I pianeti sono una popolazione numerosa nella nostra Galassia

“Poi lo condusse fuori e gli disse:«Guarda in cielo e conta le stelle, se riesci a contarle» e soggiunse:«Tale sarà la tua discendenza»”(La Bibbia, Il Patto di Dio con Abramo, Genesi 15,5). Quando osserviamo le stelle del cielo, pensiamo ai miliardi e miliardi di altri esseri viventi che abitano lassù nello spazio cosmico, in milioni di pianeti più o meno simili alla nostra amata Terra. Perché non è più fantascienza. Non è più una bestemmia. Non è più un peccato. Giammai. Ma solo la manifestazione dell’infinita gloria di Dio Creatore dell’Universo. Che la scienza ufficiale sta chiaramente dimostrando con il linguaggio galileiano. Novità giungono dall’ESO e dal 219° meeting dell’American Astronomical Society di Austin in Texas (Usa, 9-12 gennaio 2012), sulle note della celebre colonna sonora di Star Wars, del musicista John Williams. Perché l’universo creato da George Lucas può essere sicuramente annoverato tra le più fortunate “profezie” laiche di quanto osservato da un’equipe internazionale che include tre astronomi dello European Southern Observatory (ESO). Gli scienziati hanno usato stavolta la tecnica di “caccia” delle “microlenti gravitazionali”(tanto care ad Einstein) per misurare quanto siano diffusi i pianeti alieni nella nostra Galassia, la Via lattea. Dopo una ricerca durata sei anni in cui hanno valutato milioni di stelle, l’equipe ha concluso che trovare un pianeta intorno ad un astro è la regola e non l’eccezione. I risultati sono pubblicati dalla rivista Nature del 12 gennaio 2012.

Negli ultimi 16 anni, gli astronomi hanno confermato la scoperta di più di 700 esopianeti (la missione Keplero della Nasa sta scoprendo un enorme numero di esopianeti candidati, non inclusi in questa classifica ma nell’altra consultabile sul sito http://planetquest.jpl.nasa.gov/, che contempla oltre 3035 esomondi finora rilevati) e hanno iniziato ad analizzarne lo spettro e l’atmosfera. Senza peraltro includere le loro lune, anche di taglia terrestre come Pandora, oggi impossibili da rilevare, che, secondo gli scienziati, sono molto frequenti poiché “la presenza di un grosso satellite in orbita attorno a un pianeta di taglia terrestre garantisce stabilità climatica per periodi lunghissimi, una condizione essenziale allo sviluppo della vita”. Anche se studiare le proprietà di questi singoli esopianeti è innegabilmente importante, una delle domande fondamentali è: quanto sono comuni i pianeti nella Via Lattea? La maggior parte degli esopianeti noti, è stata trovata osservando l’effetto dell’attrazione gravitazionale esercitata dalla loro massa sulla stella madre o catturando il passaggio di questi esomondi davanti all’astro, che ne affievolisce un po’ lo splendore. Entrambe le tecniche sono più sensibili ai pianeti massicci e/o vicini alla stella. Tuttavia molti pianeti alieni vengono persi nelle analisi preliminari.

