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La curiosità del mese

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La più vicina gemella della Terra: Proxima Centauri b

La curiosità del mese di settembre 2016 a cura di Gabriele Ghisellini


Fig. 1 -  Quando un pianeta ruota attorno ad una stella, il centro di massa del sistema non coincide con il centro della stella (il centro di massa e' indicato in figura con con una piccola X). Quindi anche la stella ruota attorno al centro di massa totale, descrivendo un piccolo cerchio, che percorre in un tempo uguale a quello che occorre al pianeta per percorre un'orbita. In questo modo la stella periodicamente si muove verso la terra, in modo che la sua luce risulta piu' blu, e poi si allontana dalla Terra, facendo si' che la sua luce venga osservata piu' rossa.  Se i nostri strumenti sono in grado di misurare questa piccola differenza di colore, possiamo ricavare la velocita' di spostamento, nonche' il periodo. Queste due informazioni bastano per stimare la distanza e la massa del pianeta.
Fig. 1 - Quando un pianeta ruota attorno ad una stella, il centro di massa del sistema non coincide con il centro della stella (il centro di massa è indicato in figura con con una piccola X). Quindi anche la stella ruota attorno al centro di massa totale, descrivendo un piccolo cerchio, che percorre in un tempo uguale a quello che occorre al pianeta per percorre un’orbita. In questo modo la stella periodicamente si muove verso la terra, in modo che la sua luce risulta più blu, e poi si allontana dalla Terra, facendo sì che la sua luce venga osservata più rossa. Se i nostri strumenti sono in grado di misurare questa piccola differenza di colore, possiamo ricavare la velocità di spostamento, nonchè il periodo. Queste due informazioni bastano per stimare la distanza e la massa del pianeta.

Più vicino di così non si può. È e rimarrà per sempre il pianeta extrasolare più vicino.
Si chiama Proxima Centauri b, dal nome della stella attorno alla quale ruota. Lo dice il suo stesso nome: "Proxima" è la stella più vicina al Sole, tanto che la luce impiega "appena" 4 anni e 2 mesi per compiere la traversata.
Astronomi europei, usando i telescopi dell’European Southern Observatory (ESO) in Cile, sono riusciti ad osservare dei piccoli movimenti regolari di Proxima Centauri, come se la stella fosse disturbata dalla presenza di una massa che le girava intorno. Come se ballasse un valzer con un pianeta vicino.
Poca cosa, la velocità con cui Proxima balla è di appena 1.4 metri al secondo, vale a dire la stessa andatura di quando facciamo una passeggiata rilassata.
Ma sono giri di valzer che non finiscono mai, e dopo un lavoro paziente, durato parecchi anni, gli astronomi hanno raggiunto una sicurezza granitica: il compagno di ballo della stella è un pianeta che le ruota ad una distanza di "appena" 7.5 milioni di km (un ventesimo della distanza tra il Sole e la Terra, e meno di un decimo della distanza tra il Sole e Mercurio).

Fig. 2 -  Proxima Centauri e' una stellina debole, non visibile ad occhio nudo, che si trova vicino ad altre due stelle molto piu' luminose: Alpha Centauri A e  Alpha Centauri B.
Fig.2 - Proxima Centauri è una stellina debole, non visibile ad occhio nudo, che si trova vicino ad altre due stelle molto più luminose: Alpha Centauri A e Alpha Centauri B.

Un anno su quel pianeta durerebbe appena 11 giorni e 4 ore: per fare un anno terrestre, il pianeta deve ruotare 33 volte attorno alla sua stella ...
Non sappiamo ancora quanto sia pesante esattamente, ma sappiamo che deve essere almeno il 30 per cento più pesante della Terra. Non sappiamo nemmeno quanto è grande, per cui non sappiamo quant’è la gravità sulla sua superficie, ma se le sue dimensioni fossero un pizzico più grandi di quelle della Terra, allora un’astronauta su quel pianeta avrebbe lo stesso peso che ha qui sulla Terra.
C’è vita? Non lo sappiamo. C’è un’atmosfera respirabile? Non lo sappiamo. C’è l’acqua liquida? Forse.
Quello che già sappiamo, ed è già straordinario, è che la luminosità della stella madre è circa 600 volte minore di quella del Sole, ma il pianeta le ruota molto vicino, così che la temperatura alla superficie del pianeta potrebbe essere confortevole per noi, e permettere la presenza di acqua liquida.
Ma attenzione! Non basta essere alla giusta distanza: in fondo sia la Terra che la Luna sono alla stessa distanza dal Sole, ma sulla Luna l’acqua liquida non c’è. Ci vuole un’atmosfera, e un’atmosfera con densità e composizione "giuste". Adesso non sappiamo niente dell’atmosfera di Proxima Centauri b (il pianeta), ma nei prossimi anni sapremo di più.
Una cosa che sappiamo già adesso è che Proxima Centauri è una stella piccola, con una massa meno di un decimo di quella del Sole, però le stelle di questa categoria si distinguono per avere dei campi magnetici importanti, di qualche centinaio di volte maggiori di quelli del nostro Sole (e quindi intensi come quelli di un magnetino da frigo).

Fig. 3 - Le stelle Alpha Centauri A e Alpha Centauri B e Proxima Centauri confrontate con il nostro Sole. Proxima Centauri e' piu' piccola, meno luminosa del Sole e ha un colore rosso. Infatti emette la maggioranza della sua luminosita' in infrarosso.
Fig. 3 - Le stelle Alpha Centauri A e Alpha Centauri B e Proxima Centauri confrontate con il nostro Sole. Proxima Centauri è più piccola, meno luminosa del Sole e ha un colore rosso. Infatti emette la maggioranza della sua luminosità in infrarosso.

