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tra Scienza & Coscienza

"Il cielo stellato sopra di me, la legge morale dentro di me'' I. Kant

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PRIMO SISTEMA DI ESOPIANETI TROVATO GRAZIE AI CITIZEN SCIENTISTS

Nella giornata di oggi potevamo scegliere di raccontarvi tante notizie interessanti, come ad esempio il ritrovamento di alcuni giacimenti di ghiaccio su Marte, ma abbiamo scelto una notizia leggermente diversa che punta al di là del nostro sistema solare e lo fa con delle coordinate che noi cerchiamo di indicare ai nostri lettori praticamente da sempre. Una nuova ricerca sui pianeti extrasolari, condotta grazie ai dati del telescopio Kepler ( in particolare con i dati della missione K2), ha permesso ad un progetto di Citizen Science la rilevazione di ben cinque pianeti che vagano in un sistema stellare nominato K2-138.

Il portale usato da questi cittadini-scienziati è il famoso Zooniverse ( nel nostro primo anno di vita intervistammo direttamente il fondatore del portale), di cui vi abbiamo poi parlato spesso. Ad essere utilizzata per rintracciare i corpi è stata la tecnica del transito: gli scienziati quando analizzano le curve di luminosità delle stelle cercano dei piccoli cali nella luminosità dell’astro osservato, queste flessioni stanno a significare il transito di un pianeta davanti alla stella.

K2 138 è di fatto il primo sistema multi planetario scoperto da un progetto di cittadinanza scientifica .
La stella al centro di questo agglomerato planetario è leggermente più piccola e fredda del nostro Sole e i suoi pianeti hanno dimensioni che vanno dalla Terra a Nettuno: uno di questi  sappiamo che potrebbe essere roccioso, altri tre invece sicuramente contengono grandissime quantità di gas e ghiaccio . I periodi orbitali degli esopianeti sono tutti intorno ai 13 giorni, questo sta ad indicare che le temperature vanno dagli 800 ai 1800 gradi Fahrenheit.

Kepler, in particolare la missione K2, ha osservato nel corso di 3 anni 287309 stelle e ha raccolto decine di migliaia di giga di dati in pochissimi mesi: per gli astronomi è sempre stato complesso analizzare questa grandissima mole di risultati.

Portali come Exoplanet Explorer (contenuto in Zooniverse) sono utilissimi per scienziati e non, a incentivare la scoperta è stata un’idea del programma Tv austrialiano Stargazing Live, che promuovendo l’attività in diretta ha fatto registrare oltre 2 milioni di classificazione con un totale di utenti superiore alle 10.000 unità.

Dopo la realizzazione di questo programma due astronomi Ian Crossfield dell’università di Santa Cruz e Jesse Christensen del Caltech hanno cominciato a mettere in ordine, tramite l’ausilio di un team sempre più folto di astronomi, i dati venuti fuori dall’attività di collaborazione tra le varie persone che avevano visto il programma e si erano attivate sul portale.

A questo team è toccato convalidare concretamente i dati, che sono stati pubblicati in un documento sul The Astronomical Journal. Il lavoro ha permesso di vedere un sistema veramente unico, che ha una catena di risonanze ininterrotta. Un’informazione del genere significa che K2-138 può offrire molti dati sulla formazione planetaria.

Al documento finale, redatto e pubblicato, hanno partecipato una grandissima quantità di scienziati provenienti da varie università, come l’Arizona State University, Oxford, l’Università Tecnica della Danimarca e da tante altre fondazioni scientifiche.
Il lavoro va ad indicare una via ben precisa per rendere le persone partecipi nell’attività scientifica dei ricercatori: trattandosi di astronomia il gioco di coinvolgere sempre più persone è molto più semplice per i divulgatori, dato che stiamo parlando di una delle scienze più amate dal grande pubblico.

Allora perché non provarci anche qui in Italia a unire le persone a caccia di esopianeti?
Crediti foto: Nasa/JPL

KEPLER, NUOVI ESOPIANETI CANDIDATI

Ormai gli esopianeti scoperti o a caccia di conferma dalla missione Kepler (NASA) superano i 4000, siamo effettivamente nell’epoca d’oro dello studio dei mondi fuori dal sistema solare.

