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Trovata plastica nello spazio?

14 Ott

Come sapete bene, oltre a commentare, o meglio lasciatemi dire, a smentire le tante notizie pseudoscientifiche che ogni giorno appaiono sula rete, scopo principale di questo blog e’ quello di cercare di fare, nei limiti delle nostre possibilita’, una corretta divulgazione scientifica. Ovviamente, prendere spunto dalle notizie catastrofiste ci consente di avere argomentazioni che, e sul motivo di questo ci sarebbe molto da scrivere, hanno sempre molto appiglio nelle persone e che spaziano sugli argomenti piu’ disparati.

Passando invece ora alla fase piu’ divulgativa di questo sito, vorrei parlarvi dei risultati di una ricerca apparsa solo pochi giorni fa sulla rivista Astrophyisical Journal. L’articolo rigurda l’evidenza di propilene nell’atmosfera di Titano, la piu’ grande delle lune di Saturno. Aspetto molto interessante di questa ricerca e’ che per arrivare a questo risultato si e’ utilizzato il CIRS, acronimo che sta per Composite Infrared Spectrometer, uno spettrometro infrarosso molto preciso e performante montato a bordo della sonda Cassini-Huygens. Questo strumento consente di poter isolare e identificare molecole con concentrazione anche molto ridotta rispetto alle altre.

Immagine con evidenza delle emissioni spettrali di Titano

Immagine con evidenza delle emissioni spettrali di Titano

Su molti giornali, senza mai dimenticare una buona dose di sensazionlismo, trovate articoli del tipo “trovata plastica su Titano”. Ovviamente, in questo articolo evitero’ di commentare le numerose leggende nate sulla rete riguardo alla presenza di plastica su Titano e da dove questa fosse venuta. A questo punto, conoscendo molto bene questa tipologia di siti, credo che siate in grado di poterlo immaginare da soli.

Perche’ si parla di plastica?

Per poter spiegare questa affermazione, e’ necesssario parlare di un po’ di chimica. Ovviamente, manterremo sempre un profilo divulgativo senza cercare di annoire i lettori.

Il propilene e’ alla base del polipropilene, molecola utilizzata nelle plastiche dei contenutori per alimenti e utilizzata anche per realizzare i paraurti delle macchine. Detto questo, capite da subito da dove e’ nata la storia della plastica trovata su Titano.

Parlare pero’ di propilene come plastica e’ formalmente sbagliato. Cerchiamo di capire il perche’. Molecole di questo tipo fanno parte degli idrocarburi, composti che hanno alla base catene piu’ o meno lunghe di atomi di carbonio. Tra questi composti possiamo distinguere tre famiglie principali: gli alcani, gli alcheni e gli alchini. I primi hanno atomi di carbonio legati da legami singoli e, dal momento che ciascun carbonio ha a disposizione quattro legami, i restanti saranno occupati da atomi di idrogeno. Negli alcheni e negli alchini, sono invece presenti anche legami carbonio-carbonio doppi e tripli, rispettivamente doppi negli alcheni e tripli negli alchini. Per quanto detto in precedenza, se due legami sono occupati legando un carbonio, ci saranno meno posti a disposizione per l’idrogeno e quindi, a parita’ di atomi di carbonio, gli alcani risulteranno piu’ pesanti degli alcheni e questi degli alchini.

Il propene, o propilene, e’ appunto l’alchene con tre atomi di carbonio in fila. Sempre con tre atomi di carbonio avremo poi il propano, l’alcano corrispondente, e il propino, l’alchino con legami tripli.

Fin qui niente di complicato. Negli anni precedenti, nell’atmosfera di Titano erano state trovate molecole sia di propano che di propino. Se volete, sempre con tre atomi di carbonio, mancava all’appello solo il propilene.

Bene, come mostrato dalla ricerca pubblicata in questi giorni, finalmente anche l’alchene con tre atomi di carbonio e’ stato trovato. Se volete, era l’unico che mancava all’appello ed e’ la prima volta che molecole di questo tipo vengono trovate fuori dal pianeta Terra.

Come detto all’inizio, identificare questa molecole nell’atmosfera di Titano non e’ stato assolutamente semplice. L’arduo compito del CIRS e’ stato proprio quello di identificare le emissioni del propilene, presente in concentrazioni molto piu’ basse di altri idrocarburi.

Perche’ sono presenti cosi’ tanti idrocarburi nell’atmosfera di Titano?

