Kepler-186f: un (quasi) gemello della Terra

Da tempo si ipotizzava.
Da tempo tutti sapevano ma nessuno poteva formulare una frase senza condizionali o avverbi dubitativi. Bene, ora il concetto può essere riformulato in modo molto più diretto:
Nell'Universo esistono pianeti quasi identici alla Terra e potenzialmente in grado di ospitare un clima, quindi una biosfera, del tutto simili al nostro pianeta.
Come facciamo a saperlo?

Kepler-186f è il più simile alla Terra per massa e dimensioni

Perché, grazie ai dati ottenuti dal 2009 al 2013 dal telescopio spaziale Kepler, specializzato nello scovare pianeti extrasolari di taglia terrestre, è stato trovato il primo pianeta di dimensioni terrestri nel mezzo della fascia di abitabilità. Si chiama Kepler-186f e dista 500 anni luce. Nessuno lo ha visto direttamente, ma il pianeta esiste, eccome.

Bene, forse per apprezzare meglio queste poche righe dobbiamo fare un po' di chiarezza e procedere con ordine:

1) I pianeti extrasolari, ma questo forse lo sappiamo, sono troppo deboli e vicini alle proprie stelle per essere osservati direttamente, tranne in casi eccezionali che neanche ci interessano, perché si tratta di corpi simili a Giove e molto più caldi.
Ci sono però diversi modi per rilevare l'impronta di un pianeta e quasi tutti sfruttano la luce della stella attorno alla quale orbitano. Uno dei più promettenti è quello che prevede di catturare, se si verifica, il momento in cui la sagoma oscura del corpo celeste attraversa il disco della propria stella, provocando una microscopica diminuzione della sua luminosità: un evento chiamato transito.

2) Dopo anni in cui gli astronomi hanno scoperto centinaia di pianeti che nessuno immaginava nemmeno esistessero, come l'affollata categoria degli Hot Jupiter, finalmente la tecnologia, soprattutto con l'arrivo del telescopio spaziale Kepler, è stata in grado di rilevare corpi celesti più simili alla Terra quanto a dimensioni e masse.
Questo è un punto fondamentale, perché dopo aver provato che i pianeti sono comuni a molte stelle, la normale evoluzione della ricerca ci ha portato a capire se potessero esistere corpi simili alla Terra, quindi in grado di ospitare, potenzialmente, le condizioni adatte alla vita come la conosciamo.
Abbiamo capito che due condizioni necessarie per avere un corpo celeste somigliante alla Terra riguardano la massa e le dimensioni. Sappiamo che pianeti superiori già a poche volte la massa del nostro potrebbero non avere una superficie solida, trasformandosi in giganti gassosi simili a Urano e Nettuno. D'altra parte, corpi celesti troppo piccoli, come Marte o la Luna, hanno troppa poca massa per ospitare un'atmosfera spessa, anch'essa necessaria per qualsiasi processo biologico.
C'è poi un concetto fondamentale che completa, almeno in prima approssimazione, il quadro:

3) La zona di abitabilità. Un pianeta grande come la Terra, con una massa simile, quindi con la capacità di trattenere una spessa atmosfera, non garantisce affatto condizioni propizie per la vita e questo lo sappiamo da almeno 50 anni, quando le prime sonde atterrarono su Venere e scoprirono che poche decine di milioni di chilometri di distanza dal Sole avevano trasformato il nostro gemello quasi perfetto nella nemesi ideale, inadatto a qualsiasi forma di vita.

Quindi, tirando le conclusioni, e poiché noi conosciamo per ora solo la Terra come esempio di corpo celeste in cui è nata la vita, è da più di vent'anni che cerchiamo pianeti fuori dal nostro sistema solare simili quanto a massa e dimensioni e che si trovano alla giusta distanza dalla propria stella, in quella stretta zona orbitale in cui le condizioni potrebbero permettere all'acqua di restare liquida in superficie e alla vita di fiorire.

I più probabili pianeti abitabili fino a poche settimane fa

Fino a pochi giorni fa ne conoscevamo 20 di pianeti potenzialmente abitabili, alcuni, come Gliese 581g, molto simili alla Terra ma con un piccolo problema: non si sa ancora se esistono davvero o si tratta di errori strumentali.
Tutti gli altri, tra cui il più conosciuto è forse Kepler- 22b, sono certamente reali, ma hanno un piccolo problema: sono tutti più massicci del nostro pianeta, tra le 2 e le 20 volte e almeno il 40% più grandi.
In pratica, abbiamo osservato nella zona di abitabilità, fino a pochi giorni fa, solamente una classe di pianeti detti superterre: corpi celesti che nessuno ancora sa come sono fatti. Si pensa che i meno massicci potrebbero ospitare una superficie solida, magari inviluppata in una spessa atmosfera (più di quella terrestre, e questo potrebbe essere già un problema), mentre quelli oltre le 7-10 volte la massa del nostro pianeta è probabile siano molto più simili a corpi gassosi, sui quali è quindi impossibile trovare la vita come la conosciamo.
Insomma, benché avevamo cercato in lungo e in largo, fino a poco tempo fa mancava sempre un tassello al pianeta (quasi) perfetto.

Kepler186-f: il primo simile alla Terra nella fascia di abitabilità

Poi è arrivato l'annuncio della NASA del 17 aprile (2014) che ha permesso di fare un notevole balzo in avanti verso l'identificazione del nostro pianeta gemello.