Il nuovo aggiornamento ha introdotto 219 nuovi candidati e 10 di questi hanno caratteristiche di essere earth like planet. Tra questi pianeti alcuni potrebbero effettivamente avere acqua liquida e superficie rocciosa. Attualmente 4034 pianeti sono da identificare come candidati e 2335 sono ufficialmente riconosciuti come esopianeti, circa 50 di questi sono simili alla Terra.

La dottoressa Susan Thompson del SETI ha confermato l’enorme portata di questo aggiornamento, presentato durante una conferenza stampa direttamente dalla NASA: “Gli scienziati cercheranno di utilizzare le nuove informazioni per determinare la popolazione intrinseca dei nuovi esopianeti e il numero di questo tipo di pianeti, nella galassia. La missione successiva di Kepler, K2, e altre nuove missioni come TESS, continueranno a raccogliere nuovi e interessanti sistemi di pianeti extrasolari”.

I dati creano un’importante distinzione tra le popolazione planetarie, infatti i mondi nella galassia sembrano avere una superficie o si trovano sotto una profonda coltre di nubi, ed è improbabile che ospitino vita. “Mi piace pensare a questo studio come una classifcazione di pianeti, allo stesso modo in cui i biologi individuano nuove specie di animali”, ha detto Benjamin Fulton, dottorando presso l’Università delle Hawaii a Manoa, e autore principale del secondo studio. “Trovare due distinti gruppi di pianeti extrasolari è stato come scoprire che i mammiferi e lucertole costituiscono due rami distinti di un albero di famiglia”.

La missione Kepler analizza la luminosità delle stelle e gli scienziati cercano, con i dati, una diminuzione di luce dell’0,1% per scoprire la possibile presenza di corpi, i dati si presentano in un modo abbastanza semplice: “Sembrano una serie di immagini e ogni stella viene fissata su una manciata di pixel”. Trasformando queste immagini in una serie temporale si può misurare la diminuzione di luminosità per ciascuna stella.

Per avere la certezza di svolgere identificazioni corrette, anche in questo campo vengono fatti dei falsi positivi, come nelle onde gravitazionali.

Per migliorare la conoscenza sugli astri è stato utilizzato l’osservatorio Keck che ha misurato le dimensioni di 1.300 stelle nel campo di osservazione di Kepler, il fine è stato quello di determinare il raggio di 2.000 pianeti Kepler con precisione.

In base alla regolarità dei cambiamenti nel bagliore vengono determinati dimensione e periodo orbitale del pianeta. “Guardando in avanti- ha precisato la scienziata del SETI- il James Webb Telescope inizierà a rispondere a domande su quali tipi di atmosfera hanno questi pianeti. Contengono ossigeno, metano o azoto?”. Ci diamo appuntamento nell’ottobre 2018.

 

Gianluigi Marsibilio

#LIBRODELLASETTIMANA – UN MONDO DI MONDI. ALLA RICERCA DELLA VITA INTELLIGENTE NELL’UNIVERSO

Il palcoscenico del cosmo viene analizzato in tutta la sua immensità in Un mondo di mondi. Alla ricerca della vita intelligente nell’Universo. Il libro dalla prospettiva, fortemente storica e filosofica, è una vera perla nel panorama delle nuove uscite divulgative; i due autori Giulio Giorello, docente di Filosofia della scienza all’Università degli Studi di Milano e Elio Sindoni, professore di Fisica generale e collaboratore con la Princeton University offrono una panoramica dall’antica Grecia alle teorie della fisica contemporanea, analizzando le varie visioni storiche sull’esistenza di altri mondi e sulla loro possibile abitabilità, tutto questo viene fatto attraverso uno sguardo critico e diverso dei due validissimi autori.

Le citazioni riprese, da cui partono tutti i ragionamenti, sono magnifiche e adatte a darci un’idea sul tema. Il libro analizza tutte le varie prospettive con le quali si è osservato il cielo nel corso dei secoli. Il volume è ottimo per chi non ha mai avuto una vera infarinatura sui vari concetti che hanno portato alle attuali scoperte di esopianeti.

Viene analizzato il palcoscenico sulla quale ci siamo appena affacciati con il pensiero e con gli strumenti. Tutto comunque rimane ancora da scoprire, dal punto di vista filosofico e scientifico. Non resta allora che augurare a tutti una buona caccia in questo scenario cosmico dalle frontiere infinite.

