Kepler 452 b

Il primo pianeta extrasolare in orbita intorno a un’altra stella come il nostro Sole fu scoperto nel 1995. Da quella prima scoperta sono stati scoperti altre migliaia di nuovi mondi. Eppure, solo oggi possiamo affermare che il primo pianeta extrasolare delle dimensioni simili alla Terra che orbita alla giusta distanza attorno ad  una stella come il Sole è stato finalmente scoperto. Il sogno di grandi pensatori come Giordano Bruno si è finalmente rivelato vero.

11750612_879269142121571_4999493068838490990_nSorgente: Kepler 452 bS

Il rilancio del Progetto Seti passa da Kepler

l'Allen Telescope Array

Era l’ottobre di quest’anno che con una lettera ai partecipanti 1 al Progetto SETI che Eric Korpela, annunciava la riattivazione dell’Allen Telescope Array e spiegava quali ambiziosi obiettivi erano al centro del rilancio del progetto. Come già anticipato anche su questo sito, il desiderio di Jill Tarter era quello di studiare con l’ATA in quella precisa zona di cielo, quelle specifiche stelle che i risultati di Kepler hanno mostrato possedere pianeti comparabili come massa e dimensioni simili alla Terra dentro la zona Goldilocks 2, 3.

Adesso è confermato: l’Allen Telescope Array sta di nuovo cercando segnali radio come testimonianza di intelligenze extraterrestri scandagliando le stelle con un sistema planetario che Kepler ha scoperto.

Il direttore del Progetto SETI Jill Tarter. Credit: Sven Klinge.

Il telescopio spaziale Kepler con le sue scoperte ha potenzialmente rimodellando la nostra visione dell’universo. Questa è una eccezionale opportunità per le osservazioni SETI,” ha dichiarato Jill Tarter, direttore del programma SETI  “Per la prima volta possiamo puntare i nostri telescopi verso stelle che ospitano sistemi planetari – di cui almeno uno è simile alla Terra e che orbita nella zona abitabile attorno alla sua stella ospite. Questo è il tipo di mondo che potrebbe essere sede di una civiltà capace di costruire trasmettitori radio.

L’ATA era stato messo in stand-by lo scorso aprile col ritiro della ex partner del SETI Institute, lUniversità della California Berkeley,  per problemi di bilancio.

Berkeley è proprietaria del Hat Creek, nel nord della California in cui si trova l’ATA. Con i nuovi fondi recentemente acquisiti attraverso una massiccia campagna promozionale via Web e non solo, l’ATA ha potuto riprendere le osservazioni SETI là dove si era interrotta: esaminando le migliaia di nuovi candidati pianeti trovati da Kepler.

Massima priorità sarà data alla manciata di mondi scoperti finora che si trovano nella zona abitabile la loro stella, ovvero quella fascia orbitale dove le temperature sulla superficie di un pianeta consentono all’acqua di esistere allo stato liquido.

Ma Jill Tarter tiene a precisare che la Goldilocks non deve essere considerata invalicabile:

In SETI, come per tutte le ricerche, nozioni preconcette come le zone abitabili potrebbero essere degli ostacoli alla scoperta”, aggiunge Tarter “Così, quando avremo sufficienti  finanziamenti futuri dai nostri donatori, è nostra intenzione esaminare tutti i sistemi planetari trovati da Kepler“.

Le osservazioni dei prossimi due anni consentiranno l’esplorazione sistematica dei pianeti scoperti di Kepler nella finestra delle microonde da 1-10 GHz. L’ATA è l’unico radiotelescopio che può fornire l’accesso immediato a decine di milioni di canali in qualsiasi momento e ovunque in questa fascia di ben 9 miliardi di canali (ogni canale è largo appena un  1 Hz!).

Fino a poco tempo fa molte ricerche SETI erano focalizzate su limitate gamme di frequenza, tra cui un piccolo numero di osservazioni attorno alle frequenze  di transizione dello ione 3He+  a 8,67 Ghz, proposte nel 1993 dal team di Bob Rood (University of Virginia) e Tom Bania (Boston University) 4.

La ricerca iniziale dell’ATA sugli obbiettivi individuati da Kepler si concentrerà intorno alla banda 8,67 GHz, prima di passare ad esaminare gli altri miliardi di canali disponibili per l’osservazione.

Il successo della missione Kepler ha creato una straordinaria opportunità per concentrare la ricerca SETI. Mentre la scoperta dei nuovi esopianeti attraverso Kepler è sostenuta con i soldi del governo americano, la ricerca di intelligenze extraterrestri  in questi mondi può  essere svolta a casa da ciascuno di noi. E la nostra esplorazione SETI dipende interamente da donazioni private, per la quale siamo profondamente grati ai nostri donatori “, osserva Tarter.

Credo che adesso che l’Allen Telescope Array è tornato a lavorare come era stato promesso, altre donazioni non tarderanno ad arrivare, io l’ho fatto presso il sito SetiStars.

