L'esperto risponde / Società, Tecnologia

Daniele Spadaro

Laureato in fisica all’università di Catania, ho conseguito il dottorato di ricerca in astronomia all’università di Firenze. Ho lavorato presso l’Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli. Attualmente sono dirigente di ricerca all’Osservatorio Astrofisico di Catania, dopo aver ricoperto anni fa l’incarico di direttore.

Mi interesso di osservazioni e studi modellistici della corona solare e delle regioni sorgenti del vento solare. Ho rivestito il ruolo di Co-Investigator dello strumento UVCS (spettrocoronografo ultravioletto) a bordo della missione ESA-NASA SOHO. Attualmente sono Co-Investigator dello strumento Metis a bordo della missione Solar Orbiter e rivesto il ruolo di coordinatore del team scientifico.

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Super-terre e ricerca di altre civiltà

Ho sentito parlare della scoperta di una super-terra. Di cosa si tratta? Fa parte della ricerca per sapere se siamo soli nell’Universo?

(AP Photo/Anupam Nath)

La notizia è di qualche giorno fa: scoperta una super-Terra tra le più massicce mai avvistate, con un raggio quasi il doppio di quello del nostro pianeta ed una massa dieci volte maggiore.

Il nuovo pianeta extra-solare, orbitante attorno ad una stella distante circa 200 anni luce da noi, è stato chiamato TOI-1075 b. La sua scoperta si deve al telescopio spaziale della NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), lanciato nel 2018, che osserva le diminuzioni periodiche di luminosità delle stelle, possibili indicazioni della presenza di pianeti che ne bloccano la luce “passandovi davanti” nel corso della loro orbita attorno agli astri. Sono definiti transiti planetari. Questa tecnica ha già permesso di individuare più di 5000 candidati esopianeti.

I ricercatori hanno già avanzato diverse ipotesi sulla costituzione del pianeta: in base alla sua elevata massa, potrebbe avere un oceano di magma in superficie ed essere circondato da un’atmosfera molto sottile composta da idrogeno ed elio o da anidride carbonica. Ipotesi tutte da verificare sulla base di nuove osservazioni e studi approfonditi…

Il pianeta extrasolare appena scoperto va ad aggiungersi alla vasta “fauna” esoplanetaria definita dagli astronomi, che comprende, oltre alle cosiddette super-terre, pianeti giganti caldi, di dimensioni confrontabili a quelle di Giove e Nettuno, pianeti giganti lontani, distanti dalla stella centrale 30-50 volte la distanza media Sole-Terra, pianeti terrestri di lava, sistemi compatti di pianeti terrestri, pianeti in orbita attorno ad un sistema binario di stelle.

Un’eccezionale mole di risultati conseguiti negli ultimi 25 anni, che attesta quanto lo studio dei pianeti extra-solari sia un campo dell’Astronomia in rapidissima crescita. Grazie anche a diversi strumenti a terra e in orbita nello spazio specificamente dedicati a questi tipo di studi. Come se non bastasse, altre due missioni spaziali sono in programma entro il prossimo decennio.

Bisogna poi tener conto del contributo che possono dare le osservazioni del James Webb Space Telescope, lanciato da poco meno di un anno, potenzialmente capaci di fornire informazioni sulla composizione chimica delle atmosfere dei pianeti fin qui scoperti.

Sta proprio in questo ultimo punto la frontiera più esaltante degli studi esoplanetari: la ricerca di pianeti con condizioni simili a quelle della nostra Terra, con la presenza di acqua, di un’atmosfera la cui composizione è simile a quella terrestre, in cui si possa ipotizzare la presenza di vita, di una vita dotata di intelligenza …

Uno, nessuno, centomila. Quanti mondi simili al nostro nell’Universo?

La risposta a questa domanda è sicuramente una sfida per gli astronomi impegnati nelle ricerche di esopianeti e nella caratterizzazione delle loro proprietà.