Titano e’ un corpo molto interessante per via di alcune caratteristiche che lo rendono in parte simile alla Terra, ha infatti un’atmosfera composita intorno e una pressione solo il 50% maggiore di quella della Terra. Vista la maggiore distanza dal Sole pero’, su Titano la presenza di acqua in forma liquida e’ fortemente svantaggiata. Su questo corpo sono presenti laghi e fiumi ma, al contrario di quelli terrestri, questi specchi sono composti da metano liquido. Sempre di metano liquido sono anche le numerose piogge che si registrano su Titano cosi’ come le nubi e le nebbie. Per analogia sulla Terra, si e’ sviluppato un ciclo del metano molto simile a quello dell’acqua che abbiamo da noi.

Proprio la presenza del metano consente la creazione di idrocarburi a catena piu’ lunga. Quando il metano evapora, a causa della radiazione solare, puo’ essere scisso e gli atomi cosi’ slegati possono ricombinarsi in catene piu’ lunghe formando in questo modo gli altri idrocarburi, tra cui anche il propilene da cui siamo partiti.

Perche’ e’ cosi’ interessante studiare Titano?

Come detto, questo corpo ha delle caratteristiche che lo rendono in parte simile alla Terra. Proprio per questo motivo, la sua atmosfera e’ studiata gia’ da diversi anni, anche come palestra per testare gli strumenti piu’ evoluti, come in questo caso il CIRS della sonda Cassini. Inoltre, Titano e’ uno di quei corpi studiati per capire se siano presenti forme vitali, ovviamente mi riferisco a microorganismi, che basano il loro ciclo sul metano piuttosto che sull’acqua come qui sulla Terra.

Oltre a questi fatti, vorrei sottolineare ancora una volta come, anche se a distanza maggiore dal Sole, su Titano siano presenti reazioni chimiche complesse con la produzione di strutture molecolari a lunga catena, aspetto che rende questo corpo estremamente affascinante da studiare.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Ancora sugli esopianeti

15 Ago

Come sapete, siamo soliti tornare su argomenti gia’ trattati, qualora su questi venissero richiesti dettagli aggiuntivi o, sopratutto, quando qualcosa di nuovo viene scoperto o introdotto.

Questa volta vogliamo tornare a parlare di esopianeti, su cui molto avevamo detto in questi articoli:

A caccia di vita sugli Esopianeti

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

Esopianeti che non dovrebbero esserci

Perche’ torniamo a parlarne?

Perche’ tutti e due i motivi sopra indicati convergono su questo argomento. Prima di tutto, nella sezione:

Hai domande o dubbi?

e’ stato suggerito di parlare della presunta scoperta di un nuovo esopianeta che sembrerebbe poter essere il corpo extrasolare piu’ simile alla nostra Terra e poi perche’ ci sono anche delle novita’ di cui vorrei parlare.

Andiamo con ordine.

Come potete leggere, la richiesta era relativa all’esopianeta KOI-4742.01. Come giustamente detto, di questo pianeta si e’ avuta l’evidenza solo pochi giorni fa. Perche’ parlo di evidenza e non di scoperta? Usando un linguaggio piu’ simile a quello della fisica delle particelle, si parla di evidenza quando c’e’ il sospetto che potrebbe esserci un corpo in quella zona dell’universo che stiamo osservando, ma ancora non vi e’ la certezza. Per KOI-4742.01 la situazione e’ proprio questa. Come visto negli articoli precedenti, gli esopianeti vengono identificati con il metodo dei passaggi. Per prima cosa, si identifica la stella intorno ala quale potrebbe esserci un sistema stellare. Dopo di che, si osserva questa stella cercando di misurare le minime variazioni di luminosita’ che si hanno quando un pianeta gli passa davanti. Questo e’ il metodo utilizzato per identificare i pianeti fuori dal sistema solare. Come potete facilmente immaginare, si tratta di un metodo molto complicato basato su variazioni minime di luminosita’ percepite ad una distanza cosi’ lontana. Proprio per questo motivo, ruolo determinante in questa ricerca e’ sicuramente quello del telescopio. Strumenti sempre piu’ potenti e precisi, possono consentire di identificare pianeti sempre piu’ lontani e piccoli.

Perche’ parliamo tanto di esopianeti?