La rivoluzione di Kepler

D’estate alzate gli occhi al cielo; vedrete una grande croce sopra di voi dominata da una stella luminosa, Deneb. Quella è il Cigno e rappresenta un cigno mentra spicca il volo per sfuggire al Drago, lì accanto a destra.
Ecco, in quella minuscola porzione di spazio, il telescopio spaziale Kepler ci sta regalando migliaia di eccitanti scoperte. l’altro giorno fece scalpore la scoperta di Kepler10b
un pianeta roccioso in orbita a una stella di tipo G, simile al nostro Sole, peccato che con 1600 gradi alla superficie questo è più simile ad un girone dell’Inferno dantesco che al Paradiso.

La porzione di cielo esplorata con Kepler è tutto sommato piccola.

La porzione di cielo esplorata con Kepler è tutto sommato piccola.

La porzione di cielo osservata da Kepler è circa 1/400 dell’intera volta celeste, eppure in nemmeno 2 anni dalla sua entrata in servizio, il telescopio spaziale Kepler ha rivoluzionato le nostre conoscenze del cosmo sui pianeti e la loro abbondanza.

Ora non voglio ripetere quanto già detto anche in altri siti sulla scoperta di un sistema planetario multiplo attorno ad una stella -anche questa di tipo G, chiamata Kepler-11, quanto piuttosto sulle peculiari caratteristiche dei sistemi planetari finora scoperti.
Finora sono stati scoperti i sistemi planetari con pianeti in orbita stretta alla loro stella, quindi o molto dentro rispetto all’ecosfera Goldilocks (come nel caso anche di Kepler-10 o Kepler-11) o a stelle minuscole di classe K o M, le nane rosse, dove l’influenza gravitazionale dei pianeti è abbastanza grande da influenzare visibilmente il moto della stella e dove la zona Goldilocks è a ridosso di questa proprio in virtù della scarsa  energia da essa irradiata.
Tutti questi pianeti hanno una cosa in comune che non è la loro composizione o massa o dimensione: la loro distanza dalla stella del sistema.

Una fotometria di Kepler che mostra il transito di HAT-P-7b.    Credit: NASA

Il metodo dei transiti richiede un certo numero di passaggi (almeno tre)  per poter determinare con sufficiente sicurezza l’avvenuto transito di un pianeta attorno ad una stella. Questo serve ad escludere che la variazione di luce non sia casuale, dovuta magari a un eccezionale brillamento o a una instabilità intrinseca nella stella.
Una analisi sofisticata della curva di luce poi aiuta a determinare il transito di uno o più pianeti,  ma i dati finora raccolti e analizzati coprono solo i transiti di breve periodo, quindi orbite molto più piccole rispetto a quelle che un pianeta di massa simile alla Terra dovrebbe avere se fosse dentro alla fascia Goldilocks di una stella di tipo G (un pianeta come la Terra a questa distanza dal Sole richiede circa 13 ore per attraversare il disco stellare e si ripete solo ogni anno).
Anche il tipo di segnale che un transito lascia sulla luce della stella è importante: un corpo grande molto vicino alla stella intercetta più luce dello stesso corpo posto ad una distanza molto maggiore: per rendervi conto di questo immaginate di osservare un pipistrello che vola attorno ad un lampione acceso: più questo è vicino al lampione più grande sarà la sua ombra; anche se Kepler è in grado di rivelare una variazione di 1 parte su 10.000 nella luminosità della stella, questa è una misura estremamente piccola da misurare.

Il metodo dei transiti ci dice molto sui  sistemi planetari che riesce a scoprire, ma questo funziona solo finché gli altri sistemi planetari giacciono sulla stessa linea di vista con la stella, basta che il loro piano sia più inclinato che i transiti ovviamente non siano più visibili; ma esiste un altro metodo, quello che finora è stato utilizzato dagli osservatori come ad esempio al  Keck nelle Hawaii o a quello dell’ESO in Cile: il metodo spettrometrico.
Questo sistema si basa sull’oscillazione periodica della stella rispetto al baricentro gravitazionale del sistema stellare: Giove ad esempio imprime al Sole una velocità radiale di 13 m/s intorno al baricentro gravitazionale per un periodo di 12 anni, questo vuol dire che per scoprire un altro Giove alla sua stessa distanza intorno ad un’altra stella come il Sole dovremmo prendere le misure doppler della velocità radiale per un periodo di tempo molto lungo.
Per questo finora sono stati trovati perlopiù sistemi atipici, gioviani caldi, pianeti in orbita stretta o con forti anormalità orbitali etc.
Comunque il 1 febbraio come era stato promesso a suo tempo 1 la missione Kepler ha diffuso i dati ricavati da 156.453 stelle osservate tra il  2 maggio e il  16 settembre 2009 2.  Su questo campione sono stati rivelati 1.235 possibili pianeti, appartenenti a 997 stelle.
Lo 0,64% per ora di stelle pare avere un sistema planetario associato. Un dato che può sembrare non molto incoraggiante, ma i dati finora raccolti comprendono un brevissimo lasso di tempo – appena 3 mesi e mezzo –  e in questo lasso di tempo è possibile determinare solo i sistemi planetari con orbite di cortissimo periodo. Tenendo conto che comunque Kepler vede i sistemi planetari giacenti sullo stesso piano visuale rispetto alla stella, questo è un dato invece del tutto incoraggiante.
Le caratteristiche dei pianeti finora scoperti sono:
Dimensioni Tipo Quantità %
15 -22  rT doppio di Giove 19 1,6%
6 – 15 rT come Giove 165 13,7%
2 –   6  rT come Nettuno 662 55%
1,25 -2 rT super Terra 288 23.9%
< 1,25  rT come Terra 68 5,6%
Addirittura ben 54 di questi pianeti sono all’interno della zona Goldilocks della propria stella, la zona considerata sufficientemente lontana dalla stella da permettere all’acqua di esistere allo stato liquido,  anche se questo dipende molto anche dalla composizione chimica del pianeta e della sua atmosfera.
A questo punto si può solo aspettare che altri dati che coprono una più ampia finestra temporale  siano resi disponibili.
È solo questione di tempo, ma pianeti come la nostra Terra stanno per essere finalmente svelati.

