Bioastronomia

A cura di Corrado Ruscica

Esplorando nuovi mondi
Alla ricerca di un'altra Terra
di Corrado Ruscica

Dall'intuizione alla scoperta I metodi di rivelazione di nuovi mondi I segnali della presenza di vita Una nuova "finestra" nell'Universo	- Spostamento Doppler - Astrometria - Metodo del transito - Lente gravitazionale - Osservazione diretta - Coronografi - Interferometri - Coreografie spaziali
Per secoli, ci siamo sempre chiesti se siamo gli unici esseri intelligenti che popolano l'Universo. Sin già dai tempi del Medioevo si pensava che dovessero esistere altri mondi e qualcuno di questi avrebbe ospitato forse una qualche forma di vita. Oggi, grazie allo sviluppo tecnologico e scientifico, possiamo cominciare a dare una risposta a queste domande. La scoperta di numerosi pianeti extrasolari attorno ad altri sistemi stellari ci dice che il nostro Sistema Planetario non è unico. I pianeti extrasolari sembrano essere un fenomeno comune almeno nelle immediate vicinanze del nostro Sistema Solare. I pianeti extrasolari scoperti finora sono corpi giganti, come Giove e Saturno. Essi non possono ospitare forme di vita almeno come noi la conosciamo. Alcuni di questi sistemi planetari potrebbero però contenere corpi più piccoli, cioè pianeti di tipo terrestre come appunto la Terra e Marte. Nel corso dei prossimi 15 anni, l'ente spaziale americano NASA, sta programmando una serie di missioni per cercare di esplorare questi nuovi mondi. Si tratterà degli strumenti più sensibili e sofisticati mai costruiti capaci di rivelare nuovi dettagli oltre il nostro Sistema Solare. Ad esempio, l'interferometro Keck raccoglierà la luce dei due più grandi telescopi ottici esistenti permettendoci di estendere la nostre conoscenze fino a distanze mai raggiunte prima. Infatti, mediante la tecnica dell'interferometria, l'interferometro Keck potrà osservare la polevere attorno alle stelle dove si stanno formando i pianeti. Inoltre, si potranno ottenere immagini dirette dei pianeti giganti al di fuori del Sistema Solare. Rappresentazione artistica del Terrestrial Planet Finder - Credit: JPL   La Missione di Interferometria Spaziale (SIM) avrà il compito di misurare le distanze e le posizioni delle stelle con una elevata precisione. Le osservazioni di SIM saranno fondamentali per rivelare la presenza di pianeti di poco più grandi della Terra.   Infine, il Cacciatore Terrestre di Pianeti, con il suo potere esplorativo 100 volte maggiore rispetto al telescopio spaziale Hubble, ci fornirà le prime immagini di sistemi planetari vicini. Grazie a queste missioni, avremo la capacità di analizzare le atmosfere dei nuovi pianeti, scoprire se sono composte di anidride carbonica, di acqua o di ozono. La presenza di questi elementi dovrebbe suggerire l'esistenza di una qualche forma di vita. Solo allora, potremo dire di aver trovato una nuova Terra !   Immagine artistica di un possibile pianeta di tipo terrestre   Dall'intuizione alla scoperta Nel 1584, quando Giordano Bruno asserì che c'erano presumibilmente numerosi soli e pianeti in orbita attorno alle loro stelle, egli fu accusato di eresia. Ma anche ai tempi di Giordano Bruno, l'idea di nuovi mondi non era completamente nuova. Già durante l'epoca degli antichi greci, i pensatori speculavano sulla esistenza di altri sistemi planetari e sul fatto che su qualcuno di essi poteva esistere una qualche forma di vita. Ben presto, nel 16° secolo, la Terra venne detronizzata come unica e suprema entità nel Cosmo quando l'astronomo polacco Copernico dimostrò che era il Sole al centro del sistema planetario. Le sue idee, sebbene riluttanti, cambiarono la visione scientifica del pensiero occidentale dell'epoca. All'alba del 20° secolo, l'astronomo americano Edwin Hubble, utilizzando quello che era considerato il telescopio più grande in quel periodo, a Monte Wilson, scoprì che le piccole nebulose erano in realtà "isole immense di stelle" distanti dalla nostra Via Lattea, ciascuna contenente a sua volta centinaia di miliardi di stelle. Le osservazioni di Hubble avevano dimostrato che potevano esistere innumerevoli e potenziali pianeti abitabili nell'Universo. Trascorse più di un secolo senza esserci una prova convincente dell'esistenza di pianeti attorno alle stelle più vicine. Anche se in varie occasioni si annunciava la scoperta di nuovi sistemi planetari, essa veniva rifiutata
