Thursday, 23 February 2017

Trappist-1 spiegato ai deficienti

Nelle puntate precedenti:

Respiro profondo.
Ci risiamo.

Lo so, lo so, lo so che non mi devo incazzare ogni volta che una scoperta scientifica, specie in campo astronomico, viene accolta da un coro di “chissenefrega, i problemi sono ben altri”, “pensiamo al nostro pianeta” e “mio nonno in carriola se l’era già immaginato”. Mi ero ripromesso che a questo giro avrei ignorato l’analfabetismo funzionale e mi sarei solo goduto l’annuncio della NASA, ma è più forte di me: non capisci una ceppa umida e verdastra di astronomia? Non vuoi spendere nemmeno dieci minuti del tuo tempo su Wikipedia per capirci qualcosa? Non ti poni proprio la domanda del perché sia importante? Sta’ zitto. Sul serio, sta’ zitto: non ti costa nulla e ci fai più bella figura.

Detto ciò, ho già parlato nei post linkati sopra dell’importanza sociale, culturale e anche pratica che l’astronomia ha nella vita delle persone, quindi parliamo di ieri. La NASA ha annunciato che intorno a Trappist-1, una piccola stella situata a circa quaranta anni luce dal Sistema Solare nella costellazione dell’Aquario, ha scoperto sette pianeti rocciosi di dimensioni simili alla Terra, dei quali ben tre nella zona abitabile della stella. Da qui il coro di proteste: “Siete davvero sorpresi che esistano altri pianeti come la Terra nell’universo? Per la legge dei grandi numeri ce ne devono essere, e per la legge delle probabilità li si sarebbe scoperti prima o poi”. Complimenti, con questa osservazione hai appena dimostrato il livello intellettuale di un babbuino mongoplegico.

No, nessuno è sorpreso che, nella vastità della Via Lattea, esistano altri pianeti simili alla Terra nella zona abitabile della loro stella: molti candidati sono già stati scoperti. Si era già anche ipotizzato che la formazione di stelle del tipo di Trappist-1 potesse favorire quella di un sistema con numerosi pianeti terrestri, e oggi se n’è avuta la conferma. Ciò che rende la scoperta eccezionale è che questo sistema planetare ha delle particolarità (posizione, distanza dalla Terra, la stella in sé) di estremo interesse scientifico.
Cercherò di riassumere, nei limiti delle mie competenze scientifiche, i motivi in punti rapidi e semplici; so che molti di questi concetti richiedono almeno la quinta elementare, ma davvero, provate a seguirmi.


Trappist-1 è una stella vicina. Ho abbassato il mio livello di “inutile dirlo” al minimo, quindi diciamolo: la relativa vicinanza di Trappist-1, poco meno di quaranta anni luce dal Sistema Solare, rende l’osservazione del suo sistema particolarmente agevole: è infatti la prima volta che si è riusciti a misurare il diametro e la massa di questi pianeti con grande precisione. Ci sono sistemi planetari più vicini, come Proxima Centauri (quattro anni luce e spicci), ma Trappist-1 ha delle caratteristiche finora uniche, tra cui…

Trappist-1 è una stella fredda. In inglese è una ultra-cool dwarf, una nana ultra-fredda; è un tipo di stelle di piccola massa con una temperatura superficiale bassa (in questo caso metà di quella del Sole) e un’attività stellare moderata, senza grosse eruzioni di plasma. Da una parte, il fatto che sia poco luminosa agevola ulteriormente le osservazioni dei pianeti, che non sono oscurati dalla luminosità della stella; dall’altro, la relativa tranquillità, unita all’estrema longevità di questo genere di stelle (nell’ordine di centinaia di miliardi di anni) sono fattori propizi all’esobiologia. Inoltre…

Trappist-1 è una stella molto metallica. Per “stella metallica” si intende una stella che contiene elementi (anche non-metalli) più pesanti di idrogeno ed elio, tra cui carbonio, azoto e ossigeno. È estremamente raro che le stelle di questo tipo siano così metalliche perché, essendo molto vecchie, si sono formate in un’epoca in cui c’era scarsità di elementi pesanti. Questo rende Trappist-1 molto interessante: più elementi sono contenuti nella stella, più ne erano contenuti nella nebulosa che l’ha originata e, quindi, nei pianeti che si sono formati. Carbonio, azoto e ossigeno sono inoltre elementi indispensabili per la biochimica che conosciamo.

Ha molti pianeti rocciosi. Gli esopianeti più facili da individuare sono i giganti gassosi: sono più grandi e massicci, quindi producono effetti ottici sulle stelle (eclissi e librazioni) più evidenti. I giganti gassosi non hanno una vera e propria superficie, e la loro gravità e pressione sono estreme, il che li esclude come candidati per ospitare la vita a prescindere dalla loro posizione nel sistema. Trappist-1, d’altra parte, ha un sistema con ben sette pianeti, tutti rocciosi. È la prima volta che si individua un sistema stellare con tanti pianeti solidi.

