19/03/15

Le Terre sono tante, migliaia di milioni… *

Dimmi che stella sei e ti dirò dove puoi abitare. Le zone abitabili (verdi) per tre tipi di stelle. Fonte: NASA, Kepler
Dimmi che stella sei e ti dirò dove puoi abitare. Le zone abitabili (verdi) per tre tipi di stelle. Fonte: NASA, Kepler

E se la legge di Titius-Bode fosse qualcosa di veramente fisico? Perché non provare ad applicarla ai sistemi extrasolari? Detto fatto ed ecco la sorpresa: miliardi di stelle avrebbero almeno un pianeta “abitabile”. Un’ipotesi azzardata? Poco male. Tra pochi anni i nuovi strumenti saranno in grado di confermarla o distruggerla.

Chi non conosce la legge di Titius-Bode? Continua a rimanere una legge empirica, spesso considerata un risultato del tutto casuale, ma il dubbio che possa rappresentare qualcosa di realmente fisico continua ad aleggiare tra gli astronomi. In fondo, Urano è stato scoperto proprio così e anche Cerere, malgrado sia risultato solo un “aborto”. Tuttavia, il pianeta asteroidale si stava realmente formando e solo un vicino di casa ingombrante come Giove lo ha impedito.

Nettuno non segue la regola? Beh… un pianeta che deve tenere a freno una miriade di corpi cometari come la fascia di Kuiper, e non solo, può anche permettersi di non riuscire a rimanere della posizione originaria.

Sì, lo sappiamo, ci sono varie teorie che parlano di migrazione dei pianeti (è facile farli viaggiare senza prove effettive), ma nessuno sa ancora se la legge empirica lavora subito o in tempi più lenti. Insomma, qualche piccolo segreto la fisica può ancora averlo, anche a livello macroscopico. Non prendetemi per un fautore della legge di Titius-Bode, ma certe coincidenze sono sempre dure da mandar giù come casi fortuiti (e ripetuti).

Per confermare la sua non-validità si sono studiati i sistemi satellitari dei pianeti maggiori e i risultati sembrano del tutto diversi da quanto prospettato dalla legge empirica. Tuttavia, parliamoci chiaro, i meccanismi di formazione dei sistemi satellitari possono assomigliare a quelli dei sistemi planetari, ma non lo sono affatto. Troppi “disturbi” esterni e troppe differenze nella composizione del disco rendono il confronto molto aleatorio.

Se questo controllo era l’unica cosa che si poteva fare fino a pochi anni fa, oggi non è più così. Kepler ci ha regalato un migliaio di pianeti extrasolari e moltissimi altri che potrebbero esserlo. Perché, allora, non provare a verificare la legge di Titius Bode direttamente sui sistemi alieni? Per poterlo fare, tuttavia, bisognerebbe conoscere TUTTI i pianeti delle altre stelle e questo non è certo facile. Kepler, per la sua stessa tecnica di scoperta, favorisce i pianeti grandi e vicini alla stella (il perchè lo abbiamo spiegato QUI). E le cose non migliorano di molto con la tecnica spettroscopica.

Ed ecco, allora, che un gruppo di astronomi ha deciso di prendere il “toro per le corna” e rivoltare il problema: accettare la legge di Titius Bode e imporla ai sistemi extrasolari per vedere DOVE dovrebbero trovarsi i pianeti “mancanti”. Al limite, cercare con attenzione se nelle zone selezionate venisse fuori qualcosa attraverso le osservazioni. Il succo di questa ricostruzione è quello di calcolare quanti pianeti potrebbero trovarsi nella zona abitabile delle varie stelle.

Un po’ di numeri. Kepler ha confermato circa 1000 pianeti e ve ne sono altri 3000 potenziali. Molte stelle hanno mostrato più di un pianeta. Tuttavia, come già detto, Kepler favorisce pianeti grandi e vicini. Quanti pianeti piccoli e relativamente lontani potrebbero esserci? E quanti proprio nella zona abitabile?

La legge di Titius Bode dice (anche se ha subito varie modifiche) che il rapporto tra il periodo orbitale del primo e del secondo pianeta è lo stesso di quello tra i periodi del secondo e del terzo e così via. Ne segue che se si conosce il periodo orbitale di qualche pianeta si possono calcolare i periodi di quelli “mancanti”.

Si sono selezionati 151 sistemi planetari, per i quali Kepler ha individuato da tre a sei pianeti. In 124 casi la posizione dei pianeti può essere in accordo con la legge di Titius-Bode. Un bel punto di partenza. A questo punto non resta che calcolare le posizioni dei pianeti mancanti. In modo particolare, si sono individuate le posizioni degli ipotetici pianeti che potrebbero essere scoperti da Kepler. E’ stata ottenuta una lista di priorità con 77 pianeti in 40 sistemi che hanno una buona possibilità di mostrare dei transiti. Per far questo vi è stato bisogno di calcolare il piano invariante del sistema, quello che  ricorda strettamente il disco originario e che contiene, più o meno, tutti i pianeti.