Come detto in passato, lo studio di questi corpi e’ di fondamentale importanza per cercare di capire dove si potrebbe essere sviluppata la vita. Qui non stiamo parlando di video fasulli di UFO che passano da qualche parte, ma di una seria ricerca scientifica volta ad identificare pianeti potenzialmente abitabili. Come detto diverse volte, vi ricordo che quando parliamo di vita, non intendiamo necessariamente omini verdi che parlano e girano su astronavi. Ogni qualsiasi forma di vita, dal batterio alla forma piu’ complessa, possono aiutarci a capire meglio la formazione del nostro universo e soprattutto in quali e quanti casi si possono formare le condizioni per ospitare la vita.

Cosa ha di speciale KOI-4742.01?

Come anticipato, si tratta del potenziale esopianeta piu’ simile alla Terra. Cosa significa? Al momento ci sono piu’ di 3500 potenziali esopianeti, di cui quasi 1000 certi e identificati. Volendo fare una ricerca per trovare zone potenzialmente abitabili, di quali parametri terremo conto? Detto in altri termini, come possiamo dire se un pianeta e’ adatto o no per ospitare la vita?

Negli articoli precedenti, avevamo parlato di “zona di abitabilita’”, intendo quella fascia di distanze dalla stella centrale in grado di assicurare la formazione di acqua sul pianeta e delle temperature, diciamo, decenti, cioe’ non troppo calde ne’ troppo fredde.

Per poter procedere in modo sistematico e scientifico, e’ stato introdotto un indice matematico proprio per racchiudere queste caratteristiche. Come indicato nel commento da cui siamo partiti, si tratta del cosiddetto ESI, cioe’ “indice di similarita’ alla Terra”. Come funziona? Volendo utilizzare una terapia d’urto, vi faccio vedere la formula che definisce l’ESI:

esi_formula

Non spaventatevi, altro non e’ che il prodotto di probabilita’ ottenuto mettendo insieme 4 fattori: il raggio del pianeta, la densita’ interna, la velocita’ di fuga (indicatore della gravita’ sul pianeta) e la temperatura media della superficie. Ogni parametro viene confrontato con quelli della Terra e pesato in modo diverso. In tal senso, per la potenziale formazione della vita, si considera la temperatura superficiale piu’ importante del raggio e cosi’ via. Mettendo i parametri nella formula, ottenete una valore compreso tra 0 e 1, dove 1 indica qualcosa identico alla nostra Terra.

KOI-4742.01 ha un ESI pari a 0,91 ed e’, qualora venisse confermato, l’esopianeta piu’ simile alla Terra trovato fino a questo punto. Prima di questo, il primo posto in classifica spettava a Kepler-62e, con un ESI pari a 0,83. Per essere precisi, dobbiamo dire che il primo posto in classifica spetta ancora a Kepler-62e, dal momento che KOI-4742.01 non e’, come detto in precedenza, stato ancora confermato. Allo stesso modo, esistono anche altri esopianeti non confermati che potrebbero avere un ESI maggiore di 0,83, anche se minore di quello di KOI-4742.01.

Il sito piu’ completo e aggiornato con tutte le recenti scoperte e con tantissime informazioni su questo tipo di ricerche e’ senza dubbio quello del PHL, cioe’ Planet Habitability Laboratory, gestito dall’universita’ di Porto Rico:

PHL site

Come potete vedere, qui trovate tantissime informazioni sulla ricerca in corso di esopianeti, insieme anche al catalogo aggiornato sia dei corpi identificati che di quelli sospetti:

PHL, database

Nell’immagine che segue, trovate poi la classifica dei pianeti con ESI maggiore gia’ confermati:

Classifica degli esopianeti confermati con ESI maggiore

Classifica degli esopianeti confermati con ESI maggiore

Prima di concludere, vorrei darvi qualche informazione aggiuntiva. Come potete vedere sul sito del PHL, gli esopianeti vengono anche classificati in base alla loro tipologia: terrestre caldo, superterrestre, subterrestre, mercuriano, ecc. Questa identificazione viene data considerando la tipologia di pianeta, se roccioso o meno, la temperatura e la massa del pianeta. Per farvi un esempio, Kepler-62e e’ classificato di tipo superterrestre, avendo una massa di circa 3 volte e mezzo quella della Terra. Anche questa distinzione risulta molto importante per la classificazione dei pianeti in base alla loro possibilita’ di ospitare o meno la vita.

