Alla ricerca di una nuova Terra (Parte 2)

Alla ricerca di una nuova Terra (Parte 2)

Bentornati!

Nella prima parte di questa serie di articoli sulla ricerca dei pianeti extrasolari, abbiamo visto i principali metodi indiretti che gli astronomi hanno messo a punto per portare a termine questo difficilissimo compito.

Nell’articolo di oggi, dopo una breve introduzione storica, esamineremo lo stato attuale della ricerca e parleremo del telescopio spaziale Kepler.

Alla ricerca dei pianeti extrasolari

L’idea che il nostro sistema solare non fosse l’unico è più vecchia di quella che si pensi. Già filosofi nell’antichità avevano postulato l’esistenza di altri pianeti e di altre forme di vita oltre alla nostra. Epicuro, per esempio, sosteneva che esistevano molti altri mondi, uguali al nostro ma anche diversi. Nel XVI° secolo Giordano Bruno sostenne che il nostro sistema solare non era l’unico e che ve n’erano altri non meno abitati del nostro. Il motivo per cui non potevamo vederli era che sono troppo piccoli e abbagliati dalla luce delle loro stelle. Per le sue idee egli fu condannato al rogo per eresia nel 1600.

Alla ricerca di una nuova Terra (Parte 2)

Raffigurazione del processo a Giordano Bruno.

Isaac Newton nel XVIII° secolo postulò la possibilità che esistessero pianeti su stelle lontane. Per confermare queste brillanti intuizioni si dovette però attendere ancora a lungo, fino alla fine del Novecento. Infatti, data l’enorme difficoltà nell’individuare oggetti così piccoli e vicini alle loro stelle, per molto tempo l’argomento non venne trattato in modo approfondito come avrebbe invece meritato.

Nel 1992 infine, Alexander Wolszczan e Dale Frail scoprirono due pianeti in orbita intorno alla pulsar PSR B1257+12. Tale scoperta fu possibile perchè i pianeti causavano una variazione regolare della pulsazione della pulsar stessa. Nel 2008 è stata infine confermata tale scoperta e venne individuato anche un terzo pianeta.

Solo tre anni più tardi, nello specifico il 5 ottobre del 1995, Michel Mayor e Didier Queloz, due astronomi dell’Osservatorio di Ginevra, annunciarono la scoperta di un pianeta extrasolare, un gigante di massa e dimensioni paragonabile a quella di Giove, orbitante intorno alla stella di tipo solare (e non quindi una pulsar), 51 Cygni. La scoperta, effettuata con il metodo delle velocità radiali, fu sensazionale, e venne in seguito confermato da ulteriori osservazioni.

Dal 1995 molta strada è stata fatta. L’introduzione di nuovi strumenti sempre più sensibili e di nuovi metodi di ricerca ha aumentato  esponenzialmente il numero di pianeti extrasolari scoperti.

Lo stato della ricerca

Alla ricerca di una nuova Terra (Parte 2)

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Il grafico riporta il numero dei pianeti extrasolari scoperti, divisi per metodo di individuazione e per anno.

Come si può notare dal grafico, il numero di pianeti extrasolari è andato costantemente in crescendo a partire dal 1992. Come ci aspettavamo, il metodo delle velocità radiali e quello del transito hanno permesso di individuare la maggior parte dei pianeti finora scoperti. Il rilevamento diretto, come già detto, è estremamente difficoltoso e possibile solo in rari casi, mentre gli eventi di microlensing gravitazionale sono irripetibili e richiedono una serie di allineamenti precisi per dare risultati. Come possiamo vedere, nel 2014 c’è stata una grande quantità di pianeti extrasolari scoperti. Questo fatto è da imputare all’analisi dei dati prodotti dal telescopio spaziale Kepler.

La lista dei pianeti extrasolari scoperti, aggiornata al 22 agosto del 2015, comprende 1.948 pianeti in 1.232 sistemi solari differenti, di cui 487 multipli. Ci sono poi 195 pianeti la cui scoperta deve essere ulteriormente verificata, mentre altri 3.538 pianeti sono stati candidati dalla missione Kepler e sono in attesa di essere verificati.

Il telescopio spaziale Kepler

Il problema di tutte le osservazioni fatte dalla superficie terrestre è soprattutto l’atmosfera, in quanto essa assorbe parti dello spettro elettromagnetico e inoltre le turbolenze dell’aria limitano la risoluzione massima degli strumenti. Per questo gli osservatori vengono costruiti a grandi altitudini, dove l’aria è più pulita e rarefatta, oppure vengono inviati direttamente nello spazio.

Il telescopio spaziale Kepler, lanciato 7 marzo 2009, fa parte del programma Discovery, il quale si prefigge l’obiettivo di trovare pianeti simili alla Terra in orbita intorno a stelle simili al Sole. Per portare a termine questo compito Kepler ha monitorato, durante la sua vita operativa, una porzione della Via Lattea comprendente le costellazioni del Cigno, della Lira e del Drago, raccogliendo dati sulla luminosità di 145.000 stelle nella sequenza principale e inviando tali dati ai centri di elaborazione sulla Terra. Il telescopio ha avuto diversi problemi, l’ultimo dei quali (un guasto ad uno dei giroscopi principali per l’orientamento) ha messo fine alla missione primaria del telescopio. Attualmente la NASA sta studiando nuove modalità per usare il telescopio per altre attività di ricerca.

Alla ricerca di una nuova Terra (Parte 2)

Schema interno del telescopio spaziale Kepler.

Kepler è un telescopio in configurazione Schmidt, avente uno specchio primario largo 1,4 m e un’apertura di 0,95 m. Lo specchio primario è stato realizzato con una innovativa struttura portante a nido d’ape che ne ha ridotto considerevolmente il peso. Sul piano focale è situata una griglia di 42 sensori CCD raffreddati che complessivamente costituiscono un enorme sensore di 95 megapixel. All’epoca del lancio era la più grande camera CCD inviata nello spazio.

La missione Kepler usa il metodo del transito per scoprire pianeti extrasolari di dimensioni simili a quelle della Terra, i quali provocano una diminuzione della luminosità della stella, durante il transito, di appena lo 0,01%. Le variazioni di luminosità della stella, insieme ad altri parametri eventualmente noti come il raggio stellare, permettono di determinare in diversi casi il raggio del pianeta, i suoi parametri orbitali e persino la sua temperatura e densità. Come si può notare dal grafico sopra, il contributo scientifico apportato da Kepler è stato enorme (e pensate che hanno anche moltissimi dati da analizzare!), permettendo gradualmente di scoprire prima pianeti extrasolari delle dimensioni paragonabili a Giove, fino a scoprire diversi pianeti di dimensioni molto più piccole, simili alla Terra.

Il 23 luglio 2015 la NASA ha annunciato ufficialmente la scoperta di Kepler-452 b, distante circa 1.400 anni luce dal Sistema Solare. E’ il pianeta più simile alla Terra che sia mai stato scoperto, orbita intorno ad una stella simile al Sole nella zona abitabile e una rivoluzione impiega circa 385 giorni terrestri. A causa di queste incredibili somiglianze con il nostro pianeta, gli scienziati continueranno a studiarlo nei prossimi anni alla ricerca di dati che testimonino la presenza di vita.

Conclusione

Siamo arrivati alla fine di questo articolo! Nel prossimo articolo, l’ultimo di questa serie dedicata alla ricerca dei pianeti extrasolari, parleremo di abitabilità e di ricerca di forme di vita su altri pianeti, ripartendo proprio da dove abbiamo concluso oggi, ovvero dalla scoperta di Kepler-452 b.

A presto!

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