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Astronomia – Parte Nona: Esopianeti

Dopo aver visto tutti gli argomenti riguardanti il nostro sistema solare, torniamo nel profondo e vasto Universo, andando a trattare un argomento poco conosciuto: gli Esopianeti. Gli esopianeti sono quei pianeti che orbitano intorno ad altre stelle, si chiamano così proprio perché non appartengono al nostro sistema solare e per questo sono detti anche pianeti extra-solari.

Lo studio degli esopianeti è molto recente, soltanto da un ventennio è stato possibile iniziare a vedere oppure ad intuire la presenza di questi corpi così lontani da noi. Perché si ricercano i pianeti extra-solari? L’uomo nel corso della storia ha cominciato a prendere coscienza di se e di quello che lo circonda, ponendosi interrogativi sempre più complessi. Forse la motivazione più grande è quel senso di solitudine che pervade l’uomo da sempre e che lo porta ad interrogarsi sul suo ruolo sulla Terra e nell’Universo: siamo soli o esistono altre forme di vita, magari intelligente nel cosmo? Questa domanda non ha ancora trovato una risposta definitiva ma adesso poniamocene una noi: per quale motivo la Terra dovrebbe essere l’unico posto abitato? Nell’infinità dell’Universo dovrà anche esserci un pianeta simile per condizioni in grado da far sviluppare forme di vita simili alla nostra. Senza dubbio viviamo nel periodo migliore per poter risolvere questo questito millenario.

 

 

 

Prime scoperte

Fino a vent’anni fa la parola esopianeti era associata ai libri e ai film di fantascienza. L’idea che le stelle lontane potessero ospitare pianeti era già stata presa in considerazione, il problema era un altro: come poterlo dimostrare? Un conto è vedere una stella lontana poiché essa brilla di luce propria, altra cosa è vedere un esopianeta, molto più piccolo e molto meno brillante. Un pianeta brilla di luce riflessa dalla sua stella, dunque il bagliore prodotto dall’astro va ad eclissare quello del pianeta. Soltanto nella nostra galassia esistono circa 100 miliardi di stelle e si pensa che ci siano almeno il 7% di esopianeti per ogni stella. In realtà, da quello che si conosce fino ad ora, sembra che sistemi planetari attorno a stelle simili al Sole siano abbastanza comuni nella galassia. Ci sarebbero dunque diecine di miliardi di pianeti extra-solari in attesa di essere scoperti. La loro individuazione non è facile poiché non vediamo direttamente i pianeti ma solo gli effetti particolari che producono sulle stelle.

51 Pegasi b

Il 1995 rappresentò una svolta epocale in questo settore, venne scoperto in primo esopianeta orbitante attorno ad una stella simile al nostro Sole. A scoprirlo furono gli astronomi Michael Mayor e Didier Queloz dell’Osservatorio di Ginevra. Essi riuscirono a dimostrare l’esistenza del pianeta non attraverso la visione diretta ma in seguito all’osservazione, tramite spettrografo, delle perturbazioni nel moto della stella 51 Pegasi. Questa stella si trova nella costellazione di Pegaso ed è distante circa 50 anni luce da noi. Il pianeta orbitante è stato chiamato 51 Pegasi b, soprannominato poi Bellerofonte (dal nome dell’eroe greco che domò il cavallo alato Pegaso). Questo pianeta è un gigante gassoso del tipo “Gioviano caldo”, 140 volte più grande della nostra Terra. Oltre a non avere una superficie solida, Bellerofonte è troppo vicino alla sua stella e letteralmente la sua superficie evapora. Da allora sono stati scoperti oltre un migliaio di esopianeti tra cui alcuni di tipo terrestre. Attualmente, la massa minima degli esopianeti trovati è quella di Gliese 581c (il primo pianeta di tipo terrestre scoperto), pari a 5 o 6 masse terrestri e posto intorno a Gliese 581, una stella della costellazione della Bilancia.

