi reali, come mondi possibili, come nostri fratelli.
In questi anni di fornsennata ricerca, quasi senza respiro, ci siamo accorti però di una cosa che ora è diventata una certezza: i pianeti, sebbene piccoli, deboli e quasi sempre invisibili, ci sono e sono dappertutto, anche nei posti che non ritenevamo possibili. Ci sono pianeti probabilmente sin quasi dall'alba dell'Universo, di certo sin dal momento in cui sono nate le generazioni di stelle che possiamo osservare. Ci sono, probabilmente, persino più pianeti che stelle nella Via Lattea e questo implica l'esistenza di centinaia di miliardi di silenziosi e invisibili corpi celesti.

Pianeti, pianeti ovunque, ma non nel sistema a noi più vicino, quello formato da tre stelle e denominato Alpha Centauri. Per decenni, mentre inevitabilmente ci si allontanava sempre più da casa, ogni tanto si cercava anche tra i nostri vicini, tra quelle stelle che per l'Universo sono a un soffio da noi, a circa 40 mila miliardi di chilometri dalle nostre teste, o 4,3 anni luce; un numero, questo, che meglio riesce a illuderci della loro estrema vicinanza.

Le stelle più vicine al Sole

Nell'ottobre del 2012 venne pubblicato su Nature un articolo in cui si annunciava la scoperta di un pianeta di massa simile alla Terra attorno alla componente B del sistema di Alpha Centauri: è la svolta. Un pianeta attorno al sistema stellare vicino alla Terra e per di più simile, in apparenza, al nostro. L'entusiasmo, però, si affievolì sempre più, mano a mano che procedevano le verifiche, perché quel pianeta non lo "vide" proprio nessun'altro. La parola fine alla tormentata vicenda fu posta nell'ottobre del 2015: il segnale trovato dai ricercatori, che poteva corrispondere a un pianeta terrestre in orbita molto stretta attorno alla stella (con periodo di circa 3 giorni) era con ogni probabilità un segnale spurio e non un reale corpo planetario. Quella battaglia era stata persa, ma la guerra non era ancora finita.

Già dai primi anni 2000 attorno alla componente più debole del sistema, Proxima, una nana rossa migliaia di volte meno luminosa del Sole (tanto che non è visibile a occhio nudo, nonostante sia la stella più vicina), sembravano vedersi degli strani andamenti. La stella subiva dei piccoli spostamenti periodici rispetto a quanto avrebbe dovuto fare se fosse stata sottoposta solo all'attrazione gravitazionale delle due sorelle maggiori. I tempi non erano ancora maturi perché i dati non mostravano la chiarezza richiesta per confermare un possibile pianeta.
La scienza, però, è anche e soprattutto pazienza e perseveranza, così di quei segnali interessanti di molti anni fa nessuno si è dimenticato e nel Gennaio 2016 è partita una massiccia campagna di ricerca da parte dell'ESO (l'osservatorio australe europeo) con la grande novità del coinvolgimento diretto del pubblico, che ha potuto assistere alla fase di raccolta e di analisi dei dati ripresi dai più potenti telescopi del mondo, nel luogo, il deserto di Atacama, migliore che possiamo trovare qui sulla Terra. Il progetto "Pale Red Dot" aveva l'ambizioso compito di fare chiarezza sulla possibile esistenza di un pianeta attorno a Proxima Centauri, mostrando allo stesso tempo i modi e i criteri con cui viene effettuato un serio studio scientifico. Dopo mesi di lavoro e di successivo silenzio stampa, nel momento in cui è stato compilato e sottoposto a verifica il report sull'analisi dei dati raccolti, possiamo dire di avere molto più chiara la situazione.

Proxima Centauri b e il confronto con il Sistema Solare

Attorno a Proxima Centauri, la stella a noi più vicina, esiste con ogni probabilità un pianeta roccioso poco più massiccio della Terra, che orbita a pochi milioni di chilometri dalla stella, in appena 11.2 giorni. Poiché Proxima è un astro molto debole, il pianeta, nonostante sia a una distanza inferiore a quella di Mercurio dal Sole, si trova nella fascia di abitabilià e potrebbe quindi ospitare acqua liquida in superficie. Non solo, quindi, abbiamo trovato un pianeta attorno alla stelle a noi più vicina, ma questo si trova alla giusta distanza, tale da poter consentire temperature accettabili per l'esistenza di acqua liquida, quindi condizioni propizie per l'esistenza di forme di vita così come le conosciamo.