L’equipe internazionale di astronomi ha cercato gli esopianeti con una tecnica completamente diversa, quella delle microlenti gravitazionali, che può scoprire mondi extraterrestri su un ampio intervallo di masse e soprattutto esopianeti che orbitano lontani dalla stella. Magari ai confini più esterni della fascia verde abitabile. Lo scorso dicembre 2011, per la prima volta in assoluto, è stata elaborata una sorta di “tavola periodica” degli esopianeti alieni finora scoperti, che propone una classificazione scientifica sui generis, seppur parziale, destinata a far scuola. “Abbiamo cercato per sei anni le prove della presenza di esopianeti con osservazioni di microlenti – spiega Arnadu Cassan dell’Institut d’Astrophysique di Parigi, primo autore dell’articolo “One or more bound planets per Milky Way star from microlensing observations” su Nature – e questi dati mostrano sorprendentemente che i pianeti sono più comuni delle stelle nella nostra galassia. Abbiamo trovato anche che i pianeti più leggeri, come le super-Terre, o i Nettuni freddi, devono essere più frequenti di quelli più pesanti”. Gli astronomi hanno usato osservazioni, fornite dai gruppi PLANET (Probing Lensing Anomalies NETwork, ossia Rete per sondare le anomalie nel “lensing”: più della metà dei dati PLANET usati in questo studio provengono dal telescopio danese di 1,54 metri di diametro dell’ESO a La Silla) e OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment, esperimento ottico di lente gravitazionale), in cui gli esopianeti sono rivelati dal modo in cui il campo gravitazionale della stella ospite, combinato con quello dei possibili esomondi, funge da lente, aumentando la luce di una stella sullo sfondo. Se intorno alla stella che funge da lente, è in orbita un pianeta alieno, questo può contribuire in modo significativo all’effetto di aumento della luce della stella di fondo. “La collaborazione PLANET – rivela Jean-Philippe Beaulieu dell’Institut d’Astrophysique di Parigi, a capo della collaborazione PLANET – è stata istituita per seguire eventi di microlente gravitazionale con una rete di telescopi mondiale localizzata nell’emisfero australe, dall’Australia al Sud Africa, al Cile. I telescopi dell’ESO hanno contribuito in modo significativo a queste ricerche”. Gli scienziati sono consapevoli del fatto che le microlenti siano uno strumento molto potente, in grado di rivelare esopianeti che non potranno mai essere trovati in altri modi. È necessario, però, che la stella di fondo e la stella-lente siano casualmente allineate perché si verifichi un evento di microlente. Per individuare il pianeta durante l’evento è necessario inoltre anche l’allineamento dell’orbita dell’esomondo. Anche se trovare un pianeta per mezzo dell’effetto di microlente non è per nulla semplice, nei sei anni di dati acquisiti dalle analisi, sono stati rivelati tre esopianeti: una super-Terra (con una massa compresa tra due e dieci volte quella della Terra: finora è stata pubblicata la scoperta di soli 12 pianeti alieni osservati usando diverse strategie osservative che sfruttano l’effetto di microlente) e due pianeti di massa confrontabile con Nettuno e Giove. Sembra un risultato deludente ma per quanto riguarda gli standard delle microlenti questo è un “goal” davvero impressionante. La scoperta dei primi tre esopianeti “gravitazionali” dimostra agli astronomi quanto siano stati fortunati ad aver fatto centro nonostante le apparenti scarse probabilità.

Ma anche il fatto che i pianeti sono così abbondanti nella Via Lattea che il risultato era praticamente inevitabile. Gli astronomi hanno esaminato milioni di stelle per identificare gli eventi di microlente. Solo 3.247 sono stati riportati nel periodo 2002- 2007, poiché l’esatto allineamento necessario è teoricamente molto improbabile. I risultati statistici sono stati elaborati a partire da rilevazioni e non-rilevazioni di un sottoinsieme rappresentativo di 440 curve di luce. Gli astronomi hanno poi combinato le informazioni sui tre esopianeti osservati con le sette osservazioni precedenti e con l’enorme numero di “non-rivelazioni” presente nei sei anni di dati. Le “non-rivelazioni” sono altrettanto importanti per l’analisi statistica e sono molto più numerose. È stato scoperto che una ogni sei stelle studiate ospita un pianeta di massa simile a quella di Giove, la metà ha un pianeta di massa pari a Nettuno e due terzi ospitano super-Terre. La ricerca era sensibile a pianeti che si trovano tra i 75 milioni e 1,5 miliardi di chilometri dalla stella (nel Sistema Solare questo corrisponde a tutti i pianeti tra Venere e Saturno, compresa la “fascia verde abitabile” occupata dalla Terra) e con masse che vanno da 5 volte la Terra fino a dieci volte Giove. Gli scienziati combinando questi risultati sono giunti alla conclusione che il numero medio di pianeti intorno ad una stella sia maggiore di uno: i mondi alieni sono la regola piuttosto che l’eccezione. “Pensavamo che la Terra fosse unica nella nostra galassia – fa notare Daniel Kubas, co-autore dell’articolo – ma ora sembra che ci siano letteralmente miliardi di pianeti di massa simile a quella della Terra in orbita intorno a stelle della Via Lattea”. La pluralità dei mondi alieni è la regola universale. Una bella notizia nel 50° anniversario della fondazione dell’ESO. E mancano pochi mesi, forse settimane, alla scoperta del primo mondo di taglia terrestre come il celebre Tatooine della saga di “Star Wars”. Secondo gli scienziati, dovremo farci l’abitudine. I pianeti come la Terra possono esistere anche all’interno di sistemi stellari binari, ossia composti da una coppia di stelle più o meno simili al nostro Sole. Nell’universo di George Lucas (la prima e la seconda trilogia) Tatooine è effettivamente stabile, abitato da varie razze aliene, in orbita attorno a due stelle, due soli che sorgono e tramontano insieme. Il telescopio spaziale Keplero della Nasa ha già scoperto un esopianeta in un sistema binario stabile, lo scorso settembre 2011. Si tratta di Kepler-16b. Tuttavia è un mondo del tutto inospitale, un gigante gassoso come Giove, non un mondo di taglia terrestre come Tatooine alla giusta distanza dalle sue stelle madri.

