Spazio: le altre "Terre"

Alzando gli occhi al cielo in una notte di cielo sereno si possono vedere fino a un paio di migliaia di stelle. Ma più in là, nella nostra galassia, nascoste alla nostra capacità visiva, ve ne sono almeno 200 miliardi. E più oltre ancora ci sono cento miliardi di galassie che contengono ognuna dai 10 ai 100mila miliardi di stelle. Pianeti a noi sconosciuti ruotano intorno a molte di queste stelle, proprio come la Terra ruota intorno al sole: soltanto nella nostra galassia il numero totale di pianeti extrasolari (anche chiamati esopianeti, cioè rotanti attorno a stelle diverse dal Sole) è di circa 100 miliardi. 

A partire dal 1992, anno in cui furono scoperti tre pianeti in orbita intorno a una stella di neutroni chiamata Lich, telescopi sempre più sofisticati hanno individuato un numero crescente di esopianeti, dai venti del 2000 ai 4065 di oggi. Molti altri devono ancora essere scoperti e il meccanismo con il quale si formano ed evolvono deve essere ancora chiarito. Ma la domanda più affascinante resta sempre la stessa: questi pianeti possono ospitare forme di vita simili alla nostra? O anche forme dissimili? Una serie di progetti che stanno per vedere la luce forniranno risposte importanti a queste domande. Il primo per ordine di tempo è quello del telescopio spaziale orbitante James Webb, frutto della collaborazione tra la Nasa e le agenzie spaziali europea (ESA) e canadese (CSA), e il cui lancio è previsto per il 2021.

Successore del telescopio Hubble, sarà il più grande telescopio spaziale mai costruito, capace di fornire informazioni sulle atmosfere dei pianeti più favorevoli alla vita. Tra il 2026 e il 2028 l’Esa lancerà due telescopi spaziali ora in costruzione, Plato che cerchererà nuovi pianeti, piccoli come la Terra in orbita  attorno a stelle vicine simili al Sole, e Ariel, che studierà le atmosfere di un migliaio di pianeti accuratamente selezionati per determinarne temperatura, pressione, composizione chimica e nei casi più favorevoli il clima.

Infine, si lavora a un piano per mandare una sonda sul pianeta extrasolare più vicino a noi, Proxima b, che ruota attorno a Proxima Centauri, così da ottenere immagini di un corpo celeste che ha le condizioni per creare la vita. Una missione che viaggi al 15-20 per cento della velocità della luce impiegherebbe quattro anni per catturare immagini e inviarcele sulla Terra.

C’è spazio anche per l’immaginazione. In un articolo sul Journal of the British Interplanetary Society due astrofisici hanno calcolato che, poste alcune condizioni tecniche, una spedizione interplanetaria con un equipaggio minimo di circa 25 coppie di umani centrerebbe l’obiettivo di colonizzare Proxima b. Ma, alle condizioni poste dai ricercatori, sarebbe un viaggio lungo 6300 anni e, naturalmente, ad arrivare sarebbero esseri umani di molte generazioni successive a quelli che si erano messi in viaggio. 

« Il problema di capire se c’è vita nei pianeti extrasolari è complesso» dice Giuseppina Micela, responsabile per l’Italia del progetto Ariel « se per vita intendiamo quella che si è evoluta sulla Terra, allora devono essere soddisfatte varie condizioni. Per esempio, ci vuole una stella non troppo attiva, una distanza dalla stella tale da determinare temperature tra i zero e i 100 gradi Celsius, una massa abbastanza grande da trattenere un’atmosfera e caratteristiche della struttura interna necessarie per la presenza di un’idrosfera e di campi magnetici che facciano da scudo ai raggi cosmici provenienti dallo spazio».

Nulla esclude che ci siano però altre forme di vita, evolute in modi e in ambienti differenti dal nostro, e quindi capaci di sopravvivere in pianeti con caratteristiche dissimili da quelle degli altri pianeti. «Dopotutto sappiamo che anche sulla Terra esistono organismi estremofili, capaci cioè di vivere a temperature estremamente alte o in assenza di luce o in contesti biochimici proibitivi» nota Micela «In questi ultimi anni abbiamo scoperto pianeti di massa simile a quella della Terra. Nei prossimi anni ci aspettiamo di scoprire pianeti sempre più  piccoli e li identificheremo tanto più facilmente quanto più orbiteranno intorno a stelle anch’esse piccole. Potremo ipotizzare l’esistenza di acqua liquida nella loro superficie quando la distanza dalla stella non sarà troppo grande nè troppo piccola, altrimenti le temperature saranno troppo rigide o troppo elevate. ». 