Kepler-186f orbita attorno a una stella di classe M, una nana rossa molto comune nell'Universo (circa il 70% della popolazione stellare) più debole del Sole. E' vecchio forse più di 4 miliardi di anni ed è il più esterno di un sistema contenente altri 4 corpi celesti. Ha un diametro solamente il 10% superiore a quello del nostro pianeta, quindi si tratta, con ogni probabilità, di un corpo roccioso, senza i dubbi degli altri suoi "colleghi" scoperti fino ad ora.
A una distanza di circa 54 milioni di chilometri dalla propria stella, impiega 130 giorni per compiere una rivoluzione completa. Benché sia più vicino di Mercurio, l'astro attorno al quale orbita è molto più debole del Sole e Kepler-186f si trova quindi nei pressi del bordo esterno della sua zona di abitabilità.

E su questa frase, purtroppo, arrivano i primi dubbi in merito alle possibili condizioni superficiali. Anche Marte infatti si trova più o meno nella stessa posizione della fascia di abitabilità attorno al Sole ed è un pianeta sostanzialmente morto. Sarà così anche per Kepler-186f?
In termini un po' più tecnici, possiamo confrontare la quantità di radiazione stellare che giunge sui pianeti rispetto a quella terrestre e provare a tirare qualche conclusione, ben consapevoli che la nostra conoscenza è comunque limitata al nostro sistema solare.
Bene, Marte riceve il 43% del flusso che giunge sulla Terra e questo basta per trasformarlo in un deserto molto freddo. Su Kepler-186f giunge appena il 32% della radiazione stellare che sulla Terra ha messo in moto un meccanismo perfetto per l'esistenza di acqua liquida e il sostentamento di forme di vita.
Sono questo scenario, quindi, Kepler-186f potrebbe somigliare più a Marte che alla Terra.
L'unica possibilità per il pianeta di avere condizioni adeguate all'esistenza di acqua liquida in superficie è la presenza di una spessa atmosfera, molto più di quella terrestre, in grado di aumentare la temperatura di decine di gradi in conseguenza di un forte effetto serra. Un'ipotesi che grazie alla massa molto più somigliante a quella terrestre che a quella marziana, non sembra così remota, ma neanche scontata.
E' a causa di questo piccolo dettaglio che, nonostante il grande entusiasmo per il primo vero pianeta di taglia terrestre scoperto senza dubbi nella zona di abitabilità, gli astronomi sono molto cauti nel dire di aver scoperto il nostro gemello perfetto.
In effetti, se consideriamo come termine di paragone con la Terra non più le caratteristiche fisiche ma la posizione nella fascia di abitabilità, e stiliamo una classifica dei pianeti potenzialmente abitabili conosciuti, Kepler-186f si colloca solo al 17 esimo posto sui 21 attualmente disponibili.
Non abbiamo idea alcuna di quali siano le reali condizioni del pianeta, ma se fosse identico alla Terra, anche per quanto riguarda la composizione e lo spessore dell'atmosfera, quello che otterremo, con buona probabilità, sarà un mondo completamente ricoperto di ghiacci, con una temperatura media di qualche decina di gradi sotto lo zero.

Il catalogo aggiornato dei pianeti potenzialmente abitabili

La realtà è che, a parte la distanza dalla propria stella e le dimensioni, non sappiamo assolutamente niente delle reali proprietà di Kepler-186f e di tutti gli altri pianeti potenzialmente abitabili, quindi tutto quello che leggiamo e sentiamo in giro in merito alle effettive possibilità di acqua liquida e addirittura vita devono essere prese con le dovute precauzioni. L'entusiasmo è spesso il motore della scienza, ma guai a perdere lucidità.
Quello che per ora sappiamo è che Kepler-186f, così come altri pianeti nella fascia di abitabilità, come Kepler-62e, ad ora tra i corpi celesti meglio posizionati quanto a similarità con la Terra (considerando anche la quantità di radiazione ricevuta dalla propria stella e non solo le dimensioni), sono mondi sconosciuti che potrebbero ospitare le condizioni giuste per la presenza di acqua liquida e la conseguente evoluzione della vita. E' tuttavia un potenziale, una condizione necessaria ma non sufficiente che dovrà essere confermata o smentita con studi atmosferici che al momento non riusciamo ancora a condurre.
L'unica cosa che possiamo dire è che su Kepler-186f sono state puntate anche le antenne del SETI, con la remota speranza di ascoltare qualche trasmissione radio proveniente da eventuali specie evolute, ma tutto quello che si è sentito è stato solo silenzio.


Anche in questo caso, quindi, sembra ancora mancare un piccolo tassello prima di gridare a gran voce al nostro gemello perfetto ma è evidente, ora più di prima, che si tratta ancora una volta di una mera questione di tempo, perché ora ne abbiamo la certezza: pianeti di dimensioni terrestri sono molto comuni nell'Universo e possono esistere, senza problemi, nella zona di abitabilità delle proprie stelle. 
Probabilmente qualcuno potrebbe pensare alla scoperta dell'acqua calda, ma per una specie abituata per cultura, religione e probabilmente istinto a considerarsi unica, speciale e al centro dell'Universo, è un enorme aiuto avere delle solide prove per compiere un salto culturale senza precedenti: prendere coscienza di abitare su un pianeta estremamente comune, in una zona qualsiasi dell'Universo, attorno a una stella normalissima. La Terra allora potrebbe essere un pianeta qualsiasi su 15 e più miliardi che potrebbero popolare solamente la nostra Galassia.

Per approfondimenti:
Il mio libro sulla presenza della vita nell'Universo, che analizza in modo più approfondito i pianeti extrasolari abitabili scoperti fino ad ora e i vari progetti SETI (disponibile in formato ebook e cartaceo)

La notizia della scoperta di Kepler-186f sul sito del Planetary Habitability Laboratory:
http://phl.upr.edu/press-releases/firstpotentiallyhabitableterranworld

La notizia su Universe today:
http://www.universetoday.com/111319/kepler-has-found-the-first-earth-sized-exoplanet-in-a-habitable-zone/