Kepler 10b

Kepler-10B
Exoplanet Comparison Kepler-10 b.png
confronto Dimensioni di Keplero-10B con la Terra
stella madre
Star Kepler-10
Costellazione Draco
Ascensione retta ( α ) 19 h 02 m 43 s
Declinazione ( δ ) +50 ° 14 ’29 “
magnitudine apparente ( m V ) 10.96
Distanza 564 ± 88 anni luce
(173 ± 27
parsec )
Tipo spettrale G
Massa ( m ) 0,895 ± 0,6 Masse solari
Raggio ( r ) 1,056 ± 0,021 Raggi solari
Temperatura ( T ) 5.627 ± 44 Kelvin
Metallicità [Fe / H] -0,15 ± 0,04
Età 11,9 ± 4,5 miliardi di anni
Caratteristiche fisiche
Massa ( m ) 4,545 Masse terrestri
Raggio ( r ) 1,416 Raggi terrestri
Gravità superficiale ( g ) 22 m / s ²
Densità ( ρ ) 8,8 g cm3
Elementi orbitali
Semiasse maggiore ( uno ) 0,01,684 mila UA
Eccentricità ( e ) 0
Periodo orbitale ( P ) 0.837495 d
Inclinazione ( i ) 84,4 °
Altre informazioni
Data di scoperta 2011-01-10
Scopritori Batalha et al.
Metodo di rilevazione Transito ( Missione Keplero)
Light Curve of Kepler-10b

Curva di luce di Kepler 10b - Credit: NASA

Il 10 gennaio 2011 i responsabili della missione Kepler annunciavano la scoperta del più piccolo pianeta mai individuato fino ad allora fuori  dal Sistema Solare: Kepler -10b.

Kepler-10b orbita attorno alla sua stella in appena 20 ore e dista da essa appena 2,5 milioni di chilometri; Questo fa supporre che a causa delle enormi forze mareali in gioco tra la stella e il pianeta, questo rivolga sempre lo stesso emisfero al suo sole, un po’ come fa la Luna con la Terra.

elementi solidi (in rosso), liquidi (viola), gassosi (verde) a 1600 Kelvin

Il piccolo (si fa per dire, è 4,5 volte più massiccio della Terra)  pianeta non è un posto molto ospitale per viverci; infatti esso ha una temperatura stimata tra i 1400 e i 1600 gradi Kelvin e, come potete vedere dalla tabella che propongo, sono pochi gli elementi ancora solidi con quelle temperature.
Questo dato dà una risposta alla straordinaria densità del pianeta: ben il 60% in più della Terra, infatti la maggior parte dei composti volatili a quelle temperature se n’è volato sicuramente via.

Composition of Kepler-10b

Cedit: NASA

La cosa interessante comunque è l’essere riusciti per la prima volta a percepire l’esistenza di un pianeta di taglia simile alla nostra (quasi 18.000 chilometri di diametro contro i quasi 13.000 della Terra) in orbita ad un’altra stella, per di più simile al nostro Sole (classe G), il che non è un’impresa da poco.

Ma come è stato possibile questa scoperta? Col metodo fotometrico della misurazione della curva di luce durante i transiti 1, e poi confermati con lo  strumento HIRES al WM Keck Observatory con i dati della sonda Kepler 2.

Carta del cielo di Kepler-10

Kepler-10 è una stella nella costellazione del Draco , a 560 anni luce di distanza dal nostro Sistema Solare. L’età della stella è stimata in circa 11,9 miliardi di anni , ovvero 2,5 volte quella del Sole a cui per il resto assomiglia  per dimensioni e metallicità.
L’età avanzata della stella quindi potrebbe lasciare a mio avviso aperta l’ipotesi che il pianeta potrebbe essersi formato più all’esterno e poi essersi spinto così vicino alla stella per l’effetto del decadimento orbitale; ma queste sono solo mie ipotesi che non posso verificare.

Dimenticavo: forse c’è anche Kepler-10c, ma questo non è stato confermato nè smentito: boh?