Di più, però, non possiamo dire. Come in quasi tutte le circostanze, non riusciamo a vedere direttamente il pianeta, ma ne abbiamo dedotto le sue proprietà in base alle perturbazioni, piccolissime, che esercita sulla stella attorno alla quale orbita. Non sappiamo come sia fatta la sua atmosfera, quali composti ci sono, né se effettivamente possa essere ospitale come la sua posizione orbitale lascerebbe supporre. Non conosciamo la temperatura, il raggio, la densità. Le uniche similarità con la Terra sono una massa paragonabile e una posizione orbitale tale da consentire temperature potenzialmente simili. Su quest'ultimo punto, però, non dobbiamo fare confusione e leggere bene la frase: l'avverbio "potenzialmente" suggerisce che esiste la possibilità di avere temperature miti, ma che questa non è l'unica soluzione possibile. Anche la Luna si trova ben all'interno della zona abitabile del Sistema Solare, eppure è molto diversa dalla Terra, con temperature che oscillano tra i +120 e i -100°C. Finché non riusciremo a studiare l'atmosfera di questo pianeta non potremo dare certezze, ma fare solo speculazioni sulle sue proprietà. E le speculazioni, a questo punto della nostra conoscenza, non sono neanche positive. Il pianeta, con buona probabilità, ha un periodo di rotazione sul proprio asse uguale a quello di rivoluzione, quindi mostra alla propria stella sempre la stessa faccia. Questo significa che un emisfero è sempre illuminato (quindi molto caldo) e un altro sempre al buio (quindi freddo), che potrebbero esserci anche forti venti nella sua atmosfera (se ne possiede una). Le stelle nane rosse, come Proxima, sono poi famose per essere irrequiete e originare tempeste migliaia di volte più intense di quelle che può produrre il Sole: se questo pianeta non dovesse avere un forte campo magnetico (difficile se la sua rotazione è bloccata), la sua superficie ha più probabilità di essere sterile quanto quella lunare che di avvicinarsi a quella terrestre. E' quindi meglio calmare gli entusiasmi e non avventurarsi in voli pindarici che potrebbero avere scarsa attinenza con la realtà. Questo, naturalmente, non significa smettere di sognare, anzi...

Anche se per ora non sappiamo molto, si tratta di una scoperta importantissima, perché grazie alla sua vicinanza questo sarà uno dei pochi pianeti che potremo studiare in dettagio con la prossima generazione di telescopi e perché, e questo è il grande sogno, potremo persino disporre in tempi umani di una tecnologia in grado di raggiungerlo per poterlo studiare da vicino. E sebbeme Proxima non sia visibile a occhio nudo, e tutto il sistema di Alpha Centauri non si possa osservare dalle nostre latitudini, d'ora in poi in questa enorme cupola oscura che compare ogni notte potremo alzare lo sguardo e sentirci meno soli, meno unici, meno eccezione e più regola. Perché essere eccezionali può scatenare sul breve periodo una euforica sensazione, di ma alla lunga logora. E dopo centinaia di migliaia di anni, l'Homo Sapiens è pronto per scoprire l'eccezionale normalità del pianeta sul quale vive e della materia di cui è fatto.

Per approfondire: 
Il comunicato stampa di ESO
L'articolo di Nature
L'articolo scientifico originale
Il progetto Pale Red Dot

Potremo mai raggiungere un pianeta extrasolare?

La risposta, purtroppo, almeno secondo le nostre conoscenze della fisica, è: no, almeno non nel modo in cui siamo abituati a pensare l'esplorazione spaziale umana (ad esempio le missioni lunari o i soggiorni sulla ISS).

Il pianeta extrasolare a noi più vicino dista circa 10 anni luce, quasi 100 mila miliardi di chilometri. Questo significa che impiegheremmo un decennio per raggiungerlo alla velocità della luce. Il problema è che nessun oggetto materiale può avere tanta fretta, così almeno ha deciso l'Universo quando si è dato le proprie regole: è la stessa fisica a dirci che nessun oggetto dotato di massa può raggiungere la velocità della luce ma solo avvicinarcisi. Come se non bastasse, la nostra tecnologia ci mette un bel carico perché attualmente siamo ben lontani dal raggiungere i limiti imposti dalla fisica.

Le astronavi attualmente più veloci viaggiano a circa 70.000 km/h, circa 20 km/s, contro i 300.000 km/s della luce: un bel divario!

Se inviassimo una sonda verso il pianeta extrasolare più vicino, impiegherebbe qualcosa come 200.000 anni per raggiungerlo, dieci volte più della storia dell’intera civiltà umana! Non possiamo quindi pensare di mandare una sonda automatica per esplorare da vicino un pianeta extrasolare, almeno non con questa tecnologia. Il problema è: esisterà una tecnologia rivoluzionaria in grado di farci attraversale le distanze tra le stelle, almeno con missioni robotiche e in poco tempo? Al momento non lo sappiamo ancora, ma la strada, se mai ci fosse, sarebbe molto lunga. 

Probabilmente il nostro destino, almeno per i prossimi secoli, sarà quello di ammirare da lontano, ma sempre con maggior dettaglio, questi intriganti corpi celesti. I telescopi di prossima generazione saranno in grado finalmente di riprendere la loro debolissima luce, milioni di volte meno intensa di quella delle stelle attorno alle quali orbitano. Strumenti sempre di maggiore precisione e sensibilità consentiranno di scoprire in modo chiaro tutta quell’invisibile flotta di pianeti terrestri, ancora per gran parte ignota. 

