Cosa sono gli esopianeti e la scoperta del sistema solare Trappist 1

Da qualche mese, anche sulle pagine dei grandi giornali, si parla insistentemente di esopianeti. Cosa sono esattamente? A che punto siamo nella loro ricerca? Perchè si è intensificata la loro ricerca  e cosa rappresenta la recentissima scoperta del sistema solare di Trappist 1.

Iniziamo dalla spiegazione più banale: gli esopianeti non sono niente altro che tutti i pianeti collocati fuori dal nostro Sistema Solare. Fino ad oggi abbiamo scoperto 3577 esopianeti, un numero apparentemente ridicolo se pensiamo che la nostra galassia, la Via Lattea, ha approssimativamente circa 200 miliardi di stelle e che con ogni probabilità, almeno un quinto di esse, quelle delle dimensioni del nostro sole dovrebbe avere in orbita un numero imprecisato di pianeti ma che con un calcolo statistico conservativo possiamo valutare intorno agli 11 miliardi!

In realtà non è da molto che gli scienziati sono alla loro ricerca, attraverso le strumentazioni piu’ sofisticate disponibili, il primo esopianeta è stato scoperto infatti soltanto nel 1995.

Straordinariamente diversi gli uni dagli altri gli esopianeti fino ad oggi scoperti, in molti casi sono mondi bizzarri e veramente alieni: in alcuni piove vetro, altri sembrano fatti di diamanti, altri stanno per essere divorati dalla propria stella. In fondo a questo lungo post ho inserito un video che descrive  una decina dei piu’ incredibili esopianeti fin adesso scoperti.

Quali sono le principali metodologie di ricerca degli esopianeti? La più comune è quella cosiddetta del transito. Quando una stella, osservata con i telescopi tecnologicamente piu’ avanzati, viene dalla nostra prospettiva, parzialmente coperta, dal passaggio in orbita di un pianeta, questo produce una riduzione dell’intensità della luce emessa. Ovviamente questa procedura puo’ dar vita a numerosi falsi positivi e pertanto è indispensabile rilevare più transiti per avere una ragionevole certezza che si tratti di un pianeta e non di un altro fenomeno. Questo metodo ci permette di sapere quanto è grande il pianeta ed attraverso l’analisi degli spettri di luce, possiamo avere un’idea della composizione dell’atmosfera dell’esopianeta. Questa tecnica necessità di un perfetto allineamento delle stelle rispetto al nostro punto di osservazione ed in questo momento il telescopio Kepler sta scandagliando circa 150.000 stelle che rispondono a questa esigenza.

Un altro metodo di ricerca avviene attraverso l’analisi della velocità radiale della luce della stella che viene influenzata dalla forza gravitazionale dei suoi pianeti. Questo metodo pero’ funziona soprattutto se esploriamo sistemi vicini (entro i 200 anni luce da noi), più scandagliamo nella profondità dell’universo e meno l’analisi della velocità radiale della luce è affidabile.

Il terzo metodo è quello di fotografare direttamente attraverso i grandi telescopi i pianeti, la cosa però è meno semplice di quanto possa sembrare e non soltanto per le immense distanze ed i limiti tecnologici degli strumenti a disposizione ma anche perché la luce delle stelle è tale che sommerge ogni cosa. Per utilizzare questo metodo occorre applicare uno strumento particolare alle nostre “macchine fotografiche”: il coronografo. Inventato nel 1930 dall’astronomo Loyet è uno strumento in grado di eliminare la luce diffusa e difratta da una zona del piano focale di un telescopio. Questo metodo però ci dice poco sull’effettiva massa e dimensione dei pianeti fotografati e quindi è sempre piu’ opportuno , dove possibile,  associarlo ad un altro sistema di rilevazione.

Il quarto metodo è quello della micro lente gravitazionale che si rifà direttamente alla teoria della relatività generale di Einstein e sfrutta la curvatura dello spaziotempo prodotto dalla massa di un oggetto, come ad esempio una stella. Il vantaggio di questo metodo è che consente di individuare pianeti molto lontani da noi.

