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pubblicato il 14 maggio 2014 in spazio

Un’altra Terra nell’Universo?

Un mondo simile alla Terra
Finalmente la notizia tanto attesa è arrivata. Era solo questione di tempo. Il Telescopio Kepler della NASA ha scoperto il primo pianeta extrasolare delle dimensioni della Terra che orbita nella fascia di abitabilità, una regione intorno alla stella in cui si può avere acqua allo stato liquido.

Rappresentazione artistiche di Kepler186f, il pianeta extrasolare simile alla Terra scoperto dal telescopio Kepler della NASA. Crediti: Wikipedia.

Rappresentazione artistiche di Kepler186f, il pianeta extrasolare simile alla Terra scoperto dal telescopio Kepler della NASA.
Crediti: Wikipedia.

Il pianeta, “cugino” della Terra, è denominato Kepler186f, si trova a circa 500 anni luce dalla Terra, nella costellazione del Cigno. È chiamato Kepler 186f perché: è stato scoperto grazie al telescopio Kepler, ruota attorno alla stella Kepler 186 e fa parte di un sistema di cinque pianeti (Kepler 186b, Kepler 186c e Kepler 186d, Kepler 186e e Kepler 186f). Il satellite Kepler aveva già scoperto diversi pianeti orbitanti nella zona di abitabilità, tutti però di grosse dimensioni, almeno del 40% più grandi della Terra.

Immagine del sistema planetario di Kepler186. E' costituito da cinque pianeti che orbitano intorno alla stella Kepler 186. I primi quattro pianeti hanno un periodo orbitale rispettivamente di  4, 7, 13 e 22 giorni e sono tutti troppo caldi per ospitare la vita. Kepler 186f possiede un periodo orbitale di 130 giorni. Crediti: NASA

Immagine del sistema planetario di Kepler186. E’ costituito da cinque pianeti che orbitano intorno alla stella Kepler 186. I primi quattro pianeti hanno un periodo orbitale rispettivamente di 4, 7, 13 e 22 giorni e sono tutti troppo caldi per ospitare la vita. Kepler 186f possiede un periodo orbitale di 130 giorni. Crediti: NASA

Il sistema planetario di Kepler 186 è invece costituito da cinque pianeti, quattro interni, più piccoli della metà del nostro pianeta e Kepler-186f circa il 10% più grande della Terra. “La scoperta di Kepler186f è un passo significativo verso la ricerca di mondi come il nostro pianeta Terra” ha detto Paul Hertz, direttore dell’Astrophysics Division della NASA. Kepler-186f orbita attorno alla sua stella una volta ogni 130 giorni e riceve un terzo dell’energia che la Terra riceve dal Sole, ponendolo così più vicino al bordo esterno della zona abitabile.

Rappresentazione della fascia di abitabilità in base alla temperatura superficiale della stella. Crediti: NASA

Rappresentazione della fascia di abitabilità in base alla temperatura superficiale della stella. Crediti: NASA

Dalle analisi dei dati raccolti sappiamo che il raggio del pianeta è circa 1,1 volte quello della Terra e ora si sta cercando di determinarne la massa. Questo dato è essenziale per valutare la densità del pianeta e quindi capire se è roccioso o gassoso. La distinzione riguarda più propriamente la composizione dei pianeti. I pianeti rocciosi sono solidi e quindi possiedono una superficie ben definita.
Presentano una densità maggiore e dimensioni minori dei pianeti gassosi. Quest’ultimi, sono molto più grandi dei pianeti rocciosi (per fare Giove immaginate di allineare 11 terre sul suo diametro), sono costituiti da un piccolo nucleo solido centrale, ricoperto da uno strato fluido molto spesso, a sua volta circondato da un involucro di gas. Motivo per cui vengono definiti pianeti gassosi. Viste le loro dimensioni vengono anche definiti pianeti giganti. I pianeti gassosi presentano molte lune, Giove ne ha oltre 60. I più famosi sono i 4 scoperti da Galileo nel 1609, noti anche come satelliti medicei (Io, Europa, Ganimede e Callisto). Inoltre presentano un sistema di anelli più o meno evidente, il più famoso ed esteso è quello di Saturno. Alcuni studi hanno evidenziato che esiste una soglia di transizione, una sorta di limite, che si aggira intorno a 1,5 volte il raggio terrestre, oltre il quale il pianeta diventa abbastanza massivo da riuscire ad accumulare un’atmosfera densa, composta da idrogeno ed elio, assomigliando così ai pianeti gassosi del Sistema Solare. Viste le dimensioni di Kepler186f, è molto probabile che il pianeta sia roccioso.

Metodo di osservazione
Scovare un pianeta come Kepler186f è impresa ardua. Non esiste alcun telescopio in grado di osservarlo direttamente, la sua luce è così debole da perdersi in quella della stella principale. Per rivelarlo sono stati utilizzati ben tre telescopi, uno nello spazio, il telescopio Kepler, che sfrutta il metodo del transito, ossia osserva le diminuzioni periodiche nella luminosità della stella dovute appunto al transito di un candidato pianeta in orbita attorno ad essa (per approfondimento su metodi di osservazione vedi speciale Esobiologia).

Rappresentazione artistica del telescopio Kepler della NASA. Crediti: NASA/Ames/JPL-Caltech

Rappresentazione artistica del telescopio Kepler della NASA. Crediti: NASA/Ames/JPL-Caltech

Sono stati impiegati inoltre due fra i telescopi più grandi del pianeta, i gemelli Keck I e Keck II, posizionati sulla cima del Mauna Kea alle isole Hawaii.