Una volta individuati i candidati ideali per ospitare forme di vita, sarà possibile dirigere verso di loro le potenti antenne del SETI, che si occupa di rilevare trasmissioni radio di origine extraterrestre, per confermare o meno l’esistenza di altre civiltà avanzate nell’Universo. Ma a un certo punto dovremo fermarci. Probabilmente l’Universo è troppo vasto per poterlo esplorare direttamente; le leggi fisiche attualmente conosciute sembrano evidenziare questa sensazione. E forse non è neanche un male, perché conosco almeno una civiltà che se avesse la possibilità di avvicinare un altro pianeta abitabile, e ricco di risorse come la Terra, non ci penserebbe due volte a colonizzarlo e sterminarne gli abitanti. È successo ogni volta che l’uomo europeo “avanzato” ha scoperto nuovi mondi: l’America, l’Africa, l’Oceania. E di certo, se ne avrà la possibilità, lo farà ancora, ma questa volta su scala cosmica.

"Osserviamo" un pianeta extrasolare

Tra alti e bassi mi occupo di pianeti extrasolari ormani da quasi nove anni e, durante tutto questo tempo in giro per l'Italia a fare conferenze e a scrivere libri e articoli, c'è sempre stata una costante che mi ha dato ulteriore forza per continuare: l'entusiasmo delle persone che incontravo, l'emozione nello scoprire quanti altri pianeti conosciamo e lo stupore nell'apprendere che anche gli astronomi dilettanti possono, con la giusta tecnica, "osservare" un pianeta extrasolare con il proprio telescopio o scoprirne addirittura uno. 

Un transito planetario ideale

Iniziai a occuparmi di questa branca della ricerca da autodidatta (l'università certe volte non è proprio efficiente), poi finii per collaborare con diversi professionisti sparsi per il mondo, fino ad arrivare alla scoperta del transito di HD17156b, che allora fece scalpore perché era il pianeta con il periodo transitante più lungo mai scoperto e per di più fu rivelato con una strumentazione amatoriale, dal tetto della mia casa (anche qui l'università era non pervenuta, nonostante frequentassi il corso di laurea in astronomia). Era un'altra epoca: Kepler, il cacciatore di pianeti, sarebbe stato lanciato solo due anni dopo e a occuparci della scoperta di questi lontani mondi eravamo molto meno della flotta di professionisti che in questi anni si è catapultata su uno dei temi più affascinanti e intriganti dell'astrofisica moderna. 

Come forse molti di voi già sanno, i pianeti extrasolari, tranne alcune estreme situazioni, non si scoprono con un'immagine diretta. Questi si rivelano attraverso i cosiddetti metodi indiretti, osservando gli effetti che un corpo celeste, a causa della sua forza di gravità, esercita sulla stella attorno alla quale orbita. Tra i diversi metodi dosponibili, quello dei transiti fornisce i risultati più precisi e richiede la strumentazione meno complicata di tutti.
Che cos'è un transito? In pratica, quando la nostra linea di vista di trova quasi perfettamente lungo il piano orbitale del pianeta, questo, a intervalli regolari, apparirà transitare di fronte al disco della propria stella, togliendone un pezzettino della propria luce. Ecco quindi spiegato come possiamo "osservare" un pianeta extrasolare: monitorando la luce della stella in funzione del tempo, un transito produce un calo di luminosità dalla forma caratteristica e la cui profondità dipende dal rapporto tra la superficie della stella e del pianeta. 

Con questa frase in pratica ho rivelato anche il più grande vantaggio della tecnica dei transiti: solo con questa, infatti, è possibile scoprire in modo esatto alcuni dati fondamentali del pianeta, tra cui il raggio, la massa e la sua densità media, nonché l'inclinazione orbitale (magari aiutandoci anche con l'altro metodo molto usato, quello delle velocità radiali). E' proprio con questa tecnica che Kepler ha potuto scoprire oltre 3000 pianeti, alcuni dei quali estremamente interessanti dal nostro punto di vista, perché potenzialmente simili alla Terra.

Questo, però, non è uno dei tanti post divulgativi che ho fatto in merito, piuttosto uno stimolo rivolto a tutti i curiosi che vogliono capire come in pratica si rivela la presenza di un pianeta extrasolare in transito.

Quanto sto per dire è un piccolo estratto modificato del mio libro "Come rivelare esopianeti con il proprio telescopio", che consiglio di leggere a chiunque sia interessato a questa branca della ricerca astronomica.

La rivelazione di un transito già noto inizia con un'attenta programmazione della sessione di fotometria. In pratica l'obiettivo è riprendere la stella attorno alla quale si trova il pianeta per tutta la durata del transito, nel modo più preciso possibile. La strumentazione utilizzata è alla portata di qualsiasi astronomo dilettante: un telescopio newtoniano da 25 cm, una montatura equatoriale EQ6, una  camera CCD con sensore monocromatico, senza porta antiblooming, SBIG ST-7XME, che ormai si trova usata a un costo inferiore a quello di una reflex di medio livello, e un filtro passa infrarosso da 700 nm per escludere gli effetti atmosferici legati alle basse lunghezze d'onda (estinzione e rifrazione differenziale). 

Mi sono quindi scelto il pianeta che volevo rivelare, in questo caso TrEs-4, ho letto le effemeridi e ho iniziato a fare delle esposizioni di luce da un'ora prima a circa un'ora dopo il previsto transito. Requisito delle esposizioni: più lunghe di 60 secondi per ridurre il disturbo atmosferico, ma non troppo lunghe da saturare la stella da studiare (nel caso si può anche sfocare per allargare la PSF stellare sul CCD). Conteggi di picco consigliati: tra 30 e 40 mila, su una dinamica di 16 bit. Prima dell'inizio della sessione ho acquisito i flat field (fondamentali) e i dark  frame. Tutto qui.

