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Qualche cenno al Sole

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Lezione 6, 20/01/2012: La ricerca della vitaLezione 6, 20/01/2012: La ricerca della vita

- Il progetto SETIIl progetto SETI- I pianeti extrasolariI pianeti extrasolari

Siamo soli nell’Universo?

Ancora non lo sappiamo

Cosa sappiamo?

Oltre 700 i pianeti scoperti

Oltre 2000 in attesa di conferma

Da recenti studi sembra possano esistere più pianeti che stelle nella sola Via Lattea

Per quanto le condizioni per l’esistenza di vita possano essere stringenti, appare assai più probabile che altri pianeti siano abitati piuttosto di essere gli unici esseri viventi dell’Universo

Come cercare la vita?

NO!

Non esiste alcuna prova che possa confermare, neanche lontanamente, la presenza di alieni sulla Terra!

Per cercare la vita bisogna guardare tra le stelle, non aspettare l’improbabile momento in cui essa ci verrà a trovare

Dove e come cercare la vita?

Il cielo è enorme, dove possiamo indirizzare i nostri occhi?

Con cosa osserviamo?

Cosa ci aspettiamo di scoprire?

Quali forme di vita potrebbero esistere?

La ricerca della vita: semplifichiamo

Sebbene siamo coscienti che la vita potrebbe manifestarsi in forme e in ambienti totalmente diversi rispetto alla Terra, è meglio iniziare la nostra indagine cercando qualcosa di familiare

Alcuni criteri di ricerca:

1) La vita ha bisogno di acqua liquida

2) La vita (intelligente) ha bisogno di ossigeno

3) La vita, per evolversi, ha bisogno di stelle che vivono a lungo

4) La vita ha bisogno di ambienti stabili per un grande periodo di tempo

5) La vita modifica l’ambiente in cui si sviluppa

La ricerca della vita: cosa ci aspettiamo di trovare

Non ci aspettiamo di fotografare gli “omini verdi”, piuttosto possiamo sperare di:

1) Osservare forme di vita primitive su alcuni corpi celesti vicini (Marte, Europa, Titano

2) Rilevare pianeti extrasolari con atmosfera simile a quella terrestre

3) Captare qualche segnale radio di origine extraterrestre

La ricerca della vita elementare nel sistema solare

C’è o c’è stata vita elementare (batteri, organismi unicellulari) sugli altri corpi del sistema solare?

Oltre alla Terra, nel sistema solare non ci sono forme di vita intelligente

La ricerca della vita elementare

La partita è ancora aperta

1) Vita su Marte?

2) Vita sotto i ghiacci di Europa?

3) Vita nelle nubi di Venere?

4) Vita su Titano?

In realtà non sappiamo quali condizioni sono richieste per lo sviluppo di queste elementari forme di vita, quindi per scoprirla dobbiamo andare sui luoghi e condurre delle analisi

La ricerca della vita elementare

Marte è il candidato ideale ed il pianeta più studiato.

Alcuni scienziati sostengono di aver trovato batteri fossili in un meteorite marziano

La ricerca della vita elementare

Gli esperimenti delle sonde Viking non hanno chiarito la diatriba

Ma una cosa è sicura: su Marte scorreva acqua liquida e buona parte della superficie è ricoperta di ghiaccio d’acqua

La ricerca della vita al di fuori del sistema solare

Se vogliamo cercare di scoprire vita intelligente o comunque su scala planetaria e stabile nel tempo, bisogna guardare oltre il sistema solare

Invece di aspettare improbabili incontri, è meglio indirizzare i nostri strumenti verso le stelle.

In che modo?

Possiamo ascoltare

Possiamo farci sentire

Possiamo osservare

Ascoltare i messaggi di vita intelligente

Assunzione molto forte: se nell’Universo ci sono forme di vita intelligente è probabile che usano o hanno usato per comunicare le onde elettromagnetiche

Il progetto SETI: Search for Extra-Terrestrial Intelligence

Il progetto SETI

Ogni onda elettromagnetica si perde nello spazio, quindi può essere captata con appositi rilevatori, detti RADIOTELESCOPI

Possiamo però captare solamente segnali forti o altamente direzionati

Difficoltà del progetto SETI

Dove cercare?