 

 

Tecniche di scoperta degli esopianeti

La maggior parte degli esopianeti trovati, come detto, è di tipo “Gioviani caldi”, con masse elevate e densità basse a conferma della composizione principale di idrogeno ed elio. Finalmente però negli ultimi anni sono stati scoperti anche i pianeti di tipo terrestre grazie all’uso di nuovi strumenti. I  metodi più usati per la scoperta di esopianeti sono tre: la visione diretta, l’oscillazione stellare e i

transiti. Conosciamoli più da vicino. Il metodo di visione diretta, è recentissimo ma anche il più complicato a causa dell’enorme luminosità delle stelle che va ad offuscare quella lieve dei pianeti. Le immagini sono state ottenute utilizzando il famoso telescopio spaziale Hubble e schermando poi la luce della stella con un apposito filtro, in modo che la sua luminosità non offuscasse quella molto più tenue del pianeta. Con il secondo metodo, quello dell’oscillazione stellare (lo stesso usato da Mayor) è possibile rilevare esopianeti in modo indiretto, si osservano cioè le interazioni che il pianeta provoca sulla sua stella. In pratica il metodo consiste nel misurare precisamente la posizione di una stella e nell’osservare quanto essa cambia nel tempo a causa dell’interazione gravitazionale con un pianeta. Il terzo metodo dei transiti è anch’essa recente: quando un esopianeta si interpone tra la stella e il nostro punto di osservazione, si può osservare una lieve diminuzione della quantità di luce proveniente dalla stella. In pratica si osserva la curva di luce della stella, e laddove questa sia più luminosa il calcolo è ancora più facile. Il grande vantaggio è dato dal fatto che, studiando l’oscuramento del disco stellare, si riesce a capire anche il raggio del pianeta e l’inclinazione dell’orbita rispetto all’eclittica. Proprio sfruttando il metodo del transito, la NASA nel 2009 ha lanciato nello spazio il telescopio spaziale Kepler. Esso infatti è in grado di osservare la luminosità di oltre 100.000 stelle per più di quattro anni. Osservando tale luminosità si potranno identificare eventuali pianeti grazie al metodo citato poco fa.

 

Condizioni di sviluppo della vita

Partiamo dal presupposto principale: la vita si può sviluppare solo in presenza di acqua allo stato liquido. Questo è il punto cardine a cui fanno riferimento gli scienziati e gli astronomi. L’acqua è uno degli elementi più abbondanti nell’Universo, essa è il miglior solvente conosciuto, in grado cioè di favorire le reazioni e gli scambi chimici. Ci devono però essere le condizioni necessarie affinchè l’acqua si trovi in questo stato. Innanzitutto il pianeta deve trovarsi nella cosiddetta “zona abitabile”, cioè la sua orbita non deve essere ne troppo vicina ne troppo lontana dalla sua stella. Se il pianeta fosse troppo vicino l’acqua evaporerebbe, se fosse troppo lontano l’acqua ghiaccerebbe. In più il pianeta deve essere abbastanza massiccio per impedire all’acqua di sfuggire dall’attrazione gravitazionale, ma non troppo altrimenti l’acqua sarebbe confinata negli strati profondi. Altro punto importante riguarda il tipo di stella: le stelle di tipo medio come il nostro Sole sono quelle che hanno una maggiore probabilità di contenere pianeti ospitanti la vita. Questo perchè le stelle medie sono abbastanza stabili e meno turbolente rispetto a quelle più massicce, fanno meno i capricci giusto per intenderci. La Terra possiede tutte queste condizioni e anche altro ancora. Orbita attorno ad una stella di tipo medio, alla giusta distanza per poter contenere acqua liquida. Ha la giusta gravità per trattenere i gas per la formazione dell’atmosfera. Possiede un campo magnetico che la protegge dalle radiazioni solari. La Luna ha stabilizzato il suo clima grazie alle reciproche interazioni. Giove le fa da scudo contro i principali asteroidi e comete dello spazio profondo. Può bastare? Si, siamo davvero fortunati non c’è che dire ma non dobbiamo commettere l’errore di crederci i soli esseri viventi dell’Universo, sarebbe una grave presunzione. Abbiamo visto che solo nella nostra galassia ci sono più di 200 miliardi di stelle con milioni di pianeti al seguito e che esistono oltre 100 miliardi di galassie. Esopianeti di tipo terrestre ospitanti la vita ce ne potrebbero essere a migliaia, un giorno li scopriremo di sicuro.

 

Vi ringrazio per l’attenzione, con questo articolo finisce la parte di astronomia teorica. Dal prossimo cominceremo la parte “pratica”. Alzeremo lo sguardo al cielo stellato e impareremo a orientarci e a riconoscere le principali stelle e costellazioni. A presto.

 

Marco Alemanno

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