In fase di elaborazione, invece di applicare tutta la marea di filtri e operazioni che necessitano le fotografie estetiche, ho solo aperto la serie di scatti alla stella e li ho calibrati con un master dark frame e un master flat field. Nessun allineamento, nessuna media, nessun filtro. I nostri dati sono pronti e possiamo, insieme, vedere come estrarre un'informazione fotometrica estremamente precisa (dell'ordine del millesimo di magnitudine) che ci permetterà di osservare l'impronta lasciata dal nostro pianeta sulla luce della propria stella.

 Cominciamo allora con lo scaricare i dati fotometrici che ho acquisito durante quella serata a questo indirizzo: http://www.danielegasparri.com/TrEs-4\_transit.zip 

Sono stato gentile e nella cartella "calibrated" ho fornito già le immagini calibrate con master dark frame e master flat field. Per chi volesse divertirsi nella calibrazione delle immagini grezze, nel file scaricato è presente tutto, compreso un readme che spiega brevemente come usarle. Bene, ecco i passaggi da fare sulle immagini calibrate. Per semplicità considero il software MaxIm DL, molto usato dagli astrofotografi e che si può scaricare e usare gratis per 30 giorni qui. Chi volesse fare le cose per bene dovrebbe usare il pacchetto IRAF, disponibile gratuitamente (per linux) e utilizzato dai professionisti di tutto mondo.

In ogni caso, l'obiettivo è solo uno: per ogni immagine bisogna misurare la luminosità (strumentale) della stella che mostra il transito e di almeno altre 4-5 stelle con le giuste caratteristiche. Queste serviranno come riferimento, ovvero saranno usate come lampade standard rispetto a cui normalizzare la luminosità della stella che mostra (o dovrebbe mostrare) il transito planetario. In che modo? Si sommano le luminosità delle stelle di riferimento e poi si prende la luminosità della stella che ci interessa e la si divide per il risultato della somma, per ogni immagine della nostra sequenza. Perché fare una cosa tanto complicata? Perché la luminosità di un oggetto, in un mondo imperfetto come il nostro, dipende dalle condizioni atmosferiche, dall'altezza sull'orizzonte, dalla risposta dello strumento. Se vogliamo quindi una misura assoluta dovremo considerare tutte queste variabili e complicarci moltissimo la vita. Poiché però a noi interessa solo mostrare come varia la luce della stella in funzione del tempo, possiamo risparmiarci tutta questa complicata analisi e misurare l'andamento della luminosità, in unità arbitrarie, rispetto a una serie di stelle angolarmente molto vicine e non variabili, che quindi subiscono tutti gli stessi effetti nefasti dell'atmosfera e della strumentazione. La cosa meravigliosa di questa tecnica è che le misure diventano molto precise (e più semplici!). Quanto precise? al punto da mostrare la diminuzione di luce prodotta da una mosca che passa di fronte a un lampione stradale: niente male, no?

Bene, per chi possiede MaxIm DL ecco cosa fare in concreto:

• Aprire tutte le immagini della sequenza in Maxim DL;
• Aprire la schermata per la fotometria differenziale (Analyze --> Photometry);
• Selezionare new object e cliccare sulla stella con l'esopianeta in transito. A questo punto dobbiamo aggiungere le reference star come riportato nella figura sottostante. Ogni volta che si seleziona una stella, verificare la sua luminosità di picco nella finestra Information. Le reference star sono le stelle di riferimento appena descritte per vedere come (e se) varia la luminosità del nostro astro in funzione del tempo. In questo caso fidatevi della mia scelta perché ho provveduto a controllare che tutte le reference abbiano giusta luminosità, giusti colori e mancanza di variabilità (ma potete provare a cambiare!);
• Impostare le seguenti aperture fotometriche (click con il tasto destro su una parte qualsiasi dell'immagine): Aperture radius = 6, Gap Width = 6, Annulus Thickness = 8. Queste servono per stimare l'intensità netta delle stelle (dette anche magnitudini strumentali), escludendo il contributo del fondo cielo, che viene misurato nell'anello esterno delle aperture;
  
  
  
  
  
• Visualizzare il grafico (View Plot) . Ecco il transito, ben evidente, di un pianeta extrasolare. Non lo vediamo? Eppure c'è! Magari andiamo su Plot Settings e nascondiamo la visualizzazione delle curve di luce delle stelle di riferimento, per lasciare attiva solo quella del nostro oggetto. Vedete la luminosità della stella che a sinistra inizia a diminuire, poi si mantiene stabile e nella parte estrema destra ritorna a crescere? Questa forma trapezoidale è proprio l'impronta tipica di un corpo celeste oscuro che transita di fronte alla propria stella, un po' come accade nel nostro Sistema Solare durante i transiti di Mercurio e Venere. Stiamo osservando davvero una specie di eclisse che si verifica a centinaia di migliaia di miliardi di chilometri di distanza! Non sarà una bellissima foto, ma questo grafico, a me, comunica un'emozione che nessun altro bello scatto è riuscito a regalare in venti e più anni di astronomia. Difficile credere che tutto questo derivi da immagini esteticamente brutte come quelle appena analizzate, vero? Bene, abbiamo imparato una cosa fondamentale, che ci serve anche nella vita di tutti i giorni: le cose più preziose sono spesso nascoste all'apparenza. 
  
