martedì 24 febbraio 2009

Le missioni spaziali Herschel e Keplero: alla ricerca di nuovi mondi


Mentre la NASA sta per lanciare Keplero, una missione che ha come obbiettivo principale la ricerca di esopianeti, la ESA (l'Agenzia spaziale europea) lancia contemporaneamente, con un vettore Ariane 5 ECA, dal poligono di Korou, in Guiana francese, Herschel, un nuovo telescopio spaziale e Plank, un'osservatorio di microonde.

Herschel è una missione realmente innovativa. Programmata per una vita di 4 anni, fondamentalmente è un telescopio spaziale, sulla scia del fortunatissimo Hubble (una eccellente cooperazione fra ESA e NASA) e Spitzer e conseguirà due record importanti: la lente più grande inviata nello spazio (3 metri e mezzo di diametro) e la più vasta gamma di radiazioni rilevabili, compresi gli infrarossi. I raggi infrarossi, a bassa energia, sono difficilmente visibili da terra a causa dell'atmosfera che li scherma e quindi si possono osservare bene solo dallo spazio: per questo l'astronomia infrarossa è nata realmente soltanto negli anni '70, grazie ai satelliti artificiali. Gli studi in queste lunghezze d'onda sono importantissimi perchè consentiranno l'osservazione di oggetti freddi: senza l'astronomia infrarossa non sarebbero state scoperte centinaia di galassie e non si sarebbe visto quanta acqua sia realmente presente nella nostra galassia. Quindi fra gli obbiettivi di Herschel c'è lo studio di galassie molto lontane nel tempo e nello spazio, per indagare le origini dell'universo

C'è comunque un secondo obbiettivo, anche più importante: la ricerca di esopianeti nella zona della Via Lattea a noi vicina. Di esopianeti ne sono stati scoperti oltre 300 in una quindicina di anni, e non solo grazie ad osservazioni dallo spazio, ma anche da terra. Non è che siano stati tutti “visti”: anzi, per la maggior parte la loro presenza è stata semplicemente dedotta dal comportamento della stella intorno a cui ruotano, a partire da piccole diminuzioni della sua luce. Sono osservazioni al limite della risoluzione attualmente possibile e siamo in attesa di nuove tecnologie in via di realizzazione.
Il raffinamento della tecnologia è importante: non siamo ancora riusciti a trovare delle “terre”: attualmente è possibile osservare o dedurre la presenza soltanto di pianeti molto grossi e vicini alla loro stella. In questi anni abbiamo potuto comprendere come molte stelle abbiano sistemi planetari molto diversi dal sistema solare: pianeti giganti che ruotano molto vicino alla loro stella, a distanze minori di quella fra Mercurio e il Sole.
Queste osservazioni hanno indubbiamente confuso le idee sulla formazione dei pianeti da una nebulosa che circonda una giovane stella: sono evidenti le differenze tra questi e il nostro sistema, in cui i pianeti giganti sono molto lontani dal Sole e i modelli ricavati dalle osservazioni sul sistema solare evidentemente mancano di qualch cosa. Non è ancora chiaro se questi pianeti si sono formati dove sono adesso oppure più lontano, oltre il limite della temperatura alla quale l'acqua si solidifica per poi avvicinarsi alla stella (cosa più plausibile), Nel primo caso la domanda potrebbe essere “perchè nel sistema solare si sono formati così indietro?” e nel secondo“perchè nel sistema solare i giganti sono rimasti così lontani?”.
Per adesso il più piccolo esopianeta osservato ha una massa all'incirca doppia rispetto a quella della Terra, ma ruota intorno alla sua stella in meno di 20 ore: se la sua superficie è rocciosa è sicuramente ricoperto da un mare di lava. Herschel è in grado di scoprire pianeti più lontani dalle loro stelle e di massa minore, trovando quindi sistemi stellari più simili al nostro, che attualmente apparirebbe una eccezione (dovuta con ogni probabilità agli standard osservativi attuali: anche Galileo di lune di Giove ne vide solo 4, quelle più grandi...). E' comunque certo che intorno ad alcune stelle ruotino molti corpi piccoli come gli asteroidi nel sistema solare, a causa di una luminosità debole e diffusa che li contraddistingue.

Per permettere questi studi Herschel seguirà un'orbita intorno al Sole collocata nella zona del secondo punto di Lagrange, dove l'attrazione terrestre e quella solare si annullano vicendevolmente, a un milione e mezzo di kilometri dalla Terra. Questa posizione consentirà una osservazione precisa e continua di un aporzione di cielo senza interruzioni dovute al passaggio davanti al telescopio del Sole, della Terra o della Luna.
Insieme a Herschel, con lo stesso vettore Ariane, sarà lanciata la sonda Planck, destinata invece a studiare, nel campo delle micoonde, la distribuzione e le anisotropie della radiazione di fondo, ritenuta attualmente un residuo del Big Bang. Quindi affiancherà in qualche modo Herschel in uno dei suoi scopi, la ricerca nello spazio profondo

Keplero,che verrà lanciato con un razzo Delta II da Cape Canaveral nei prossimi giorni, è invece una missione esplicitamente dedicata alla ricerca di esopianeti di piccole dimensioni nella zona in cui l'acqua si può presentare allo stato liquido, quindi pianeti simili al nostro che possono ospitare forme di vita (attualmente si ritiene che l'acqua allo stato liquido sia un fattore necessario per permettere la nascita di forme di vita).
Nei 3 anni e mezzo di missione programmata osserverà circa 100.000 stelle simili al sole, con una telecamera equipaggiata in modo da rilevare le minime differenze di luce che si verificano quando un pianeta passa davanti alla sua stella. Keplero a questo modo non vedrà esopianeti, sarà solo capace di dedurne la presenza con le sue osservazioni. E' quindi più che altro una missione preparatoria per censire gli esopianeti e capire dove in futuro sarà più interessante volgere lo sguardo per studiarli più dettagliatamente, una volta perfezionata la tecnologia.
Si prevede di censire un gran numero di esopianeti. Importante da questo punto di vista è che la posizione della sonda consentirà di guardare ininterrottamente le stelle in studio, cosa che verrà ottenuta con un'orbita particolare intorno al sole, come per Herschel.

E' probabile che già nel corso del 2009 si possano ottenere le prime importanti informazioni sulla distribuzione di una gran quantità di esopianeti di dimensioni simili a quelle terrestri. Una vera rivoluzione per l'astronomia.


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