Per farla breve, i risultati statistici sono stati molto “positivi”. Ogni sistema planetario dovrebbe avere da 1 a 3 pianeti compresi nella zona abitabile. A questi dati si sono aggiunti anche  i 31 sistemi che già avevano mostrato un pianeta “abitabile”Se tutto questo accurato lavoro di statistica e di calcolo orbitale fosse giusto, la conclusione sarebbe abbastanza sconvolgente: nella Via Lattea ci sarebbero miliardi di stelle con pianeti all’interno della loro zona abitabile.

Stiamo attenti ragazzi! Controlliamo il nostro vicino di casa… potrebbe essere un alieno!

L’articolo che potete trovare QUI è facilmente leggibile e comprensibile (soprattutto le figure) ed è, comunque, un bell’esempio di ricerca anche se basata su un’ipotesi confermata in un solo caso (il nostro). Teoricamente un’ipotesi azzardata, ma facilmente controllabile entro pochi anni con le nuove osservazioni. Una ricerca, quindi, del tutto accettabile e condivisibile, dato che si offre apertamente a verifiche osservative.

 

Non solo esopianeti, ma anche stelle e addirittura esocomete "nascosti" tra i dati raccolti da Kepler!

8 commenti

  1. Michael

    Dopotutto anche il nostro Sistema Solare ha 1 Pianeta più 2 mezzi Pianeti nella zona abitabile... solo che uno è stato ammazzato dall'effetto serra, e l'altro dalla mancanza di atmosfera "decente".
    Le possibilità che ci siano moltissimi Esopianeti nella zona abitabile della loro Stella sono alte. Tutto poi dipende da loro!

  2. Paolo

    Caro Enzo non conoscevo la "legge" di Titius-Bode. :-?

    Il concetto di zona abitabile, però, mi sembra piuttosto ambiguo.

    Provo a spiegarmi meglio, è pur vero che a una certa distanza dalla stella (a secondo della stella) vi è una zona che consentirebbe l'esistenza di acqua allo stato liquido (area verde della figura), ma ci sono molte altre cose che incidono.

    La turbolenza o la stabilità della stella, la conformazione del pianeta (gassoso o roccioso), le sue dimensioni, il suo campo magnetico (se c'è), giusto per citarne alcune.

    Tra l'altro anche nel sistema solare l'acqua allo stato liquido (sotto la superficie) sembrerebbe confermata anche per alcuni satelliti, grazie all'effetto mareale (frizioni prodotte dall'attrazione gravitazionali dei pianeti giganti attorno a cui ruotano), quindi ben lontano dalla nostra zona abitabile.

    Certo la zona verde è un primo indizio (in alcuni casi alla portata degli strumenti attuali), ma non l'unico, o sbaglio?

    Paolo

  3. peppe

    a proposito di pianeti abitabili. in quanto a fantasia alcuni doc sono fenomenali. ieri dicevano convintamente che c'è stata una battaglia tra venusiani e marziani e che è stata la loro tecnologia troppo avanzata a distruggerli. e si diceva pure che erano state trovate prove a riguardo. dopo di che, visto ciò, 2 minuti al massimo, ho cambiato canale

  4. peppe

    caro enzo, direi che questo articolo va dritto nella categoria "astrobiologia" :mrgreen:

  5. caro Paolo,
    La zona abitabile molto rozza tiene solo conto dell'acqua allo stato liquido "superficiale". Sono però stati fatti studi più dettagliati tenendo conto dei problemi stellari e si è arrivati a definizioni molto più complicate. Mi ricordo di averne parlato in un articolo... devo recuperarlo...
    La legge di Titius-Bode l'ho data come cosa nota... ma hai ragione: potrei anche scriverci sopra un piccolo articolo tra lo storico e lo scientifico... Ottima idea :-P

  6. Mario Fiori

    Effettivamente nel Nostro Sistema Solare la vera Zona Abitabile non si discosta molto dalla zona dove orbitiamo noi a bordo dell'astronave Terra viste le condizioni di evoluzione di Venere e Marte; anche noi, per ragioni intrinseche ed estrinseche, mi sembra che bisogna comunque rigare dritto.

  7. gioyhofer

    Questa legge mi ha sempre affascinato.... Non ho mai capito però come si sia ricavato il dato di partenza su cui calcolare la posizione dei pianeti successivi... Per Mercurio è stato dato il valore 0 (zero) e per Venere si passa direttamente a 3... Si è andati per tentativi?

  8. cara Gio,
    in realtà l'inizio era un po' buttato lì... ma adesso si è un po' migliorata. Ne voglio scrivere un articoletto... :wink:

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