  
  
  
  
    Non è ancora finita. Facciamo un'altra prova: Cosa succede se come Obj1 si seleziona la stella indicata dalla freccia nella figura seguente al posto dell'astro che ospita l'esopianeta in transito? Com'è la curva di luce di questo astro? E' costante oppure mostra un andamento periodico simile a quello di una sinusoide? Ecco, abbiamo appena scoperto anche una nuova stella variabile (calmate gli entusiasmi, l'ho scoperta io ed è già registrata da diversi anni a mio nome!)
  
  
  
  
  
• Provare a cambiare, a piacimento, aperture e stelle di riferimento per comprendere come varia il grafico. E' possibile migliorarne la precisione, o la combinazione suggerita è la migliore per estrapolare tutto il segnale raccolto?
  
  
  Queste che abbiamo eseguito sono solo le operazioni preliminari che servono a vedere in modo grossolano se il transito c'è oppure no. In realtà questa curva di luce un po' rozza ancora deve essere ripulita un po' e modellata perché contiene una miriade di dati in merito alle proprietà fisiche e orbitali del nostro pianeta.
  
  

  

  La curva di luce sistemata e "fittata" dalla quale si possono ricavare molte informazioni sul pianeta.

Il grande mistero della vita

Per cercare forme di vita extraterrestri, che siano batteri o esseri più o meno evoluti, bisogna ben comprendere quali siano gli ingredienti della vita e come sia possibile che un gruppo di atomi qualsiasi si organizzino a tal punto da sostenersi, nutrirsi, muoversi, replicarsi e persino pensare. 

Come si formano i primi organismi a partire da semplici molecole a base di carbonio? Quando avviene la transizione tra materia inanimata e animata? Ed è nato prima il DNA che crea le proteine, o le proteine in modo che poi si formasse una molecola, il DNA, capace di utilizzarle e produrle?

A tutte queste domande rispondiamo con un colossale: non lo sappiamo. Ancora più lontani siamo dal comprendere quello che è senza dubbio il più grande mistero della biologia e, forse, anche sella filosofia: com'è possibile che atomi e comuni molecole riescano a raggiungere un livello di organizzazione tale da riuscire ad acquisire una coscienza e la capacità di rendersi conto della propria esistenza? Qual è la molla che fa scattare l'interruttore che segna il confine tra vita incosciente e cosciente? E per quale motivo fisico atomi inanimati riescono tutti insieme ad acquisire delle capacità che da soli o in compagnia, nel 99,9999% dell'Universo, non avranno mai? Nel centro delle stelle ci sono più atomi che in tutti gli esseri viventi che mai popoleranno questo pianeta, eppure le stelle non hanno coscienza, non sono neanche considerate esseri viventi.

Quello che possiamo cercare di fare è sperimentare, partendo dalla base della vita, da quegli organismi semplici che però hanno già fatto un passo enorme rispetto a tutti gli oggetti inanimati dell'Universo: vivere. Possiamo allora cercare di riprodurre le condizioni adatte alla vita e vedere in quanto tempo e come si sviluppa. Non sarà probabilmente sufficiente a capire tutto, ma almeno possiamo avere un’idea di quali possano essere gli ingredienti base.

Per ora sappiamo che serve l’acqua, ma potrebbe andar bene qualsiasi altro liquido? Ed è verosimile pensare che con un po’ d’acqua, qualche molecola organica pescata a caso e un po’ di energia che non guasta mai, sia possibile, semplicemente aspettando pazientemente, che la vita si crei da sola? In altre parole, i processi biologici sono una conseguenza inevitabile e spontanea nell’Universo, come la nascita delle stelle da una grande nube di gas che collassa?  

Nel corso degli anni sono stati molti gli esperimenti che hanno cercato di far luce su quest’affascinante argomento. Il più importante e famoso è senza dubbio l’apparato costituito da Miller e Urey. Noto semplicemente come esperimento di Miller, cercava di riprodurre le condizioni presenti sulla Terra poco dopo la sua formazione, compresa la composizione chimica del suolo e dell’atmosfera.

In un’ampolla era presente l’acqua che veniva riscaldata e fatta evaporare leggermente. I vapori andavano in un’altra ampolla che riproduceva la composizione chimica dell’atmosfera primordiale priva di ossigeno, ma ricca di ammoniaca, carbonio, idrogeno, metano. Il vapore acqueo condensava e poi tornava nel vaso contenente acqua arricchendola con gli elementi atmosferici e dando vita al brodo primordiale.

Nell’ampolla atmosferica era presente anche un elettrodo che simulava attraverso scariche elettriche i fulmini molto violenti e abbondanti nell’antica atmosfera terrestre.