Gianluigi

ESOPIANETI, UN FUTURO TUTTO DA SCOPRIRE

Lee Billings nel suo libro Five Billion Years of Solitude parla del pianeta in termini molto chiari:“La vita su questo pianeta ha una data di scadenza”, scrive, “anche perché un giorno il Sole cesserà di brillare”. Da tempo parliamo di una ricerca per una nuova casa e oggi siamo quasi in un’età dell’oro dello studio degli esopianeti. LHS 1140b è il nuovo tassello aggiunto da un team di ricercatori internazionali, di cui fanno parte Jason Dittmann dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e Xavier Bonfils dell’Istituto di Planetologia e Astrofisica di Grenoble / CNRS, che noi abbiamo incontrato per parlarci della loro scoperta, che è stata pubblicata su Nature.

 

La carta d’identità del pianeta, orbitante intorno a LHS 1140, debole nana rossa  nella costellazione di Cetus, ci è stata fornita da Dittmann: “Il pianeta è estremamente interessante perché rappresenta una terra in una zona abitabile della stella – ma l’abitabilità della fascia non è tutto – infatti la distanza dalla stella potrebbe sostenere acqua allo stato liquido e potenzialmente la vita”.

Entrando nel dettaglio scopriamo che: “LHS 1140b orbita intorno alla stella 25 giorni, e potrebbe farlo in rotazione sincrona”.

Altri dati indicano che l’età si avvicina ai cinque miliardi di anni e la densità del nucleo è molto elevata.

Dato che nello studio dei mondi le dimensioni contano, ad oggi sappiamo che il pianeta è 6,7 volte più massiccio della Terra e ha dimensioni di quasi una volta e mezzo più grandi.

Gli indizi sull’esistenza di LHS1140b sono apparsi in un primo momento nel 2014: “Avevamo osservato solo una singola rilevazione del transito” ha precisato Dittmann. La squadra che utilizza lo strumento MEarth è stata fondamentale per la rilevazione: “Una volta iniziata la discussione con la squadra, abbiamo deciso di informare il team di HARPS, che ha iniziato il monitoraggio”.

Quando parliamo di MEarth dobbiamo sapere che si tratta di due strumenti, uno nell’emisfero nord e l’altro a sud che monitorano piccole stelle (circa il 33% del sole): la durata dell’indagine è stata di circa un anno e ha portato alla luce non solo il transito, ma le velocità radiali e l’orbita del pianeta.

Xavier Bonfils ha confermato l’importanza di HARPS: “Ci ha permesso di accumulare molte velocità radiali, in modo da definire la massa del pianeta”. L’incrocio di più strumenti come HARPS, MEarth o il Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph ha permesso analisi e combinate di dati fotometrici e radiali che hanno confermato l’esistenza del pianeta.

Non potevamo tirarci indietro dallo stuzzicare i ricercatori sulle differenze tra il pianeta rilevato e le informazioni, fino ad oggi conosciute, sui pianeti di TRAPPIST-1.

Bonfils e Dittmann, nonostante siano dei grandi fan del sistema stellare confermato alcune settimane fa, non dimenticano di sottolineare la peculiarità della loro scoperta: “LHS1140b – ha precisato l’astronomo di Grenoble- è un pianeta che non solo è nella cosiddetta zona abitabile, ma è sicuramente roccioso”. Anche la stella lascia sperare in bene: “La stella ospite di LHS1140b è molto più “tranquilla”, il che significa che i venti stellari probabilmente non sono così forti come per TRAPPIST-1”. I venti infatti sono i maggiori indiziati nell’erosione dell’atmosfera durante la gioventù dei pianeti: LHS1140 ha venti molto più lievi, e con un pianeta così massiccio c’è ancora più speranza.

Gli occhi saranno puntati su LHS1140b nel futuro e le campagne osservative coinvolgeranno molti interessanti strumenti, di cui spesso abbiamo parlato sulle nostre pagine. Bonfils è stato chiaro: “Entrambi i casi, sia i pianeti di TRAPPIST – 1 che il nostro esopianeta, sono priorità assolute per strumenti come JWST. La varietà di questi pianeti moltiplicherà l’opportunità di trovare un clima adatto alla vita”.

Alcune molecole e la caratterizzazione atmosferica potranno essere fatte anche con E-ELT e GMT, Dittmann ha chiuso la conversazione mostrandosi assolutamente aperto al futuro: “Sono fiducioso di poter trovare qualcosa lì fuori che sembra molto familiare”.