D’altra parte, è una domanda che gli uomini si pongono sin dall’antichità: siamo soli nell’Universo? Già i filosofi epicurei e stoici avevano considerato la possibilità che esistessero altri mondi. E nel Medioevo, Sant’Alberto Magno, vescovo del XIII secolo, si esprimeva così: «Esistono molti mondi o non c’è altro che un unico mondo? Questa è una delle questioni più nobili e tra le più esaltanti nello studio della Natura».

Ed esaltanti sono le prospettive che lasciano intravedere le ricerche astronomiche attualmente in corso.

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I terremoti delle stelle

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Ho sentito dire che anche le stelle hanno i loro terremoti. E’ vero?


È proprio vero. Infatti, a partire dagli anni Settanta dello scorso secolo si è iniziato a parlare in ambito astrofisico prima di eliosismologia e successivamente di asterosismologia, riferendosi rispettivamente allo studio delle oscillazioni del Sole e delle stelle. Il fisico solare tedesco Franz Deubner pubblicò nel 1975 un articolo pioneristico in cui veniva messo in evidenza che il Sole è caratterizzato da oscillazioni periodiche, con cicli principali di 5 minuti, che ne deformano la superficie in maniera regolare. Tali oscillazioni sono provocate da onde acustiche, le stesse che ci permettono di percepire i suoni e parlarci tra di noi, che si propagano all’interno del Sole. Il loro studio, quindi, ha aperto nuovi orizzonti alle indagini sulla struttura fisica interna della nostra stella, analogamente a quanto avviene con gli eventi sismici terrestri, che consentono di sondare la struttura interna del nostro pianeta. Da qui l’utilizzo del termine eliosismologia per indicare questo settore della ricerca astrofisica, che si è sviluppato notevolmente negli ultimi decenni, anche grazie all’utilizzo di strumenti molto sensibili a bordo di missioni spaziali, in particolare la sonda SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory) lanciata dall’ente spaziale europeo (ESA) e da quello statunitense (NASA) nel 1995 e tuttora operativa. Gli studi di eliosismologia sono stati particolarmente importanti per determinare le caratteristiche della rotazione interna e le condizioni fisiche della regione centrale del Sole, dove avvengono le reazioni nucleari di fusione dell’idrogeno in elio, sorgente dell’energia emanata dalla nostra stella, e risolvere alcune inconsistenze tra le previsioni dei modelli teorici e i risultati dedotti dalle osservazioni (il famoso problema dei neutrini solari). Hanno anche contribuito a fare chiarezza sulla composizione chimica degli strati subsuperficiali, argomento di lunghe e controverse discussioni tra i fisici solari. A questo punto, il passo verso lo studio delle oscillazioni stellari è stato breve. Sono ormai migliaia le stelle in cui sono state riscontrate oscillazioni con un’ampia gamma di caratteristiche, un risultato assolutamente inaspettato fino a qualche anno fa, rendendo l’asterosismologia una delle discipline di punta dell’astrofisica moderna. Anche in questo caso notevoli progressi sono stati fatti nella determinazione delle proprietà fisiche dell’interno delle stelle (rotazione, densità, temperatura, composizione chimica), altrimenti inaccessibili all’osservazione, fornendo un contributo fondamentale nel campo degli studi sulla struttura ed evoluzione delle stelle. Cruciale anche in questo caso il ruolo delle osservazioni effettuate dallo spazio, e quindi non influenzate dagli effetti dell’atmosfera terrestre. Va particolarmente menzionato il satellite della NASA Kepler, lanciato nel 2009 e rimasto operativo per circa dieci anni, che ha fornito una grande mole di informazioni per gli studi di asterosismologia e per le osservazioni dei pianeti extra-solari. Attualmente tali indagini stanno continuando con il satellite della NASA TESS, lanciato nel 2018, e proseguiranno con il lancio della missione PLATO dell’ESA, in programma per il 2026. La presenza di oscillazioni o, se vogliamo, di terremoti, è quindi una caratteristica riscontrata in numerose stelle, Sole compreso, della nostra galassia, la Via Lattea. Questa appare costellata da tanti sistemi pulsanti che la rendono viva ed in continua evoluzione.
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