SCOPRIRE E CAPIRE L UNIVERSO

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1 ASTRONOMIA

2 SCOPRIRE E CAPIRE L UNIVERSO Il mondo è nelle mani di coloro che hanno il coraggio di sognare e di correre il rischio di vivere i propri sogni. L astronomia costringe l anima a guardare oltre e ci conduce da un mondo ad un altro Si tratta di una stella relativamente giovane con soli 500 milioni di anni alle spalle, una bazzecola se paragonata ai 4,6 miliardi di anni del nostro Sole. La scoperta del sistema, è avvenuta nel 2015 all Università di Liege, in Belgio, usando il Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope South, più comodamente abbreviato in TRAPPIS,in onore dei monaci e della loro ottima birra. La notizia, lanciata dalla NASA alle 19 del 22 Febbraio, parla di ben 7 pianeti rocciosi simili alla Terra per dimensioni, di cui almeno 3 sono nella fascia di abitabilità, ovvero quella zona dove per numerose ragioni, l acqua potrebbe essere presente sul pianeta in forma liquida. Nel nostro sistema solare i pianeti rocciosi sono solo quattro (Mercurio, Venere, Terra e Marte), mentre gli altri sono pianeti gassosi che non possono ospitare la vita.

3 Se le nane rosse, come TRAPPIST-1, possono ospitare un numero così ampio di pianeti rocciosi, diventa molto probabile che alcuni di questi pianeti siano alla giusta distanza dalla stella per ospitare acqua liquida. Inoltre le nane rosse sono circa l 85% dei 100 miliardi di stelle che compongono la Via Lattea. TRAPPIST-1 è poco più grande di Giove e i pianeti scoperti gli orbitano intorno in modo molto simile ai satelliti del nostro gigante gassoso. Le stelle nane hanno anche alcuni problemini. Prima di tutto l emissione spettrale di queste stelle è molto diversa da quella del Sole e si concentra principalmente nell infrarosso. Questo vuol dire che delle eventuali piante, per assorbire sufficiente energia luminosa, dovrebbero sviluppare un metabolismo diverso da quello a noi noto, a partire dal colore che dovrebbe tendere al nero. Una emissione nell infrarosso ha anche dei pesanti effetti sull effetto serra degli eventuali pianeti e potrebbe provocare la progressiva ebollizione degli oceani fino alla totale scomparsa di acqua sulla superficie. I pianeti sono così vicini alla stella che la loro orbita li porta a mostrare sempre la stessa faccia verso la stella. Questo significa che su metà pianeta è sempre giorno e sull altra metà è sempre notte, situazione decisamente poco confortevole per le specie viventi. Bisogna quindi ammettere

4 che TRAPPIST-1 è un ottimo terreno di studio per scoprire come sono fatti i pianeti simili alla Terra al di fuori del nostro sistema solare, ma non è affatto detto che siano anche abitati. CHE CARATTERISTICHE HA QUESTO SISTEMA SOLARE, RISPETTO AL NO- STRO? Innanzitutto è molto "compatto". Il pianeta più distante (g) si trova a 0,06 unità astronomiche da Trappist-1. Il più vicino, a 0,01 UA. Per fare un confronto, Mercurio orbita a 0,39 unità astronomiche dal Sole. Siamo quindi di fronte a una versione in miniatura del nostro sistema solare, più simile, per le dimensioni dei pianeti e la distanza dalla loro stella, al rapporto e alla scala che c'è tra il Giove e le sue lune. COME SONO STATI INDIVIDUATI? Con la tecnica dei transiti, che desume la presenza di pianeti in orbita attorno a una stella misurando le variazioni di luminosità dell'astro stesso. Un gruppo di astronomi guidati da Michaël Gillon dell'università di Liegi, in Belgio, aveva già trovato 3 dei 7 pianeti nel maggio 2016, con la collaborazione TRAPPIST che sfrutta due telescopi di 60 cm, collocati in Cile e Marocco. Alla ricerca si sono poi uniti il Very Large Telescope (ESO, Cerro Paranal, Cile), il telescopio spaziale della Nasa Spitzer, che ha studiato la stella per 20 giorni consecutivi, e altri telescopi attorno al mondo che hanno localizzato in tutto 34 transiti, indicatori di un numero di pianeti decisamente più alto. Poiché le loro orbite sono molto corte (il b e il g ne completano una in meno di 12 giorni) è stato possibile osservare un alto numero di cambiamenti di luminosità nella stella in breve tempo. CHE COSA VEDREMMO, SE ABITASSIMO LÌ SOPRA? Dal quinto pianeta, il più abitabile, si scorgerebbe una stella 10 volte più grande del Sole (perché molto vicina) e di color salmone. Gli altri pianeti apparirebbero due volte più grandi della Luna.