La ricerca degli esopianeti ha tra i suoi fini principali l’individuazione di pianeti in grado di ospitare la vita. E qui entra in ballo la cosiddetta fascia di abitabilità. Per gli astronomi si tratta essenzialmente del posizionamento del pianeta rispetto alla propria stella, in quella fascia per l’appunto, la cui temperatura consentirebbe, in condizioni ideali, la presenza di acqua allo stadio liquido. Naturalmente questa fascia di abitabilità varia moltissimo, a seconda delle dimensioni o dell’età della stella presa in considerazione. Anche la nostra Terra tra circa 1,5 miliardi di anni non sarà piu’ nella fascia abitabile del nostro sistema solare. Per quel tempo infatti il nostro Sole sarà diventato più grande e soprattutto più caldo e la temperatura renderà impossibile la continuazione della vita organica sul nostro pianeta.

Ma veniamo adesso all’annuncio fatto ieri da un gruppo di astronomi ospitati dalla NASA della scoperta di altri 4 pianeti nel sistema Trappist 1.

Sapevamo già che intorno a questa piccola nana rossa distante 39 anni luce da noi orbitavano 3 pianeti con il nuovo annuncio, abbiamo individuato un vero e proprio sistema solare di sette pianeti che presenta qualche interessante similitudine con il nostro.

Tutti e sette i pianeti sono di tipo terrestre, e tutti potenzialmente abitabili, anche se tre di essi sono all’interno della cosiddetta fascia di abitabilità e pertanto in linea del tutto teorica dovrebbero avere migliori chance.

Il nome del sistema solare osservato deriva dal telescopio utilizzato ma l’acronimo messo a punto dal ricercatore belga che per primo lo ha individuato richiama volutamente la famosa birra prodotta in larga misura in Belgio.

Trappist 1 è una nana rossa, le più piccole e più comuni stelle dell’universo, sotto questa dimensione ci sono soltanto le nane brune che però non producono fusioni nucleari e quindi non possono essere considerate delle vere e proprie stelle. Trappist 1 raggiunge l’8 per cento della massa del Sole e lo 0,04 per cento della luminosità del nostro astro. La sua temperatura è di circa 2400-2500 gradi celsius circa la metà del nostro Sole ed ha un’età di circa 500 milioni di anni (cosmologicamente parlando una bambina!).

Tutti questi pianeti sono molto vicini alla loro stella, basti pensare che il più esterno di essi impiega soltanto venti giorni per completare l’orbita! E tutti i pianeti di Trappist 1 mostrano sempre la stessa faccia alla loro stella, le implicazioni di questa condizione potrebbero influire sulle potenziali condizioni di sviluppo della vita organica. La fascia abitabile di questo sistema solare è molto più prossima alla stella proprio perché trattandosi di una nana rossa questa produce molto meno calore, ad esempio del nostro Sole. Naturalmente essere in questa cosiddetta fascia non significa necessariamente che i pianeti osservati, ospitino o siano in grado di ospitare tracce di vita organiche, questo dipende anche dalla presenza di ulteriori fattori, come ad esempio la densità dell’atmosfera del pianeta. Un’atmosfera poco densa o troppo densa per motivi opposti non consentirebbe la presenza di acqua allo stato liquido e quindi vanificherebbe la presenza nella cosiddetta fascia abitabile.

Al di la degli aspetti mediatici sull’abitabilità di “pianeti gemelli”, lo studio del sistema di Trappist 1 è estremamente importante anche per capire meglio la formazione del nostro sistema solare.

Ad esempio pare evidente che i sette pianeti di Trappist, anch’essi molto giovani, non si siano formati nelle posizioni attuali e quindi capire i meccanismi di migrazione verso una posizione incredibilmente vicina alla loro stella, può aiutarci a capire per analogia se questo processo è avvenuto anche nel Sistema Solare e magari individuare il punto in cui la Terra si è effettivamente formata.

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