Spazio

Alla ricerca di altri mondi

12 luglio 2019 | Scritto da Alberto Laratro

A oggi abbiamo scoperto oltre 4000 esopianeti, ovvero corpi celesti che orbitano altre stelle, un video ci mostra in un minuto quasi 30 anni di osservazioni

Che potessero esistere altri pianeti oltre quelli del nostro sistema solare è stato per lungo tempo una domanda senza risposta. Il dibattito, prima filosofico, poi scientifico, sulla presenza di altri mondi viene da molto lontano, già nell’antica Grecia si ipotizzava che potessero esistere altri mondi oltre la Terra: Venere, Marte, Giove e gli altri corpi celesti del nostro sistema solare non venivano considerati perché all’epoca non erano intesi come pianeti ma – dato il loro movimento nel cielo rispetto le stelle fisse – come stelle vagabonde, in greco plànētes astéres da cui il nome pianeta. La scoperta dei pianeti solari non ha cambiato di molto la questione: nel ‘700 Newton si chiedeva se esistessero mondi che non orbitano la nostra stella.

La risposta definitiva arrivò nel 1992 quando Alexander Wolszczan e Dale Frail confermarono la scoperta di due pianeti extrasolari, o esopianeti, grazie alle osservazioni del radiotelescopio Arecibo. Da quel giorno l’identificazione di nuovi esopianeti è stata esponenziale: anche grazie a nuovi telescopi, sia a terra che nello spazio, siamo riusciti a individuare più di 4000 esopianeti. Ma perché cercare nuovi pianeti se, viste le incredibili distanze, con le tecnologie a nostra disposizione oggi raggiungerli è fondamentalmente impossibile?

 

Il nostro posto nel mondo, o meglio, nell’universo. Sin dall’alba dei tempi alcune domande assillano il genere umano: siamo soli nell’universo? Da dove veniamo? Cercare gli esopianeti in parte ci permette di trovare risposte a queste domande. Studiandoli possiamo osservare mondi in diverse fasi del loro ciclo vitale, permettendoci di comprendere meglio le complesse dinamiche di un sistema solare e dei propri pianeti e quindi possiamo capire meglio anche il nostro passato e il nostro futuro su scala planetaria.

Non solo, studiando l’atmosfera di questi pianeti (quando ne hanno una) possiamo provare a individuare quei gas che sono tipicamente emessi da processi legati alla vita, ossigeno e metano per citarne due, e forse scoprire indizi per riuscire a rispondere all’atavica domanda “siamo soli?”. Va sottolineato che forme di vita aliene (non necessariamente intelligenti) possano esistere grazie a processi a noi estranei, ma in tal caso non sapremmo come cercarle, per questo ci concentriamo su caratteristiche a noi note.

Un’ultima risposta a lungo termine riguarda il futuro stesso dell’umanità: se riusciremmo a non autodistruggerci la ricerca di nuovi mondi da abitare, se e quando verrà sviluppata una tecnologia che ci permetterà di viaggiare fra le stelle, potrà essere fondamentale per salvare la razza umana da eventi catastrofici.

In tutto questo non va dimenticato che gli sforzi tecnologici, ingegneristici e scientifici necessari per la ricerca di questi pianeti hanno spesso ricadute sulla nostra società: nuove applicazioni per tecnologie inventate per lo spazio, i cosiddetti spin-off, sono ovunque e hanno contribuito a plasmare la società moderna.

 

Come ti trovo i pianeti extrasolari. Riuscire a osservare direttamente un esopianeta con un telescopio è un’impresa ardua, sono incredibilmente piccoli – in quanto distanti – e non emettono luce propria: è come cercare di osservare la punta di uno spillo grigio sulla superficie grigia della Luna guardando con un binocolo. Rare volte è stato possibile osservarne alcuni: solo nel caso di esopianeti molto grandi e caldi. La loro emissione di radiazione infrarossa, infatti, per quanto debole e sovrastata da quella della stella attorno a cui orbitano, è rilevabile.