5 CHE COSA POSSIAMO DIRE SULLA PRESENZA D'ACQUA LIQUIDA? Tre degli esopianeti di Trappist-1 si trovano direttamente nella fascia di abitabilità della loro stella, e hanno quindi tutte le carte in regola per ospitare acqua liquida. Uno di essi ha una massa che è fortemente indicativa di una composizione ricca d'acqua. Per gli altri quattro la presenza d'acqua liquida è probabile, ma molto dipende dalla loro composizione atmosferica. I tre più interni sono infatti molto vicini alla stella, e quello esterno potrebbe essere ghiacciato. Tutto dipende dalla variabile atmosfera. TRAPPIST-1: CHE COS'È UNA NANA ROSSA ULTRAFREDDA? Partiamo dalla stella cardine di questo sistema solare gemello. Trappist-1 è un astro di classe M che ha circa un decimo della massa del Sole e un millesimo della sua brillantezza. La sua massa ridotta permette ai suoi pianeti di orbitargli molto vicini, pur rimanendo nella fascia di abitabilità. Soprattutto, questo tipo di stelle è il più diffuso nella nostra galassia, dove il numero di nane rosse ultrafredde supera quello di stelle simili al Sole in un rapporto di 12:1. In passato, questi astri sono stati snobbati dai cacciatori di esopianeti, in favore di stelle più grandi e brillanti. Trappist-1 è la prima a essere stata sottoposta a osservazioni così prolungate e approfondite. SE E QUANDO CAPIREMO SE C'È VITA? Il James Webb Telescope, che sarà lanciato nel 2018, sarà abbastanza sensibile da misurare la chimica dell'atmosfera di questi pianeti: trovarvi tracce di ozono, ossigeno, metano, vorrà dire avere segni più concreti dell'eventuale presenza di vita. Occorrerà soprattutto cercare tracce di vapore d'acqua. I prossimi 10 anni saranno fondamentali per la scoperta di altre forme di vita in mondi relativamente vicini. CHI HA DATO IL NOME A TRAPPIST-1? Nella scoperta, essenziale è stato il ruolo del Transiting planets and planetelmals small telescope che si trova allo European southern observatory (Eso) in Cile. L'acronimo del telescopio è appunto Trappist, da cui il nome dato alla nuova stella. Per approfondire gli studi gli astronomi si sono

6 avvalsi anche di altri telescopi spaziali come lo Spitzer, arrivando a determinare le orbite dei pianeti, la loro massa e la distanza tra loro e Trappist- 1. NEL NUOVO SISTEMA SOLARE POTREBBE ESSERCI UNA GEMELLA DEL- LA TERRA? L'immagine a 360 gradi qua sotto ipotizza come potrebbe essere la superficie di un pianeta del nuovo sistema solare. Un sistema che sempre Gillon, coordinatore della ricerca, ha definito come eccezionale, perché i pianeti hanno tutti dimensioni sorprendentemente simili a quelle della Terra. Trovare una seconda Terra non è più una questione di se ma di quando", ha sottolineato Thomas Zurburchen.

7 Sicuramente però il lancio del James Webb Telescope, nel 2018, ci permetterà di scoprire nuovi dati. Chissà che non si trovi davvero un pianeta con acqua liquida a così breve distanza da noi. In tal caso, sempre escludendo la già citata botta di culo, forse dovremmo rivedere i nostri calcoli sulla facilità di sviluppo della vita nell Universo. La velocità di fuga dalla Terra è di circa km/h. Sfruttando per le nostre sonde l'effetto fionda dei fly-by attorno a vari pianeti, possiamo lanciare una navicella fino a km/h - e persino km/h (come nel caso di New Horizons), ma questo è probabilmente il massimo di cui siamo capaci, almeno per adesso. Perciò una nostra navicella a km/h percorre un anno luce in circa anni. Gabriele Casciola Lorenzo Aquilano, Gianluca Secchiero, Simone Zaccaria IISS C. Darwin di Roma