Edwin Hubble al telescopio di Monte Wilson - Credit: JPL Dato che i pianeti sono troppo piccoli e distanti per essere osservati direttamente, gli astronomi hanno cercato di distinguerli studiando gli effetti che essi hanno sulla stella ospite. Infatti, durane la fine degli anni Sessanta, l'astronomo Peter van de Kamp annunciò di aver scoperto due pianeti utilizzando questa tecnica. Nuove prospettive per la ricerca di altri pianeti si ebbero negli anni Ottanta quando Bradford Smith, dell'Università dell'Arizona e Richard Terrile, del Jet Propulsion Laboratory, eseguirono delle osservazioni all'infrarosso di un disco di polvere attorno alla stella Beta Pictoris. La loro scoperta rappresentava la prima prova, senza alcun dubbio, che dischi di polvere esistono attorno a stelle al di fuoridel Sistema Solare. Beta Pictoris è un sistema planetario giovane in formazione e supporta il modello standar della nascita del Sistema Solare secondo il quale i pianeti nascono dall'accrescimento di materia da un disco di gas e polveri in rotazione attorno a una giovane stella. Ma la vera scoperta di un pianeta extrasolare si ha nel 1994 quando Alexander Wolszczan, unradio astronomo all'Università della Pensilvania, riportò quello che egli definì una "prova certa" di un sistema extrasolare. Mentre gli scienziati accettavano la sua affermazione, gli altri che speravano di avere delle prove direttesull'esistenza di sistemi planetari simili al nostro, erano meno entusiasti. Wolszczan aveva scoperto due o tre pianeti in orbita attorno a una stella pulsar piuttosto che ad una stella normale, nella costellazione della Vergine. Una pulsar è un sistema stellare denso e compatto, in rapida rotazione, stadio finale dell'evoluzione stellare che ha portato la stella originiaria all'esplosione creando un resto di supernova. La scoperta di Wolszczan si basava sull'osservazione di variazioni regolari negli impulsi radio provenienti dalla pulsar, indicando la presenza di effetti gravitazionali complessi causati dai corpi celesti in orbita attorno alla pulsar. Naturalmente, la presenza di pianeti attorno a stelle pulsar non può essere considerata come probabile per la formazione e lo sviluppo di qualche forma di vita, almeno come noi la conosciamo. Questi mondi sarebbero perennemente soggetti a radiazione di alta energia con una superficie ostile. La prima vera scoperta di un pianeta in orbita attorno ad una stella simile al Sole si ebbe nel 1995. Il gruppo di ricerca svizzero, guidato da Michel Mayor e Didier Queloz di Ginevra, annunciò la scoperta di un pianeta in rapida rotazione localizzato nel sistema stellare di 51 Pegasi. Il pianeta avrebbe avuto una massa compresa tra 0,5 - 2 la massa di Giove. Il pianeta era stato rivelato da osservazioni indirette mediane la tecnica della velocità radiale. Questa fu la prima delle numerose altre scoperte che si ebbero nel corso degli altri anni. Tre mesi più tardi, un gruppo di ricerca dell'Università di San Francisco e dell'Università della California, guidato da Geoffrey Marcy e Paul Butler, confermarono la scoperta del gruppo svizzero e aggiunsero altri due pianeti. Dalla fine del 20° secolo, sono numerose decine i pianeti extrasolari scoperti, alcuni di essi il risultato della ricerca di mesi o di anni di osservazioni. Alcuni di questi sistemi planetari, come 51 Pegasi, appaiono strani, con brevi periodi orbitali e orbite eccentriche quasi vicine alla stella. Ma più recentemente, gli astronomi hanno trovato pianeti che assomigliano ai pianeti esterni del nostro Sistema Solare, con orbite circolari e periodi orbitali più lunghi. La scoperta di nuovi sistemi planetari viene oggi attribuita, da parte degli astronomi, ai seguenti sviluppi tecnologici: ·         nuovi spettrometri, strumenti che permettono diseparare la luce stellare nelle sue componenti; ·         migliori sensori elettronici che registrano la luce stellare che viene raccolta dai sistemi ottici del telescopio; ·         nuovi programmi elettronici che permettono di distinguere in modo attendibile la luce stellare ed il moto causato dagli effetti gravitazionali dei corpi vicini non visibili. Tutti i pianeti scoperti sono per la maggior parte di tipo Giove, corpi di grande massa, che non possono essere considerati dei sistemi adatti per ospitare la vita. Inoltre, molti di essi hanno periodi orbitali brevi. Se pianeti come la Terra esistono, con masse più piccole e lunghi periodi orbitali, la loro scopertà richiederà una strumentazione più sensibile e anni di intense osservazioni. Il sogno infatti di osservare pianeti extrasolari simili alla Terra rimane ancora da essere realizzato e l'idea che il nostro Sistema Solare non sia unico si è spostata dalla speculazione filosofica, per così dire, alla realtà. Queste scoperte hanno il potenziale di spostare il pensiero umano sullo stesso piano di quello che è stata la rivoluzione copernicana.

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