Dopo qualche settimana, Miller e Urey notarono che nel brodo primordiale si erano formate spontaneamente diverse molecole organiche, tra cui proprio gli amminoacidi. I risultati sono stati confermati da tutti gli esperimenti successivi e testimoniano come agli ingredienti della vita non serve niente se non le leggi della chimica per aggregarsi. 

Naturalmente tra la formazione degli amminoacidi e le prime strutture viventi il passo è ancora lungo e in questo caso un ruolo fondamentale è svolto dal tempo.

Robert Hazen, geologo della George Mason University ha sicuramente inquadrato molto bene il contesto:

“Nell'arco di circa 10.000 anni una versione moderna dell'esperimento di Urey e Miller potrebbe effettivamente produrre una rudimentale molecola autoreplicante, capace di evolvere mediante selezione naturale: in breve, la vita. [...] La spiegazione più plausibile è che le molecole autoreplicanti si siano formate prima sulla superficie delle rocce. Le superfici umide della Terra primordiale avrebbero costituito un grande laboratorio naturale, portando avanti in qualsiasi momento qualcosa come 10³⁰ piccoli esperimenti, per un periodo durato forse da 100 a 500 milioni di anni. Un esperimento di laboratorio che duri per 10.000 anni può quindi tentare di ricreare questa situazione eseguendo un gran numero di piccoli esperimenti contemporaneamente. Dall'esterno, queste incubatrici molecolari apparirebbero come stanze piene di computer ma al loro interno ci sarebbero laboratori chimici on-chip, contenenti centinaia di pozzi microscopici, ognuno con diverse combinazioni di composti che reagiscono su una varietà di superfici minerali.”

Quest’affermazione basata sui risultati di tutti gli esperimenti ci suggerisce anche un’altra cosa, che a questo punto pare come un’eventualità estrema ma teoricamente possibile: anche noi esseri umani, quando un giorno capiremo fino in fondo i processi biologici, potremmo mettere insieme gli ingredienti giusti e creare la vita partendo da materia inanimata. Qualcuno potrebbe vederci un comportamento eticamente e religiosamente discutibile ma non è questa la sede per discuterne. Ci troveremmo a fare quello che il caso dell’Universo ha eseguito qui sulla Terra. E lo scenario, pensando con mente aperta, potrebbe essere ancora più affascinante: se da qualche parte ci sono esseri più avanzati di noi, che siamo dei bambini per l’età dell’Universo, allora tutto quello che scopriamo e scopriremo sarà già stato affrontato e messo in atto da milioni o miliardi di anni. Noi, insomma, non saremmo di certo i primi.

Non sappiamo, in conclusione, come sia possibile passare da materia inanimata a organismi viventi e da questi fare poi il salto evolutivo verso esseri dotati di coscienza, ma abbiamo comunque un'affascinante base da cui partire. Questa montagna di atomi che costituisce un uomo, circa 7∙10²⁷  per essere precisi, proviene dalle più disparate parti dell'Universo. Alcuni, quelli di idrogeno, si sono formati pochi minuti dopo la nascita dell'Universo e sono vecchi di 13,8 miliardi di anni; tutti gli altri, invece, si sono generati nei nuclei di grandi stelle, in miliardi di anni di storia dell'Universo, in chissà quali regioni del Cosmo. Non solo siamo figli delle stelle, ma anche e soprattutto la manifestazione più alta dell'Universo che in un'opera titanica, combattendo contro quell'entropia che tende a distruggere ogni minimo ordine, ha organizzato miliardi di miliardi di miliardi di atomi così bene che riescono a pensare, a emozionarsi e a meravigliarsi di loro stessi e di ciò che li circonda. Se questa non è pura meraviglia, non so cos'altro possa esserlo.

Kepler-452b: un pianeta potenzialmente simile alla Terra (ma attenzione!)

La notizia era nell'aria da qualche settimana e prima o poi doveva accadere.
Al variegato zoo dei pianeti extrasolari, che conta migliaia di corpi di ogni tipo, dai gioviani caldi a sistemi in orbita attorno a stelle doppie, da giganti gassosi con anelli estesi milioni di chilometri a piccoli corpi rocciosi che quasi sfiorano la superficie della propria stella, si aggiunge un altra specie, la più rara ma anche la più ricercata: quella dei pianeti potenzialmente (davvero) simili al nostro. Prima di lanciarci in pericolosi voli pindarici, è mio dovere morale cercare di placare i facili entusiasmi e capire bene qual è la situazione.

Cominciamo dall'inizio.
La NASA qualche giorno fa aveva annunciato una conferenza stampa in cui si sarebbe data risposta a un'importantissima domanda. Ottime doti di comunicazione, non c'è che dire, che hanno creato una fortissima aspettativa, con dei rumors che alla fine si sono rivelati corretti.

Cosa è stato scoperto quindi?
La missione Kepler, che si trova nello spazio dal 2009 e che ha già scoperto migliaia di pianeti di ogni tipo, ha rivelato per la prima volta un pianeta non troppo diverso dalla Terra, che orbita, e questa è la grande novità, attorno a una stella quasi identica al Sole e si trova a una distanza molto simile rispetto al sistema Terra-Sole.