Cosa cercare? Ovvero, come comunicano gli alieni, se dovessero esistere?

Il progetto è nato negli anni 70 ed ha utilizzato i più grandi radiotelescopi terrestri, analizzando milioni di stelle, anche con l’aiuto di tutti noi (progetto SETI@home

Abbiamo trovato comunicazioni extraterrestri?

Il progetto SETI: Il segnale WOW

Nel 1977 è stato rilevato il primo e finora unico segnale artificiali extraterrestre.

Gli scienziati erano cos’ emozionati che lo identificarono con l’esclamazione WOW

Segnali extraterrestri?

Il segnale WOW del 1977 durò 72 secondi, esattamente il tempo di osservazione massimo della sorgente, quindi non era un segnale di origine terrestre

Era concentrato in una banda molto stretta nella quale non potevano avvenire comunicazioni terrestri perché riservata a studi astronomici

Tutte le ipotesi di natura umana vennero scartate

Solo un problema

Non si è mai più ripetuto

Segnali extraterrestri?

Il segnale WOW del 1977 non venne più osservato, quindi non è mai più stato possibile studiarlo e confermarne la Natura

A tutt’oggi resta l’indizio più importante di una trasmissione extraterrestre

Possiamo farci sentire

Invece di tentare di ascoltare messaggi altrui, possiamo inviare noi un messaggio tra le stelle.

Così fu fatto nel 1974 ad Arecibo, inviando un messaggio unico verso l’ammasso stellare di Ercole

Più curiosità che esperimento: la probabilità che una trasmissione con un fascio così stretto incontri pianeti abitati che la possano captare è davvero bassa.

Qualcuno, però, ha sollevato paranoie: e se qualcuno in cerca di un altro pianeta ricevesse il messaggio e ci venisse a far visita?

Possiamo osservare: i pianeti extrasolari

A partire dal 1995 abbiamo cominciato a scoprire pianeti attorno ad altre stelle.

Se scopriamo pianeti simili alla Terra è probabile che ci sia la vita

Dagli ultimi studi, potrebbero esserci più pianeti che stelle nella Via Lattea.

Per la legge dei grandi numeri, è probabile che almeno un altro, oltre al nostro, sia abitato da esseri intelligenti.

Il problema è trovarlo!

Alcuni pianeti particolari

Hot Jupiter

Pianeti estremamente caldi (oltre 1000°C), ruotano attorno alla stella in 3-5 giorni.

Come è possibile che a quelle piccole distanze si siano formati pianeti così grandi?

Qualche pianeta particolare...

HD209458b

Giove caldo, estremamente vicino alla stella madre

La sua atmosfera, composta principalmente di idrogeno, sta lentamente evaporando, lasciando una scia simile alla coda di una cometa

Sono stati misurati imponenti venti compresi tra 5000 e 10000 Km/h

BD+20 1790b 35 milioni di anni

83 anni luce dalla Terra,

6 volte la massa di Giove: pianeta più giovane mai scoperto.

Come si formano?

Come evolvono?

Quali proprietà?

Qualche pianeta particolare...

La scoperta di numerosi pianeti extrasolari ha messo in profonda crisi tutte le teorie di formazione ed evoluzione dei sistemi planetari prima basate solo sul nostro sistema solare

HD189733b

Giove caldo, transitante sul disco della propria stella.

Nella sua atmosfera sono state trovate tracce di acqua

Qualche pianeta particolare...

L’acqua è una delle molecole più abbondanti dell’UniversoEsistono pianeti simili alla Terra?

La grande maggioranza dei pianeti sono giganti gassosi caldi: Hot Jupiter

Quasi tutti sono pianeti gassosi

Quei pochi pianeti rocciosi sono molto caldi.

