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Giovedì, Luglio 20, 2017
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Alpha Centauri B e gli 11 pianeti nella fascia abitabile, la formazione ed esplosione delle prime galassie e gli 11 minisatelliti lanciati direttamente dalla ISS

Alpha Centauri B, così lontano, così vicino


Gli astronomi sono sempre alla ricerca di nuove prove che confermino la remota possibilità che su altri pianeti sia possibile vivere. Quasi ogni giorno vengono pubblicati studi sulla scoperta di nuovi esopianeti, nuovi mondi al fuori del nostro Sistema solare che fanno sognare i ricercatori e non solo. Da quando, però, nel 2012 è stato scoperto il pianeta roccioso più vicino alla Terra attorno alla stella Alpha Centauri B, a soli 4,3 anni luce da noi, tutto è cambiato. È talmente vicino e simile alla Terra che i ricercatori credono ci siano le potenzialità per ospitare la vita.

Mentre la maggior parte degli astronomi rimane ancora scettica sulla presenza di questo pianeta (che ha effettivamente acceso un dibattito acceso in ambito accademico) e si continua ancora a studiare questo sistema, sono state effettuate simulazioni al computer a partire dal 2008 che in realtà hanno mostrato l’esistenza (almeno potenziale) di 11 pianeti simili alla Terra nella zona abitabile di Alpha Centauri B. Una recente ricerca suggerisce che cinque di questi pianeti avrebbero un elevato potenziale per la vita fotosintetica. Lo studio del 2008 ha calcolato il possibile numero di pianeti intorno ad Alpha Centauri B prevedendo l’esistenza di un disco protoplanetario che inizialmente poteva essere popolato da 400-900 rocce, o protopianeti, dalle dimensioni simili alla Luna. I ricercatori hanno poi monitorato il disco nel corso di 200 milioni di anni, studiando come gli oggetti interagiscono gravitazionalmente tra loro nel tempo per determinare il numero totale dei pianeti che si sarebbe formato dal disco.

Un team di ricercatori ha poi utilizzato queste simulazioni per misurare i parametri di vita fotosintetica. Il livello di somiglianza tra un esopianeta e la Terra è un parametro che viene preso in considerazione e esamina (in una scala da zero a uno, dove zero significa scarsa somiglianza e uno indica la Terra) come i pianeti siano simili alla Terra in base alla temperatura superficiale, alla velocità di fuga, al raggio e  alla densità media. Pianeti con un indice di similarità terrestre tra 0,8 e 1 sono probabilmente dei candidati a ospitare la vita. Per esempio Marte ha un indice di similarità pari a 0,6-0,8,  troppo basso per sostenere la vita. Questo fattore da solo, però, non è un parametro obiettivo per studiare l’abitabilità di un pianeta. Gli studiosi hanno valutato il cosiddetto modello P per la produttività biologica, per cui si deve studiare anche la quantità di anidride carbonica presente sul pianeta.  Con gli strumenti a disposizione “non c’è modo di prevedere, almeno approssimativamente, la pressione parziale di anidride carbonica o le variazioni da un pianeta all’altro”, ha detto Antolin Gonzalez, primo autore dello studio. Invece “abbiamo ipotizzato una costante pressione parziale dell’anidride carbonica per tutti i pianeti semplificaando il modello in funzione della temperatura”.

La squadra di Gonzalez ha scoperto che dei 11 pianeti studiati nelle simulazioni al computer nella zona abitabile, cinque sono inclini alla vita fotosintetica. I loro indici di similarità terrestre sono 0.92, 0.93, 0.87, 0.91 e 0.86. Se prendiamo in considerazione i loro corrispondenti valori del modello P, troviamo che due di loro hanno addirittura condizioni migliori rispetto alla Terra per la vita. Lo studio è, ovviamente, altamente teorico ma potrebbe condurre, un giorno, a scoprire davvero, magari proprio su Alpha Centauri B, tracce di vita fotosintetica.

Mettere ordine nel caos primordiale


Nei primi anni della sua vita il nostro universo ha attraversato delle fasi piuttosto turbolente. Un plasma rovente di quark e particelle a temperature di diverse migliaia di gradi, una rapida inflazione, elettroni e protoni che viaggiavano liberi. E la transizione dall’oscurità alla luce non è stata indolore. La nascita delle prime strutture è avvenuta a 100 milioni di anni di distanza dal Big Bang, e per avere le prime galassie abbiamo dovuto aspettare quasi un miliardo di anni, quando enormi stelle si sono formate e sono poi esplose, dando il via a una catena di eventi che alla fine ha portato all’Universo come lo conosciamo oggi.