Kepler 452b è un corpo celeste vecchio di circa 6 miliardi di anni, quindi un miliardo e mezzo di anni più antico del Sistema Solare, che ruota in 385 giorni attorno a una stella dello stesso tipo del Sole, con medesima temperatura (circa 5500°C) e di poco più grande (circa il 10%).
Il pianeta si trova quindi in quella che è stata chiamata zona di abitabilità, una fascia orbitale che può potenzialmente permettere a un corpo celeste di avere temperature miti e acqua liquida in superficie. Attenzione che questo è un potenziale: anche Marte si trova nella fascia di abitabilità, eppure non ha né temperature miti né acqua liquida.

La scoperta di Kepler 452b è importante dal punto di vista psicologico. Circa il 60% più grande della Terra, con un'orbita simile e una stella quasi identica al Sole, rappresenta nell'immaginario collettivo il sogno di un pianeta gemello tanto desirerato ma finora mai realizzato.

Dal punto di vista scientifico, andando quindi oltre lo spettacolare annuncio della NASA, le cose sono meno chiare e di certo meno entusiasmanti, anche per la mancanza di dati su cui fare altre congetture.
Prima di gridare alla presenza di vita, infatti, c'è ancora molto da comprendere.
Prima di tutto occorre capire la massa, che dovrebbe essere attorno alle 5 volte quella della Terra. Il valore della massa potrebbe essere cruciale per stimare tipo e densità atmosferica, quindi comprendere se si tratta di un corpo solido, di un pianeta liquido, come probabilmente è Kepler-22b, l'ex gemello della Terra, o addirittura un corpo con uno spesso inviluppo gassoso che ha precluso qualsiasi sviluppo di vita.

Urlare al nostro gemello in questo momento appare quantomeno azzardato: anche Venere ha una massa quasi identica alla Terra, si trova nella zona di abitabilità (almeno secondo alcune definizioni un po' più elastiche) e ha un raggio di poche decine di chilometri inferiore, eppure è un infermo che rappresenta quanto di più lontano dalla vita potrebbe esserci.

Se non consideriamo la portata emotiva del periodo orbitale di 385 giorni, della stella fotocopia (o quasi) del Sole, in realtà Kepler-452b non ha ancora le carte per considerarsi il pianeta potenzialmente più ospitale per eventuali forme di vita. Di pianeti nella fascia di abitabilità, con dimensioni e masse più simili alla Terra, ne conosciamo già una decina, sebbene orbitanti attorno a stelle molto più piccole e fredde del Sole.

Kepler452-b è quindi un punto di partenza, una conferma scontata (ma sempre necessaria) alle ipotesi dell'esistenza di molti corpi celesti con caratteristiche orbitali simili alla Terra. E' un potenziale che può far riaccendere i nostri sogni di trovare altre forme di vita nell'Unverso, ma di certo è un gradino all'inizio di una ripida scalinata della quale ancora non vediamo alla fine, e che terminerà con la caratterizzazione di quel mondo e degli altri che nei prossimi anni di certo arriveranno.

Dovremo capire la sua massa esatta e per fare questo serviranno anni di osservazioni della stella madre per misurare lo spostamento che subisce a causa del pianeta. Ma questo non basterà di certo a capire cosa c'è veramente lassù, a 1400 anni luce di distanza. Servirà la prossima generazione di telescopi, non pronta prima di 5-10 anni, per cercare di osservarlo direttamente e, magari, ottenere lo spettro della sua atmosfera. In quel caso saremo vicini alla verità, perché la presenza di ossigeno, acqua, metano, clorofilla potrà confermare l'esistenza di un ecosistema; solo a quel punto potremo liberare questo urlo di gioia prigioniero nelle nostre gole e che vorrebbe uscire a tal punto da farci sognare già una bella spiaggia su Kepler-452b.

Per approfondire: http://www.nasa.gov/ames/kepler/kepler-452-and-the-solar-system

Osservazioni particolari: stelle con pianeti simili alla Terra

Sono ormai migliaia i pianeti scoperti al di fuori del Sistema Solare, che quindi orbitano attorno ad altre stelle. Impossibile, persino per molti telescopi professionali, vederli direttamente, ma l’idea di poter osservare una stella nella cui immagine è racchiusa anche la debolissima e indistinta luce di qualche pianeta fa venire i brividi. E allora ecco spiegato il senso di questo post, soprattutto ora che la bella stagione è finalmente arrivata: osservare con un binocolo o un piccolo telescopio delle stelle che sappiamo ospitano pianeti, alcuni dei quali molto simili alla Terra. Non sarà un'osservazione esplosiva quanto a dettagli e colori, ma lo diventerà per il significato di quei lontani puntini.

Il primo pianeta extrasolare scoperto è stato 51Pegasi b, un gigante gassoso che orbita attorno alla stella 51 della costellazione del Pegaso. Questo astro ha una magnitudine di 5,49 ed è persino visibile a occhio nudo se abbiamo una buona vista. 

 

Mappa per l’individuazione della stella 51 Pegasi, attorno alla quale orbita il primo pianeta extrasolare scoperto dall’umanità.