Gli astrofisici pensano che la vita sia possibile su questi mondi purché siano alla giusta distanza dalle loro stelle. Nella zona verde abitabile, una regione non troppo calda o fredda, in grado di sostenere sulla loro superficie la presenza di acqua allo stato liquid, elemento essenziale per la vita così come oggi la intendiamo. Se così fosse, il numero di pianeti simili alla Terra salirebbe vertiginosamente. Perché i mondi di Star Wars e Star Trek potrebbero essere la norma. E i ricercatori lo sperano. D’ora in avanti la fantascienza e l’immaginazione cederanno il passo alla scienza. La fascia abitabile del sistema Kepler-16, è collocata per lo più a ridosso della stella primaria e si estende in una regione orbitale compresa tra 0.36 e 0.71 volte la distanza della Terra dal Sole. Nel nostro Sistema Solare la fascia abitabile corrisponde a una zona compresa all’incirca tra Venere e Marte. Le possibilità per i ricercatori sono virtualmente infinite, con gli strumenti e i sensori giusti. È stata proposta la missione FINESSE (Fast Infrared Exoplanet Spectroscopy Survey Explorer) della Nasa, per studiare nello spazio le atmosfere aliene dei pianeti finora scoperti, alla ricerca dei gas rivelatori della vita (intelligente). Si può cominciare ad esplorare mondi di taglia terrestre che orbitano in sistemi binari, magari in regioni un po’ al là della zona abitabile della stella primaria del sistema, che per la Terra corrisponde a una distanza doppia rispetto al nostro Sole. Per ospitare la vita, il pianeta dovrebbe godere di un ottimo effetto serra in grado di trattenere il calore stellare, magari grazie al monossido di carbonio o al metano intrappolati dalla sua spessa atmosfera. In queste condizioni gli scienziati possono anche estendere la fascia verde abitabile. Ma che tipo di vita potremo scoprire su questi mondi alieni di taglia terrestre? Forse un’antica civiltà estinta, i dinosauri o una razza in grado di (r)esistere a quelle condizioni che sulla Terra potrebbero essere semplicemente proibitive per la nostra stessa esistenza.

