A caccia di pianeti extrasolari

"Spazio, ultima frontiera. Questi sono i viaggi della nave stellare Enterprise. La sua missione è esplorare strani nuovi mondi alla ricerca di nuove forme di vita e di nuove civiltà per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima". Il sogno di scoprire pianeti abitati oltre la Terra, individuare sistemi solari simili al nostro e osservare ammassi di roccia dotati di atmosfera che possano ospitare acqua e forme di vita non è più classificabile nella categoria fantascienza. La ricostruzione di civiltà e territori alieni un tempo esclusiva del genio di chi creava serie cult quali Star Trek col mitico capitano James T. Kirk (la frase iniziale introduceva ogni puntata di questo capolavoro degli anni Sessanta) o Spazio 1999 col comandante John Robert Koenig (anni Settanta), sono diventati oggi materia di studio da parte di scienziati da premio Nobel.

La possibilità di vedere anche solo con un potente telescopio pianeti simili al nostro è remota, e resta sconfinata la possibilità per ciascuno di noi di dare forma, movenze e abitudini a ipotetiche quanto improbabili civiltà aliene che siano progredite o arretrate, ostili o pacifiche, capaci di governare lo spazio tempo a proprio piacimento o bloccate ai confini di una galassia ampia 100 mila anni luce, che abitino in pianeti verdi e azzurri come il nostro o in mondi vulcanici e respingenti, ghiacciati e inospitali. Ma nell’ultimo mezzo secolo la ricerca, le tecnologie e le capacità di calcolo a disposizione dell’Uomo hanno fatto passi da gigante consentendo di andare con l’osservazione ben al di là degli stretti (per modo di dire) confini del sistema solare e scoprire l’esistenza, nella nostra Via Lattea, di oltre 4 mila esopianeti. Di pianeti cioè extra solari, esterni al nostro piccolo sistema di otto sfere più o meno grandi (i rocciosi Mercurio, Marte, Venere e Terra e i gassosi Giove, Saturno, Urano e Nettuno) che ruotano attorno al Sole. Una progressione impressionante in un tempo (astronomicamente) brevissimo, tenuto conto che la prima scoperta di questo tipo risale al 1992 e la conferma della sua correttezza è del 1995. In 24 anni quel "primogenito" ha avuto migliaia di figli. Alcuni giganteschi, quasi delle stelle; altri di dimensioni più ridotte, quasi simili alla Terra. Pochi, rispetto al totale, si trovano nella così detta "fascia abitabile", la zona che comprende i limiti oltre ed entro i quali la temperatura del pianeta sarebbe troppo bassa o troppo elevata, in base alle dimensioni dell’astro di riferimento, per consentire lo sviluppo di una qualsiasi forma di vita. Tutti in ogni caso si trovano a distanze attualmente incolmabili da noi: da pochi anni a milioni di anni luce (la luce viaggia a circa 300 mila chilometri al secondo: per fare un esempio, per coprire la distanza tra la Luna e la Terra impiega un secondo e mezzo).

Qualche numero. Fino allo scorso luglio sono stati scoperti circa 4.100 pianeti extrasolari in oltre 3 mila sistemi planetari diversi. Altri 2.500 sono in fase di "valutazione". La crescita, secondo riviste e siti specializzati, è stata esponenziale: le scoperte sono passate dalle 20 del 2000 alle 189 del 2011 alle quasi 2 mila del 2015. La maggior parte è formata da giganti gassosi come Giove e Saturno, mentre al momento è più complicato trovare pianeti rocciosi (quelli individuati a oggi sono principalmente ben più grandi della terra). Tutti i pianeti extra solari individuati sino a oggi appartengono a sistemi planetari che orbitano attorno a una stella, ma si comincia anche a ipotizzare – sulla base di elementi di ricerca solidi – che esistano non pochi mondi definiti "interstellari", privi dunque di un legame gravitazionale con una stella e liberi di vagare nello spazio.

Il primo pianeta di tipo terrestre individuato dai ricercatori è Kepler-22 b, che dista circa 600 anni luce da noi e ruota attorno a una nana gialla, una stella di massa simile al sole. Si tratta di una "super Terre", dunque ben più grande del nostro pianeta, scoperto nel 2011. Orbita nella fascia adatta a ospitare la vita: la temperatura superficiale media sarebbe di circa 22 gradi, utile a ipotizzare la presenza di acqua allo stato liquido. Nel 2015 è stato scoperto il Kepler-442 b, ritenuto sinora il più simile alla Terra.

L’individuazione e la scoperta degli esopianeti non avviene grazie a un’osservazione diretta (sono troppo distanti, impossibile vederli col telescopio) ma "indiretta". Col metodo Doppler, calcolando le variazioni nella velocità con cui la stella si avvicina o si allontana dalla Terra (un dato dal quale si può dedurre la presenza di un pianeta: sono più blu i raggi luminosi provenienti da un oggetto che si muove verso di noi, mentre virano verso il rosso se l'oggetto si sta allontanando). Col metodo del "transito": se un pianeta passa davanti alla propria stella la luminosità di quest’ultima si riduce in relazione alla dimensione del pianeta e della stella stessa. Col metodo della "microlente gravitazionale": i campi gravitazionali di un pianeta e della sua stella consentono di mettere a fuoco la luce di una stella lontana, ma è necessario che la stella più vicina, il pianeta, la stella più lontana e chi osserva dalla Terra si trovino sulla stessa linea di vista. Poi ci sono le variazioni degli intervalli di emissioni di una pulsar: l’individuazione di un pianeta arriva col suo passaggio davanti al fascio di luce emesso da questa particolare stella a neutroni. È solo l’inizio, perché sono allo studio altri metodi e in costruzione altri strumenti tra i quali i telescopi Automated Planet Finder e Cheops, mentre è già in servizio (dal 2018) il telescopio Tess.

Intanto l’8 ottobre il Nobel per la fisica 2019 è stato assegnato per metà a James Peebles per le sue scoperte teoriche in cosmologia fisica e l'altra metà a Michel Mayor e Didier Queloz per la scoperta nel 1995 del primo esopianeta: 51 Pegasi, un gigante gassoso che si trova a circa 50 anni luce dalla Terra e orbita a soli 8 milioni di chilometri dalla sua stella (il nostro pianeta è lontano 150 milioni di chilometri dal sole). Fu il primo di una lunghissima serie. Ma il futuro immaginato da Star Trek, Spazio 1999 e Star Wars è molto lontano. Forse irraggiungibile.