Gianluigi Marsibilio

 

CREDITI FOTO: ESO/spaceengine.org

 

TRAPPIST-1, LE MERAVIGLIE DI UN ALTRO SISTEMA STELLARE

 

“Le orbite descritte dai pianeti attorno a TRAPPIST-1 sono ellissi di cui TRAPPIST-1 occupa uno dei fuochi”: ecco una parafrasi piuttosto fedele di ciò che Keplero direbbe oggi dinanzi alla pubblicazione su Nature della scoperta del sistema planetario TRAPPIST-1. Le osservazioni sono state possibili grazie al telescopio  TRAPPIST–South telescope dell’ESO a La Silla Observatory, il Very Large Telescope (VLT) a Paranal e lo Spitzer Space Telescope. I pianeti chiamati TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g ed h hanno tutti una grandezza simile al nostro mondo e tre di loro si trovano in piena fascia d’abitabilità.

La scoperta è sensazionale ed è stata resa possibile dai transiti avvenuti davanti alla stella, che hanno comportato i cali di luminosità necessari per identificare i pianeti.

Per comprendere l’importanza della rilevazione abbiamo contattato due membri del team che ha condotto l’indagine sul sistema TRAPPIST-1, Amaury Triaud, del Kavli Exoplanet Fellow, Università di Cambridge e Emmanuel Jehin dell’Università di Liegi. I due ricercatori ci hanno parlato dell’impatto della scoperta: “E’ la prima volta- ha specificato il ricercatore belga- che tanti pianeti di dimensioni della Terra vengono trovati in un sistema planetario vicino a noi”. L’astro si trova a soli  39.13 anni luce e il suo sistema ha molte particolarità, come Triaud ci ha spiegato: “ La stella è davvero piccola, ha il 12% delle dimensioni del Sole. I pianeti orbitano in una configurazione molto compatta. Il più interno ruota a 1,5 giorni intorno alla stella, mentre il più esterno dura circa 20 giorni”. Se questa può sembrare un pericolo per l’acqua e la vita non temete, infatti ha aggiunto il ricercatore di Cambridge: “Anche se vicini alla stella, i pianeti sono ben temperati, il che significa che alcune parti della loro superficie sono suscettibili a permettere all’acqua di rimanere liquida. Ulteriori osservazioni dovrebbero essere in grado di confermare se c’è acqua, e se è probabile che sia liquida”.

La similitudine con il sistema TRAPPIST-1 la possiamo trovare con la catena di risonanza delle orbite dei satelliti di Giove: “ I pianeti- come specificato da Jehin- sono una catena di risonanza, cioè le varie orbite sono collegate tra loro, come accade ai satelliti di Giove. Il sistema è molto compatto, i 7 pianeti entrerebbero all’interno dell’orbita di Mercurio. Tra di loro i vari mondi si possono vedere vicini quanto la Luna per noi”.

TRAPPIST-1 ha un’anatomia ben precisa: è una stella ultracool, molto piccola, con solo 2500K. La popolazione di questa tipologia di stelle rappresenta circa il 15% della galassia. A colpire è la presenza di earth like planet in abbondanza, come ha osservato lo studioso di Liegi: “Non ci sono pianeti giganti perché non c’è abbastanza materiale nel disco protoplanetario. Questo potrebbe significare che ci sono decine di miliardi di pianeti simili alla Terra solo nella nostra Via Lattea”.

 

L’iter di ricerca e conferma del sistema TRAPPIST-1 è stato molto lungo. La prima fase è stata la scelta di indagare sulla possibile presenza di pianeti in orbita a stelle del genere, le dimensioni ridotte aiutano a rilevare e studiare pianeti. Triaud ci ha ulteriormente spiegato come hanno sviluppato la tecnica del transito per osservare i mondi: “Per osservare i pianeti dobbiamo aspettare che passi di fronte alla stella. Come questo avviene, si crea un’ombra, chiamata transito. Da un passaggio ripetuto conosciamo il periodo orbitale. Ad esempio nel caso di TRAPPIST-1b, il pianeta più interno, c’è un transito sulla stella ogni 36 ore più o meno”.