Se vogliamo aumentare la portata emotiva, possiamo scegliere un’altra stella attorno alla quale gli astronomi professionisti hanno scoperto un pianeta simile alla Terra, probabilmente ricco di acqua e, perché no, anche di forme di vita. Il sistema Gliese 667 è composto da tre stelle strettamente avvolte, indistinguibili al telescopio. Attorno a uno di questi astri gli astronomi hanno scoperto ben 6 pianeti, uno dei quali sorprendentemente simile alla Terra. Il sistema si trova nella costellazione dello Scorpione e ha una magnitudine pari a 5,89, al limite della visione a occhio nudo, ma qualsiasi strumento, anche il cercatore del telescopio, ce lo mostrerà evidente. 

Dopo aver effettuato lo star hopping partendo da una delle stelle della coda dello Scorpione, riusciremo a inquadrare quel puntino sul quale, chi lo sa, altre forme di vita stanno prosperando e magari osservando nello stesso nostro istante quel cielo così diverso in cui una stellina gialla molto debole nasconde la straordinaria storia di questo pianeta e dei suoi abitanti, pienamente consapevoli delle meraviglie dell’Universo.

Ecco dove trovare il sistema triplo Gliese 667. Attorno a una delle stelle c’è un sistema planetario composto da almeno 6 pianeti. Uno di questi assomiglia molto alla Terra e potrebbe ospitare acqua e forme di vita. Anche questo è l’Universo: una sorpresa dopo l’altra.

Quante Terre tra i pianeti extrasolari?

Nel 2007, quando scoprii il transito di un pianeta extrasolare, i pianeti scoperti erano ancora poche centinaia e il nostro, HD17156b, era il più particolare. In pochi anni le cose sono cambiate radicalmente, grazie anche a missioni dedicate a questo importantissimo campo della ricerca, tra cui spicca il telescopio spaziale Kepler, che ha individuato migliaia di nuovi pianeti in transito.

Si vedono a fatica ma ce ne sono molte...

Nel 2015 sono più di 3000 i pianeti individuati. Molti, a causa dei nostri limiti tecnologici, sono giganti gassosi simili a Giove che orbitano a distanze molto ravvicinate dalle proprie stelle. Altri sono ancora più peculiari: ci sono pianeti fatti per il 30% di diamante, pianeti che orbitano attorno a due o più stelle, pianeti che stanno evaporando, altri che possiedono anelli centinaia di volte più estesi di quelli di Saturno e altri ancora che vagano nello spazio senza avere una stella attorno alla quale orbitare. Dal momento della prima scoperta, nel 1995, la nostra visione dei pianeti dell’Universo è cambiata drasticamente, sia per quanto riguarda il loro numero che per le loro proprietà.

Si pensa che solo nella Via Lattea ci siano qualcosa come 100 miliardi di pianeti; qualcuno afferma addirittura che potrebbero essere più numerosi delle stelle.

Per migliaia di anni l’uomo si è posto domande sulla loro esistenza, senza però averne le prove. Il ragionamento, se si accetta un principio fondamentale, è semplice. L’Universo è un luogo immenso che funziona sulla base di poche e ferree leggi fisiche che non ammettono eccezioni. Se attorno al Sole, che è una stella normalissima, fatta dei materiali più abbondanti del Cosmo, ci sono dei pianeti, composti anch’essi da materia straordinariamente comune, perché questi corpi celesti non dovrebbero riempire le galassie come delle piccole formiche popolano una grande foresta?

Ci sono voluti migliaia di anni di evoluzione tecnologica per provare questa affermazione filosofica, a testimonianza che la nostra mente, se libera da condizionamenti, corre molto più veloce di qualsiasi altra cosa e potrebbe farci fare scoperte straordinarie, ben prima di poterle persino confermare.

Tanti, tantissimi pianeti; e allora, ce ne sono alcuni simili alla Terra? Sì, e si crede che siano tra i corpi più abbondanti. Nonostante i nostri limiti tecnologici ci impediscano ancora di trovarli tutti, già ne conosciamo una ventina che hanno caratteristiche molto simili, se non addirittura migliori, rispetto al nostro pianeta.

Corpi celesti rocciosi, alla giusta distanza dalle proprie stelle, che con tutta probabilità hanno acqua liquida in superficie e forse persino forme di vita più o meno complesse.

Benché ancora in gran parte invisibili, le nostre statistiche ci dicono che un pianeta simile alla Terra è così frequente nella Via Lattea, che la probabilità di incontrarne uno entro una sfera dal raggio di 10 anni luce è del 94%! Dieci anni luce, a confronto con l’estensione della Via Lattea di circa 100 mila anni luce, sono come per noi il pianerottolo di casa. Ecco allora che solo nella Via Lattea i pianeti gemelli del nostro potrebbero essere, nella peggiore delle ipotesi, decine di milioni. Nella migliore, miliardi.

In questo spazio nero, vuoto e totalmente silenzioso chiamato Universo, abbiamo troppo spesso l’impressione di essere soli, ma è probabile, invece, che condividiamo da miliardi di anni l’avventura della vita con tante altre specie, curiose, sognatrici e silenziose, che forse si stanno ponendo ora le nostre stesse domande.

Per un approfondimento: http://phl.upr.edu/