Il nostro sistema solare è unico?NO!

L’attuale popolazione planetaria è frutto delle tecniche di indagine e non rispecchia necessariamente quella reale della nostra Galassia....

Caratteristiche dell’attuale popolazione

Dove sono finite le Terre?

Perché è così difficile trovare pianeti grandi come la Terra?

Volete un’idea?

Un pianeta come la Terra fa muovere la stella con una velocità di 10 cm/s

La caduta di luce di un eventuale transito è quella che produce un moscerino che si posa su un lampione stradale

Alla ricerca della vita: cosa e come cercare

Come fareste a cercare vita su un pianeta distante migliaia di miliardi di km dalla Terra?

Tutto decisamente poco probabile!

Non possiamo andare per tentativi

Alla ricerca della vita: cosa e come cercare

• Pianeti rocciosi, massa non superiore alle 10 volte quella terrestre

• Stelle stabili e con una lunga vita

• Sistemi non multipli, meglio nella periferia della Galassia

Cerchiamo pianeti simili alla Terra

Ultimo, ma non per importanza: fascia di abitabilità

Alla ricerca della vita: cosa e come cercare

Bene, se dovessimo trovare un pianeta che soddisfa tutte le precedenti caratteristiche, cosa facciamo poi?

I processi biologici lasciano una traccia evidente nello spettro del pianeta:

• Presenza di vapore acqueo

• Presenza di ossigeno: prova inconfondibile della presenza di vita aerobica

• Presenza di metano: prova della presenza di vita anerobica.

Per una mera considerazione logica: se esistono moltissimi pianeti di tipo “hot-jupiter”, cosa impedisce l’esistenza di almeno la stessa quantità di pianeti Earth-like?

La ricerca della vita

Le impronte della vita sono nello spettro

COROT-7b , 1,7 volte più grande (in diametro) della Terra, 440 anni luce dalla Terra, densità simile alla Terra pianeta roccioso, ma molto caldo

Tanta bella teoria….ma a che punto siamo?

HD156668b 4 volte la massa della Terra, Keck telescope, velocità radiali (super Earths), molto vicino alla stella

Fuoco, ma possiamo fare di meglio

Ci avviciniamo…Daniele Gasparri - - I pianeti extrasolari

Gliese 370 b, 35 anni luce 3,6 volte la massa della Terra,Temperatura media stimata: 25°C

Un’altra Terra?

Gliese 581g è nel mezzo della zona abitabile, poco più grande della Terra.

Temperatura stimata superiore allo zero.

Daniele Gasparri - - I pianeti extrasolari

Abbiamo la pistola fumante?

Troppo bello per essere vero: il pianeta non è stato confermato da altri studi.

Probabilmente non esiste!

Il primo pianeta in fascia abitabile

Kepler 22e è il primo pianeta extrasolare simile alla Terra scoperto nella fascia abitabile

Finora è il candidato migliore per poter ospitare forme di vita

Bisogna solamente capire se ha una superficie solida oppure gassosa

Daniele Gasparri - - I pianeti extrasolari

Il futuro: prima osservare, poi ascoltare

Una volta individuati pianeti simili alla Terra, possiamo utilizzare le potenti antenne del SETI per ascoltare o inviare segnali radio e capire se vi sono forme di vita intelligente

Ci siamo già andati molto vicini:

Ad un passo dalla storia

Kepler dovrebbe identificare almeno 60 pianeti simili alla Terra e potenzialmente abitabili nei prossimi anni

Con la prossima generazione di telescopi e spettrografi saremo in grado di osservare pianeti simili alla Terra (ESPRESSO)

Si stima che ci siano circa 50 milioni di pianeti abitabili nella Via Lattea

Siamo ad un punto di svolta nella conoscenza dell’Universo e nella ricerca di una risposta all’eterna domanda: Siamo soli nell’Universo?

Daniele Gasparri - - I pianeti extrasolari