Abbiamo appena cominciato a sperimentarne gli effetti (siccità, bombe d’acqua, aumento del livello dei mari, inondazioni, dissesto idro-geologico). Lo capiremo meglio entro la fine del XXI Secolo con l’aumento della temperatura media sul pianeta Terra di almeno sei gradi Celsius. Però, a quella distanza (per noi doppia rispetto al Sole) dalla stella primaria, su quel mondo arriverebbe anche meno luce solare. Il pianeta potrebbe farcela lo stesso? Forse gli abitanti hanno escogitato dei metodi per catturare il calore geotermico del loro mondo. E qui gli scenari sono virtualmente infiniti. Gli scienziati oggi non escludono più nulla. Neppure l’esistenza di esolune grandi come la Terra attorno a giganti gassosi in orbita nella zona abitabile della loro stella. Magari proprio attorno all’esopianeta Kepler-16b. Le possibilità esotiche offerte da mondi come Pandora (cf. film Avatar di James Cameron) conducono gli scienziati ben oltre il regno della fantascienza. Ce n’è una, ad esempio, che considera lo scenario suggestivo di un pianeta di taglia terrestre in orbita attorno a una coppia di stelle, che viene catturato da un gigante gassoso del sistema per diventare una luna esotica in un’orbita “Troiana”, ossia equidistante dal pianeta gigante e dalla sua stella. Tutto è possibile. Come appare chiaro agli scienziati che partecipano all’annuale meeting dell’American Astronomical Society di Austin in Texas (Usa), giunto alla 219ma edizione (8-12 gennaio 2012), sottoponendo le loro ricerche e proposte al vaglio della comunità scientifica internazionale sull’Astrophysical Journal Letters. Alcuni ricercatori sono andati a spulciare le memorie acquisite negli ultimi anni dall’Hubble Space Telescope ed hanno scoperto due esopianeti alieni nascosti in quei vecchi dati passati inosservati per 13 anni. È solo l’inizio. Ora gli astronomi sanno che il Telescopio Spaziale riserva ancora tante sorprese. Per questo stanno allargando le loro ricerche alle oltre 350 stelle osservate nel 1998 dalla Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) di Hubble, scavando letteralmente nella sua banca dati, come un provetto minatore a bordo di una macchina del tempo. L’osservazione visuale dei primi tre pianeti alieni attorno alla giovane stella bianca di sequenza principale HR 8799, distante 130 anni luce dalla Terra (nella costellazione di Pegaso), è una pietra miliare nella storia dell’Astronomia. Ma le nuove tecniche non promettono certo miracoli viste le limitate capacità dell’HST. Che, al termine della sua straordinaria vita operativa, dovrebbe essere riportato sulla Terra e collocato in un Museo! Dal suo archivio è stato possibile scovare i tre esopianeti più esterni. Il quarto, il più interno, non è stato osservato dalla camera dell’HST. La predominante luce stellare, una volta filtrata, non lo consentiva. I tre esomondi sono massicci e orbitano con periodi di 100, 200 e 400 anni terrestri attorno alla loro stella. Ciò significa che per le conferme ufficiali della scienza, con le attuali tecniche, dovremo attendere un po’. Infatti bisognerà osservarne il moto orbitale. E il Telescopio Spaziale Hubble fornirà lavoro e dati, liberi e disponibili, a generazioni di astronomi. Sono stati appena recuperati dieci anni di scienza senza troppi complimenti. Chissà cosa troveremo nei dati di tutti gli altri osservatori spaziali messi in orbita.

Gli esopianeti attorno alla stella HR 8799 non potevano essere rilevati nel 1998 quando l’HST effettuò le osservazioni, perché allora le tecniche di caccia erano ancora fantascienza, ossia non erano disponibili. Oggi, invece, gli scienziati possono utilizzare analisi matematiche talmente avanzate, in grado di applicare sofisticati algoritmi a tutte le immagini astrofisiche acquisite dalla grande varietà di osservatori astronomici terrestri e spaziali operativi. Gli archivi dell’Hubble Space Telescope non andranno certo in pensione e potranno giocare un ruolo decisivo per affilare le nuove tecniche di caccia ai mondi alieni. Osservare un nuovo pianeta in vecchie immagini, è un messaggio molto importante. Ora che sappiamo cosa osservare a tutte le lunghezze d’onda, non ci sfuggiranno.

Nicola Facciolini

Fonte: http://www.improntalaquila.org