Per scovare questi pianeti esistono però molti metodi che ne deducono la presenza (e molte informazioni su orbita, composizione, grandezza, densità, distanza dalla propria stella) da diversi indizi. Il più utilizzato e capace di fornire i migliori risultati è detto metodo del transito.

 

Micro eclissi per scoprire mondi lontani. Il metodo del transito è molto intuitivo: se osserviamo una stella siamo in grado di rilevare un calo della sua luminosità quando un pianeta che la orbita gli transita davanti: una vera e propria eclissi (o meglio occultazione) vista da miliardi e miliardi di km di distanza. Studiando i dati fotometrici, ovvero quanta luce rileviamo da una stella, è possibile individuare dei cali rapidi (e quindi non necessariamente legati ad eventuali variazioni cicliche di luminosità di una stella) e soprattutto ripetuti nel tempo della luce che ci arriva dalla stella.

La cosa interessante di questo metodo è che ci permette di dedurre una quantità enorme di informazioni sul pianeta di cui praticamente vediamo l’ombra. La frequenza delle occultazioni ci indica il periodo orbitale di questo mondo, ovvero quanto dura un suo anno, da questa informazione, assieme a dati legati all’oscillazione della stella legata all’attrazione gravitazionale del pianeta, possiamo dedurre la distanza dell’orbita, la sua massa, la sua dimensione e quindi anche la sua densità. Quest’ultimo dato ci permette di capire se un pianeta sia roccioso (grande massa in poco spazio) o gassoso, come Giove (grande massa in tanto spazio).

Nel momento in cui individuiamo un pianeta roccioso che orbita alla giusta distanza dalla propria stella, ecco che abbiamo appena scoperto un mondo potenzialmente abitabile. Se questo pianeta ha poi un’atmosfera la luce che la attraversa arriva a noi di un colore diverso rispetto a quella della stella e questo ci permette di capire, attraverso analisi spettrografiche, da cosa sia composta.

 

Cercare nuovi pianeti tutti assieme. I dati raccolti dai telescopi che si occupano di individuare esopianeti sono tantissimi e riuscire ad analizzarli tutti richiede molto tempo. Per questo motivo è nata un’iniziativa di citizen science, Planet Hunter, che permette a chiunque di analizzare i dati alla ricerca di quei cali tipici di luminosità che indicano la presenza di un esopianeta. Un modo per coinvolgere il pubblico nella ricerca scientifica e allo stesso tempo alleggerire il carico di lavoro necessario per analizzare l’enorme mole di dati.

 

4000 mondi in 1 minuto. Il fantastico video pubblicato su APOD (Astronomy Picture of the Day) e creato da SYSTEM Sounds grazie ai dati della NASA mostra la scoperta in poco meno di 30 anni, di tutti gli oltre 4000 esopianeti conosciuti. Si tratta di una crescita esponenziale legata al costante miglioramento delle tecnologie necessarie per compiere le osservazioni.

Il video mostra l’intero cielo stellato (per questo la Via Lattea si è trasformata in una sorta di U) e un cerchio (il cui colore indica il metodo di scoperta) appare alla scoperta di ogni nuovo mondo. L’esplosione di scoperte avvenute a partire dal 2009 in una zona a forma di croce in alto a sinistra è dovuta al telescopio spaziale Kepler, lanciato nello spazio appositamente per cercare esopianeti in quella piccola sezione di cielo: da solo Kepler ha individuato più di 2500 pianeti extrasolari. A ottobre del 2018 il carburante per orientare il telescopio nello spazio si è esaurito, determinando la fine della missione.

In compenso il suo successore, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), è già in orbita e dall’anno scorso sta monitorando non una piccola sezione di spazio ma l’intera volta celeste alla ricerca di nuovi pianeti che ci permetteranno di capire un po’ meglio da dove veniamo, se siamo soli nell’universo e, forse, che potranno essere la nostra nuova casa in un futuro lontano lontano.

 

Credits immagine: David Curtis
Alberto Laratro
Alberto Laratro

Laureato in Scienze della Comunicazione e con un Master in Comunicazione della Scienza preso presso la SISSA di Trieste ha capito che nella sua vita scienza e comunicazione sono due punti fermi.

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