Dopo Proxima b, che ruota attorno alla stella Proxima Centauri,  l’esopianeta più simile alla Terra è Trappist-1 d, poco più piccolo della Terra e di natura rocciosa. Da calcoli effettuati nel 2018 potrebbe avere una massa del 30 per cento della Terra e una percentuale di oceani molto maggiore. Appartiene a un sistema di cui fanno parte altri pianeti con condizioni per la vita come Trappist 1e, Trappist 1f, Trappist 1g. ù

D’altra parte, Gliese 3323 b, distante circa 17 anni luce da noi, ha condizioni simili a quelle della Terra pur avendo una massa di circa il doppio, periodo di rivoluzione di 5 giorni (e non 365) e una distanza dalla sua stella ospite, una nana rossa Gliese 3323 piuttosto piccola (circa cinque milioni di chilometri). Infatti la bassa luminosità di Gliese 3323, il suo Sole, compensa le altre differenze. Kepler-438b, a 472 anni luce dalla Terra, ruota attorno a una nana rossa e potrebbe avere condizioni di abitabilità se non fosse per le sue violente tempeste solari che rendono difficile la presenza di vita così come la conosciamo noi. Ma come per altri pianeti, per esempio Kepler 442b o Kepler 186f, non possiamo dire molto perché sono troppo lontani per poterne osservare l’atmosfera. 

«Nella ricerca di pianeti in grado di ospitare la vita svolgerà un ruolo cruciale anche Plato» spiega Isabella Pagano, responsabile del progetto Plato per l’Italia «orbiterà in equilibrio nel sistema Terra-Sole e scandaglierà il cielo alla ricerca di esopianeti di natura rocciosa intorno a stelle simili al nostro Sole, tutte stelle brillanti nel cielo perché a noi vicine. Con i suoi 26 piccoli telescopi indipendenti, che insieme forniscono la sensibilità di un grande telescopio, Plato  potrà scoprire un numero di pianeti enorme ».

La composizione atmosferica degli esopianeti fornisce indizi sulla presenza della vita. Per esempio se si scoprisse la presenza di ossigeno si potrebbe ipotizzare che sia prodotto dalla fotosintesi di piante. Tuttavia, resterebbe solo un’ipotesi: recentemente la rivista Scientific Reports ha pubblicato uno studio secondo il quale un composto chimico presente nella Luna, nelle meteoriti e in alcuni esopianeti potrebbe produrre ossigeno attraverso una reazione catalizzata dalla luce. Quindi trovare ossigeno renderebbe più plausibile la presenza di vita, ma non ne fornirebbe la certezza. Tra l’altro le eruzioni vulcaniche e altri processi all’interno dei pianeti, come pure alcuni fenomeni atmosferici, contribuiscono a mutare la composizione chimica dell’atmosfera.

« I telescopi di Plato ci aiuteranno a capire quali pianeti hanno atmosfere che meritano studi approfonditi con altri strumenti, e a determinare l’età dei sistemi planetari scoperti tramite lo studio della sismologia delle loro stelle» dice Pagano, che cita alcuni esempi «cercheremo di capire meglio pianeti come GJ1214b, un corpo celeste molto caldo che ruota attorno a una nana rossa ed è interamente coperto da oceani e da un’atmosfera densa di vapori. Oppure come Kepler-452b, una super-terra che orbita intorno a una stella molto simile al Sole. Saranno le osservazioni dei prossimi anni a dirci quale sia la sua massa e la composizione della sua atmosfera, sempre che ne abbia una». 

Insomma, nel prossimo futuro scopriremo sempre più pianeti e, soprattutto, potremo attribuire a molti di questi ipotesi sulla possibilità che esista la vita. Che un giorno ne avremo certezza non è del tutto improbabile, ma è certamente difficile: basti pensare che, ammesso che esista una forma di vita simile alla nostra, non è detto che abbia raggiunto un grado di sviluppo tale da poter comunicare con noi. Senza contare il fatto che un segnale impiega un tempo lunghissimo per giungere fino a noi. Nel frattempo, non possiamo che essere d’accordo con lo scrittore e divulgatore scientifico Isaac Asimov: “se fossimo soli nell’universo l’immensità sarebbe davvero uno spreco”.