Immagine dei due telescopi gemelli Keck. Crediti: NASA/JPL

Immagine dei due telescopi gemelli Keck. Crediti: NASA/JPL

Il primo, denominato Gemini Nord, è un telescopio riflettore da 8 metri di diametro, mentre il secondo, Keck II, è un riflettore da 10 metri. Questi strumenti sono in grado di raggiungere risoluzioni angolari altissime. In particolare, sfruttando la tecnica chiamata interferometria a macchie del Keck I e l’alta qualità delle ottiche adattive del Keck II, gli astronomi sono riusciti a confermare, con una sicurezza del 99,98%, che Kepler186f è veramente un pianeta. Riassumendo il telescopio Kepler ha fornito, come in un’indagine poliziesca, i primi indizi, mentre i telescopi gemelli Keck hanno permesso di chiudere il caso e di scovare l’assassino.

Somiglianze e differenze
Kepler186f appare molto simile alla Terra, tuttavia ci sono alcune differenze. Ruota attorno a una stella molto diversa dal Sole, Kepler186, classificata come una stella nana di tipo M, o nana rossa. Se si osserva il diagramma H-R, in cui ogni stella viene individuata da un punto a cui corrispondono due coordinate: sull’asse delle ascisse, la classe spettrale di appartenenza (ossia la temperatura superficiale della stella) e sull’asse delle ordinate la luminosità assoluta o magnitudine, conoscendo la luminosità di Kepler 186 si evince che è più piccola e fredda del Sole.

Il diagramma HR o di Hertzsprung-Russell mette in relazione la temperatura effettiva e la luminosità delle stelle. Crediti:  Wikipedia

Il diagramma HR o di Hertzsprung-Russell mette in relazione la temperatura effettiva e la luminosità delle stelle. Crediti: Wikipedia

Queste stelle nane rosse vivono molto più a lungo di quelle di grandi dimensioni, quindi sono uno dei candidati migliori per ospitare sistemi planetari in cui si possa avere vita. Infatti, perché ci sia evoluzione biologica e si abbiano reazioni biochimiche c’è bisogno di tempi molto lunghi, più lunghi della vita media di stelle di grandi dimensioni. Inoltre, le nane M sono molto numerose, costituiscono infatti circa il 70 per cento delle stelle della Via Lattea.
La domanda che ci poniamo è:” C’è vita su Kepler186f ?”. Ovviamente è troppo presto per dare una risposta e, la sua posizione nella zona di abitabilità non ci assicura che il pianeta sia abitabile. Per intenderci anche Marte, nel nostro Sistema solare, cade nella fascia di abitabilità, ma sappiamo che il Pianeta Rosso non ospita vita. Questo perché, come dice Thomas Barclay , ricercatore presso la Bay Area Environmental Research Institute “Essere nella zona abitabile non significa che sappiamo che questo pianeta è abitabile. La temperatura del pianeta è fortemente dipendente dal tipo di atmosfera del pianeta”. La sfida futura sarà ricercare pianeti simili alla Terra per dimensioni e composizione della superficie e dell’atmosfera che orbitino magari intorno a stelle come il Sole dove ricercare vita. Ovviamente non potremmo inviare sonde a studiare questi pianeti poiché un viaggio, con le tecnologie attuali, richiederebbe troppo tempo. Possiamo però analizzare a distanza la composizione chimica dell’atmosfera. Infatti, gli essere viventi, seppur piccoli, modificano l’ambiente e quello che si ricerca sono dei segni distintivi rintracciabili facilmente a distanza.

La colonizzazione dello Spazio è lontana
Un giorno lontano magari qualche uomo metterà piede su questi pianeti extrasolari simili alla Terra? Ad oggi la risposta è no, il viaggio durerebbe troppo. Immaginando di viaggiare alla velocità della luce per raggiungere Kepler 186f impiegheremmo 500 anni. Per ora il programma di colonizzazione umana dello Spazio si limita al Sistema solare con il Programma Aurora dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA). Aurora prevede l’esplorazione robotica, basata su sonde automatiche di Marte, Luna e asteroidi e la successiva colonizzazione umana del Pianeta Rosso. Attualmente il cronoprogramma prevede come prima tappa, la missione denominata ExoMars, che nel 2016 invierà sul Pianeta Rosso la sonda Mars Trace Gas Mission ed il rover EDL che atterrerà sul suolo marziano. Nel 2018 verranno inviati due rover, uno americano e uno europeo, con l’obiettivo di esplorare il suolo di Marte in-situ. Verranno effettuati in particolare anche studi sui gas presenti in atmosfera. Entro il 2020, verrà attivata la missione Mars Sample Return Mission, che prevede la raccolta e il successivo invio a Terra di campioni di roccia marziana. In parallelo, sempre entro il 2020, avranno inizio sulla Terra, numerosi test e simulazioni che vedranno coinvolti equipaggi umani al fine di sperimentare e consolidare le nuove tecnologie da impiegare nelle future missioni. L’invio della prima missione umana su Marte è prevista nel 2030.

A cura di Simona Romaniello
Astrofisica e divulgatrice scientifica, per il Planetario di Torino si occupa di formazione e di sviluppo e allestimenti museali.

 
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