Proprio per questo motivo, capite bene che l’ESI e’ si un parametro molto importante ma non e’ l’unico utilizzato. Nella classificazione degli esopianeti, si tiene conto di 7 parametri definiti a partire dala nostra Terra. Oltre all’indice di similarita’, si tiene conto della posizione, se in fascia abitabile o meno, dell’abitabilita’ per piante e vegetazione complessa, che dipende anche dall’umidita’ oltre che dalla temperatura, della tipologia dell’interno del pianeta, oltre che alla densita’ inserita nell’ESI qui si tiene conto se il nucleo e’ ricco di ferro o no, e tanti altri parametri importanti per la vita.

Concludendo, la ricerca degfli esopianeti continua senza sosta e il database di corpi conosciuti fuori dal nostro sistema solare cresce senza sosta. Come sappiamo bene, uno degli scopi principali di questa ricerca e’ quello di determinare se su qualche pianeta esistono le condizioni per la formazione e lo sviluppo di forme di vita. A tal proposito, sono stati introdotti diversi indici per formalizzare e confrontare facilmente le caratteristiche degli esopianeti. Tra questi, ruolo determinante e’ quello dellESI, cioe’ l’indice di somiglianza alla Terra. Fate pero’ attenzione ad una cosa: se anche dovessimo trovare un pianeta del tutto simile alla Terra e con caratteristiche adatte alla vita, non significherebbe assolutamente che esiste la certezza di trovare vita su quel pianeta. Per questo, non resterebbe che andare a vedere con i nostri occhi!

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

A caccia di vita sugli esopianeti

1 Mar

Di ufo e di esistenza degli alieni, ne abbiamo parlato abbondantemente in queste pagine. Come sappiamo, e come dichiarato anche nel libro Psicosi 2012, dal punto di vista scientifico quello che piu’ interessa non e’ tanto la discussione sui presunti avvistamenti di dischi volanti, quanto la probabilita’ che forme di vita aliene possano esistere da qualche parte nel nostro universo e ovviamente se possano entrare in contatto con noi.

Di questi argomenti, abbiamo, ad esempio, discusso abbondantemente parlando del paradosso di Fermi e dell’equazione di Drake:

Messaggio alieno nelle aurore?

Come visto, se si vuole stimare scientificamente la probabilita’ che forme di vita intelligente esistano da qualche parte, si devono fare considerazioni molto complesse dal punto di vista scientifico, antropologico, biologico, ecc.

Ovviamente, condizione necessaria affinche’ si possa formare la vita, e’ che da qualche parte ci sia un pianeta in grado di ospitarla, cioe’, come nel caso della Terra, con presenza di acqua, temperatura non troppo alta ne troppo bassa, atmosfera respirabile, ecc. Se ci pensate bene, il caso piu’ semplice che possiamo considerare e’ un pianeta da qualche parte del tutto simile alla nostra Terra. Se qui si e’ formata la vita, si potrebbe essere formata anche su un pianeta gemello al nostro da qualche parte nell’universo. Ovviamente si potrebbe obiettare dicendo che possono esistere forme di vita basate su cicli diversi dal nostro, ma cercare qualcosa di simile a noi e’ senza dubbio il caso piu’ semplice che possiamo concepire.

Ora, il punto fondamentale e conclusivo di questo preambolo e’ abbastanza scontato: dove trovare un pianeta gemello alla Terra?

Come sappiamo, i pianeti del nostro Sistema Solare non sono affatto simili alla Terra e, almeno nelle condizioni attuali, difficilmente potrebbero ospitare la vita. Il secondo passo e’ dunque uscire dal nostro Sistema Solare e dare uno sguardo alla nostra Galassia. In questo caso, ci sono potenzialmente tantissimi pianeti da osservare, molti dei quali pero’ troppo lontani da noi. Della posizione della Terra all’interno della Via Lattea abbiamo parlato in questo post:

Nuova sconvolgente teoria?

Ovviamente, non stiamo pensando di andare a cercare la vita dall’altra parte della Via Lattea, dove i nostro occhi (strumentali si intende) non possono arrivare, ma in un intorno del Sistema Solare, cioe’ subito al di fuori di questo.

A tal proposito, a partire dagli anni ’90, si e’ iniziato a parlare di esopianeti, cioe’ di pianeti che non ruotano intorno al nostro Sole bensi’ intorno ad un’altra stella. Detto in altri termini, immaginate la Galassia come un insieme di tanti sistemi solari, cioe’ di tanti sistemi di pianeti che ruotano intorno ad un corpo massivo centrale. Anche il nostro Sistema Solare rientra in questo insieme di oggetti.