I tre pianeti nella zona abitabile sono molto simili alla Terra. Per “simili” si intende non solo che le dimensioni stimate sono di poco maggiori o minori di quelle della Terra, e avranno quindi una forza gravitazionale paragonabile alla nostra, ma anche che le condizioni di insolazione (la quantità di luce e altre radiazioni che ricevono dalla stella) sono analoghe. Il pianeta E riceve la stessa quantità di luce e calore che riceviamo noi, F ed G una quantità simile a quella di Marte. Un altro tassello per la possibile abitabilità dei pianeti.

I pianeti hanno atmosfere povere di idrogeno ed elio. Delle analisi hanno già escluso che alcuni dei pianeti abbiano atmosfere ricche di idrogeno ed elio (come i nostri Giove e Saturno). Ciò apre il campo alla possibilità di atmosfere ricche di acqua, azoto, carbonio o ossigeno; dall’analisi spettroscopiche delle atmosfere si potrà, in futuro, tentare di individuare eventuali tracce di composti tipicamente organici – cosa resa possibile per la prima volta dalla vicinanza e relativa freddezza della stella.

I pianeti sono in risonanza orbitale. Detta in breve, il tempo che questi pianeti impiegano a orbitare la stella è sincronizzato. Esempio: B compie un’orbita ogni orbita e mezza di C e ogni due di D (non sono i dati effettivi, li ho buttati lì per fare l’esempio). Essendo i pianeti molto vicini fra loro, ci si può basare sulle reciproche perturbazioni orbitali per determinare per la prima volta in maniera accurata la loro massa. Dal rapporto fra massa e diametro si può determinare la loro composizione: c’è, ad esempio, una concreta possibilità che su uno di questi pianeti ci sia molta acqua liquida. È la prima volta che stime così precise sono state possibili.

Potrebbero essere pianeti migrati verso l’interno. Per farla breve, l’acqua è un composto molto leggero, facilmente spazzato via dal vento stellare. La risonanza orbitale suggerisce che i pianeti potrebbero essersi formati nelle regioni più esterne della nebulosa stellare per poi spostarsi più vicini alla stella, e questo farebbe sì che possano davvero essere ricchi d’acqua. Di nuovo, si tratta di qualcosa difficilmente verificabile su altri sistemi stellari a causa della distanza e della luminosità delle rispettive stelle, che oscura la luce riflessa dai pianeti, ma qui, con gli strumenti attuali e quelli che diverranno operativi nei prossimi anni, sarà possibile.

Ricapitolando, quindi, Trappist-1 è il primo sistema stellare con tutte queste caratteristiche messe insieme a essere stato scoperto: caratteristiche sia intrinseche, sia di osservabilità da parte nostra. È la prima volta che si è riusciti a misurare il diametro e la massa di un gruppo si esopianeti con tanta precisione. È la prima volta che, con ulteriori studi, si potrà determinare con certezza l’esistenza o meno di gas serra che regolino la temperatura superficiale dei pianeti, la presenza di elementi e composti organici nelle loro atmosfere, e come dei pianeti così vicini fra loro interagiscono e si comportano orbitando una stella di piccola massa.
Il punto, quindi, non è la scoperta in sé di pianeti simili alla Terra, ma quante prime volte nella storia dell’astronomia ci stiano presentando; quante possibilità di comprendere meglio l’universo e lo stesso pianeta in cui viviamo ci stiano dando; quanto tutto ciò possa arricchire il patrimonio di conoscenze che condividiamo. Perché un conto è immaginare che, nella vastità dell’universo, ci siano pianeti che potrebbero ospitare la vita – quello è facile; un altro conto è verificarlo. Trappist-1 ci mette per la prima volta nelle condizioni di studiare degli esopianeti con tanta precisione da poterlo proprio verificare. Magari poi non troveremo nulla; magari troveremo tutto. Ma questa scoperta ci permetterà di rispondere a molte domande e porcene di nuove, e alcune di queste scoperte potrebbero trovare un’applicazione pratica sulla Terra.

Per cui, la prossima volta che sentite di una scoperta scientifica, non fermatevi al titolo del giornale prima di aprir bocca e lasciar fluire libera la deficienza. Provate ad aprire il link e leggere. Quello che leggerete magari non vi dirà nulla, ma provate a chiedervi perché la gente che ci capisce qualcosa è entusiasta. Potrebbe esserci un motivo, potreste addirittura scrivere a qualcuno, farvelo spiegare e imparare qualcosa anche voi. Invece che “Ma davvero siete sorpresi che X?”, chiedete “Perché siete sorpresi che X? Potreste spiegarmelo, per favore?”. Perché dai, alla fine non siete davvero minorati mentali: siete solo pigri e rifiutate ciò che non capite per non sentirvi stupidi.
Prendetevi questi dieci minuti, dicevo, poi potrete tornare a guardare Maria de Filippi alla TV, che funziona grazie alle onde radio che, assieme alle microonde del forno con cui vi siete scaldati la cena, sono state scoperte grazie agli studi sull’elettromagnetismo delle stelle prima di essere usate in oggetti che rendono meno difficile o noiosa la vostra vita quotidiana.
Ma tanto chissenefrega di studiare l’universo, ve’?

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