Hanno ormai diversi anni le prime simulazioni al computer che hanno tracciato le enormi forze dell’universo nelle prime centinaia di milioni di anni e che ci hanno dato un quadro generale di come le fluttuazioni di densità residue del big bang si siano evolute nelle prime stelle. Ma con l’avanzare della tecnologia e la nascita di supercomputer sempre più potenti e più veloci la nostra comprensione dei primi eoni dell’universo si fa sempre più chiara.

Milos Milosavljevic, Chalence Safranek-Shrader e Volker Bromm dell’ Università del Texas, hanno recentemente publicato i risultati di diverse simulazioni numeriche effettuate utilizzando alcuni dei supercomputer più potenti del mondo, tra cui i sistemi Stampede, Lonestar e Ranger del Texas Advanced Computing Center. I risultati, descritti nelle Monthly Notices of the Royal Astronomical Society di gennaio, sono lo stato dell’arte delle nostre conoscenze sulla formazione delle prime galassie e in particolare di come i metalli nelle nubi molecolari abbiano influenzato le caratteristiche chimiche delle prime stelle.

“L’universo era costituito in un primo momento di soli idrogeno ed elio”, spiega Milosavljevic. “Ma all’epoca le primissime stelle formarono i metalli e dopo l’esplosione di quelle stelle i metalli vennero dispersi nello spazio circostante”. Era la prima di molte trasformazioni fisiche e chimiche che l’Universo avrebbe affrontato. I metalli espulsi hanno incontrato i campi gravitazionali degli aloni di materia oscura, creando così una nuova popolazione di stelle. Ma l’esplosione delle prime supernove non ha distribuito materiale in maniera uniforme. Invece di una netta onda d’urto sferica, l’espulsione dei metalli delle prime supernovae è stato probabilmente un processo disordinato, con masse informi di materiale che viaggiavano in ogni direzione come schegge impazzite.

È proprio questa disuniformità ad aver donato i particolari connotati delle prime galassie e ad averne governato l’evoluzione. Mettere ordine in questi processi così complessi è di vitale importanza per capire, per esempio, dove puntare i telescopi per l’osservazione delle prime galassie. I risultati di queste e altre nuove simulazioni torneranno immediatamente utili per esempio al James Webb Space Telescope (JWST), il cui lancio è previsto nel 2018. I dati dei supercomputer indirizzeranno il potente occhio della NASA in zone interessanti dell’Universo, alla ricerca proprio delle prime galassie, e aiuteranno a comprendere i segnali che il telescopio registrerà.

Utilizzando le parole dell’astrofisico Premio Nobel Saul Perlmutter, “questo è un momento davvero emozionante per il campo della cosmologia. Siamo ora pronti a raccogliere, simulare e analizzare dati a un livello superiore di precisione. La scienza computazionale con strumenti ad alte prestazioni è ancora solo ai suoi primi risultati”.

Minisatelliti posti in orbita dalla ISS

Quelli che si vedono nella foto sono tre piccoli CubeSats che galleggiano sopra la Terra dopo la distribuzione dalla Stazione Spaziale Internazionale. A twittare la foto l’astronauta Rick Mastracchio.

Gli astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale si stanno preparando per la messa in orbita dalla ISS di quasi tre dozzine di piccoli satelliti.

Sulla stazione orbitante sono state infatti installate speciali attrezzature per il collocamento in orbita di questi questi minisatelliti, chiamati CubeSat. Il primo turno di “deployment” è previsto domani, l’intera operazione prenderà alcune settimane.

Questi minisatelliti, portati a bordo del laboratorio orbitante lo scorso 12 gennaio dal vettore cargo Cygnus, saranno collegati ad  una serie di esperimenti che si svolgono invece a bordo. Ogni gruppo di minisatelliti è lungo 30 centimetri, alto dieci e altrettanto largo, ma capace di catturare immagini della terra con una risoluzione a tre/cinque metri e questo permetterà di monitorare lo stato di salute del nostro pianeta.


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