Perche’ si parla di esopianeti a partire dagli anni ’90? Dal punto di vista storico, il primo che formulo’ l’ipotesi dell’esistenza degli esopianeti fu Newton nel 1713, ma solo negli anni ’90 venne individuato per la prima volta un esopianeta esterno al nostro sistema solare.

Grande slancio nell’individuazione degli esopianeti venne dato dalla messa in orbita della sonda Keplero della NASA nel 2009. Questo telescopio e’ stato lanciato proprio per studiare ed individuare sistemi planetari esterni al nostro.

Come viene fatta questa ricerca?

Numero di esopianeti scoperti anno per anno a partire dal 1989

Numero di esopianeti scoperti anno per anno a partire dal 1989

Detto in parole molto semplici, Keplero monitora e segue la luminosita’ di circa 150000 stelle nella nostra Galassia cercando piccolissime variazioni di luminosita’. Questo e’ noto come “metodo dei transiti”. Dalla definizione data, gli esopianeti ruotano intorno ad una stella centrale. Durante il loro passaggio, si ha una piccolissima variazione di luminosita’ della stella che viene appunto rivelata dall’esposimetro di Keplero. In questo modo, e’ possibile non solo identificare un esopianeta, ma anche determinare la massa e il periodo di rivoluzione intorno al corpo centrale.

Funziona questo metodo?

Assolutamente si. Nel grafico riportato vedete il numero di esopianeti scoperti a partire dagli anni ’90. Tra l’altro il grafico e’ aggiornato solo fino alla meta’ del 2012. Ad oggi, circa 700 pianeti extrasolari sono stati scoperti nella nostra Galassia.

Perche’ stiamo parlando di esopianeti?

Negli ultimi giorni si e’ tornati pesantemente a parlare di esopianeti dal momento che e’ stato fatto l’annuncio della scoperta del piu’ piccolo pianeta extrasolare mai osservato, Kepler 37B. Questo pianetino e’ molto piu’ piccolo anche di Mercurio avendo delle dimensioni paragonabili a quelle della nostra Luna.

In questo disegno vengono appunto paragonate le dimensioni di Kepler 37B con quelle di altri corpi noti del Sistema Solare o esterni:

Le dimensioni di Kepler 37b confrontate con i pianeti del Sistema Solare

Le dimensioni di Kepler 37b confrontate con i pianeti del Sistema Solare

Kepler 37B ruota intorno ad una stella chiamata Kepler, distante circa 220 anni luce da noi. Insieme a Kepler 37B, altri due esopianeti ruotano intorno a Kepler, Kepler 37C e Kepler 37D. Ammetto che la fantasia nel dare nomi non e’ proprio il punto di forza di questa ricerca.

Per darvi un’idea, Kepler 37B e’ molto vicino alla sua stella centrale che presenta caratteristiche simili al nostro Sole. La relativa vicinanza implica un periodo orbitale di soli 13 giorni.

Kepler 37B potrebbe essere l’esopianeta gemello della nostra Terra?

Purtroppo no. Come visto, la piccola distanza da Kepler implica una temperatura molto elevata sull’esopianeta, molto probabilmente privo di acqua ma anche di un’atmosfera. Fate attenzione, in rete si parla molto di questa scoperta anche in termini pseudo-scientifici. Molti siti vorrebbero infatti far credere che questa scoperta implichi l’esistenza di forme di vita aliene. Come visto dalle considerazioni scientifiche fatte, questo e’ assolutamente falso.

Ad oggi, o meglio per il momento, non e’ stato ancora possibile trovare un esopianeta gemello della nostra Terra. Come visto pero’, il ritmo di scoperta di questi sistemi e il continuo miglioramento delle tecniche di ricerca, ci fanno ben sperare che si tratti solo di una questione di tempo. Certo, da qui a parlare di pianeta gemello popolato da forme di vita ce ne passa, ma sicuramente questa ricerca potrebbe, il condizionale e’ d’obbligo, portare, prima o poi, a qualche scoperta sensazionale.

Solo per concludere, questa e’ scienza vera. Voler esplorare cosa c’e’ oltre non solo del nostro pianeta, ma addirittura del Sistema Solare non puo’ che alimentare la continua voglia di scoperte scientifiche. Ricerche di questo tipo non sappiamo dove possono portare, ma sicuramente ci consentono di migliorare la nostra conoscenza di quello che abbiamo intorno. Da qui a parlare di alieni c’e’ differenza, ma sicuramente il discorso e’ meno fantasioso di tanti video di avvistamenti che si trovano su youtube.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.