 

Nel 2016 gli scienziati avevano già annunciato tre dei pianeti del sistema, ma c’erano varie incertezze sui periodi orbitali. Il telescopio spaziale Spitzer, come ci ha precisato Triaud, ha permesso di trafugare ogni dubbio e ha fatto distinguere ben sette pianeti diversi, in grado di lasciare “ombre” sulla stella attraverso il loro transito.

Ognuno dei pianeti merita di essere conosciuto al meglio: per questo non resta che aspettare la nuova generazione dei telescopi, come il JWT o altri telescopi terrestri da tempo in costruzione.

I nuovi strumenti permetteranno analisi dettagliate delle atmosfere, Jehin ha concluso: “E’ un momento emozionante per tutti noi: attualmente stiamo costruendo un nuovo osservatorio a Paranal, in Cile, per continuare a studiare al meglio gli esopianeti intorno a queste piccole stelle”.

La caccia è appena iniziata e quotidianamente si fa sempre più interessante, per noi potervela raccontare è un onore.

Gianluigi Marsibilio

Crediti:ESO/M. Kornmesser/spaceengine.org

CATALOGARE GLI ESOPIANETI TROVATI DA KEPLER, MILIARDI DI POTENZIALI PIANETI ABITABILI

La missione Kepler ha portato avanti la caccia agli esopianeti in modo esemplare, nonostante qualche piccolo guasto all’osservatorio, la caccia ai pianeti extrasolari è entrata in una nuova era.

Un team di scienziati statunitensi e europei ha redatto un catalogo sui pianeti rintracciati da Kepler che hanno alte probabilità di trovarsi nella zona d’abitabilità.

L’HZ (Habitable Zone) è la regione attorno ad una stella in cui un pianeta potrebbe sostenere le condizioni necessarie per la vita. In questa zona, l’equilibrio tra le radiazioni stellari sul pianeta e il raffreddamento radiattivo del corpo permette la presenza di acqua sulla superficie.

Le definizioni di HZ sono varie e hanno diverse stime, quella ottimistica parla di oltre 100 pianeti, già scoperti, adatti in pieno alla vita; la pessimistica ritiene solo una ventina di corpi adatti alla vita.

Rintracciare un pianeta roccioso e di dimensioni simili alla Terra è diventato sempre più facile: di questo ci ha parlato lo scienziato Ravi Kumar Kopparapu, del Goddard Space Center della NASA: “Diciamo che un pianeta è in HZ quando ha una massa e dimensione simile alla nostra Terra e riceve abbastanza luce per mantenere l’acqua liquida”. Comprendere queste caratteristiche oggi è molto più facile grazie ad alcuni modelli; si può ad esempio, come ci ha segnalato il ricercatore NASA: “Prendere in considerazione un pianeta simile alla Terra con gas analoghi nella sua atmosfera e fare il calcolo per trovare la quantità minima e massima della luce stellare di cui un pianeta ha bisogno per mantenere l’acqua liquida in superficie ”.

Ogni stella logicamente ha un suo prototipo di zona abitabile: “Abbiamo utilizzato un modello climatico per tutte le varietà stellari”.

I dati di Keplero offrono molti spunti sui pianeti nella nostra galassia: “C’è una classe di pianeti la cui dimensione è tra la Terra e Nettuno (super Terre), e sono molto comuni intorno alla stelle”.

Anche gli Earth Like Planet, scoperti da Kepler, sonne abitabili delle loro stelle, e sono potenzialmente abitabili”.

La media venuta fuori dalla missione della NASA ci dice che ogni stella della nostra galassia ha almeno un pianeta intorno ad essa: “Se la nostra galassia ha 100 miliardi di stelle, allora significa che ci sono almeno 100 miliardi di pianeti di ogni sorta di dimensione”.

Per i pianeti Earth Like c’è una statistica: “Circa il 22% delle stelle simili al sole nella nostra galassia hanno pianeti in HZ e anche astri più freddi hanno un tasso di incidenza del 20% di pianeti abitabili”.

Le parole dello scienziato ci mostrano come in realtà i pianeti compatibili con la vita potrebbero essere miliardi.

L’eredità di Kepler sarà raccolta nei prossimi anni da molti strumenti a partire dal JWST (James Webb Space Telescope). La domanda a cui rispondere è primaria: “Siamo soli nell’universo?” e Kopparapu è abbastanza chiaro su questo punto: “Probabilmente no”.

Gianluigi Marsibilio

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