Si distinguono anche per avere degli sbalzi di luminosità improvvisi e intensi. Il povero pianeta ne potrebbe risentire, perchè è molto vicino, e dovrebbe lottare per mantenere la propria atmosfera, sotto la pressione del vento stellare. Però, da quello che sappiamo, questo non sarebbe impossibile.
Un altro grosso pericolo sarebbe la rotazione sincrona, cioè la stessa cosa che fa la Luna con la Terra: ci mostra sempre la stessa faccia. Se il pianeta mostrasse la stessa faccia alla propria stella, una metà sarebbe continuamente illuminata e al caldo, mentre l’altra metà sarebbe al buio e al freddo. Potrebbe un’atmosfera densa distribuire il calore dalla parte calda a quella fredda? Non lo sappiamo ancora.
Nonostante tutti questi problemi, il fatto che esista un pianeta delle dimensioni della Terra attorno alla stella a noi più vicina è una notizia straordinaria. E lo stupore aumenta sapendo che la distanza pianeta-stella può permettere una temperatura "confortevole" per noi.
Se questo succede per la stella a noi più vicina, che ovviamente è una di quelle che possiamo studiare in maggiore dettaglio, allora è probabile che succeda per tante altre stelle, più lontane ed osservabili con più difficoltà. Insomma, questa scoperta dice che i pianeti potenzialmente abitabili e adatti alla vita non sono una rarità. Sono comuni.
Possiamo andarci, su Proxima Centauri b?

Fig. 4 -  Visione artistica della vela spaziale del progetto STARSHOT attualmente in fase di studio: potenti laser sulla terra mandano un fascio di radiazione su una leggerissima vela, che viene spinta fino ad una velocità uguale al 20 per cento della velocità della luce. La vela ed il suo minuscolo carico di microchip potrebbero raggoungere Proxima Centauri in circa 21 anni.
Fig.4 - Visione artistica della vela spaziale del progetto STARSHOT attualmente in fase di studio: potenti laser sulla terra mandano un fascio di radiazione su una leggerissima vela, che viene spinta fino ad una velocità uguale al 20 per cento della velocità della luce. La vela ed il suo minuscolo carico di microchip potrebbero raggoungere Proxima Centauri in circa 21 anni.

La tecnologia attuale potrebbe fabbricare astronavi dalla velocità massima di 200 km/s, vale a dire 720 mila km/h. Cioè potremmo andare sulla Luna in circa mezzora. Sul Sole in poco meno di 9 giorni. Ma quanto ci vorrebbe per raggiungere Proxima Centauri? Circa 6300 anni ... Non è proponibile ...
Però però, se rinunciamo a mandare un uomo, ma ci accontentiamo di una sonda, le cose migliorano. Sembra incredibile, ma alcuni ci avevano già pensato anche prima della scoperta di questo nuovo pianeta, e hanno formato un consorzio chiamato Starshot che include personaggi del calibro di Hawking e Zuckerberg.
L’idea è brillante: invece di mandare apparecchiature pesanti, si mandano tanti microchip, ognuno della grandezza di un francobollo e del peso di pochi grammi. Sono tanti perchè viaggiare a quelle velocità è pericoloso, perchè un frontale con una minuscola particella di polvere interstellare sarebbe fatale.
Così si mandano migliaia di microchip, sperando che almeno qualcuno sopravviva. Tanto, il peso totale sarebbe di pochi chilogrammi. E poi, invece di corredare l’astronave con dei razzi e con delle quantità impossibili di carburante, si spinge l’astronave dalla Terra. Dalla Terra? Sì, con dei laser (ultrapotenti) che spingono una vela ultraleggera di qualche metro quadro di superficie.
Con questo sistema è possible spingere questa bizzarra caravella ad una velocità di circa il 20 per cento della velocità della luce. E raggiungere Proxima Centauri b in 21 anni, un tempo "umano".
Se questi microchip facessero delle foto e le inviassero a Terra le riceveremmo dopo altri 4 anni e due mesi.
Insomma, se la super caravella a trazione turbo-laser partisse adesso, potremmo vedere delle foto di Proxima Centauri b tra circa 25 anni.
E magari scoprirne dei segni di vita. Non male, no?


Stella Proxima Centauri
Tipo Spettrale M5.5
Massa 0.12 Masse solari
Raggio 0.14 Raggi solari
Luminosità 0.0016 Luminosità solari
Periodo di rotazione 83 giorni
Temperatura 3000 K
Distanza dal Sole 4.2 anni luce
Campo magnetico 600 volte quello del Sole
Pianeta Proxima Centauri b
Periodo 11.2 giorni
Massa > 1.3 masse terrestri
Distanza dalla stella Proxima Centauri 0.049 U.A. = 7.4 milioni di km
Distanza dalla Terra 4.2 anni luce
Atmosfera ?
Acqua liquida ?
Vita ?

Tabella 1: Alcune proprietà della stella Proxima Centauri e del pianeta appena scoperto, Proxima Centauri b.
U.A. sta per Unità Astronomica, la distanza tra la Terra e il Sole, che è di 150 milioni di km.


Per saperne di più

A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri - articolo scientifico su Nature in inglese
Proxima Centauri da Media Inaf tutti gli articoli
Trovato un pianeta all’interno della zona abitabile della stella più vicina a noi - comunicato stampa ESO
Proxima Centauri - da wikipedia
Proxima Centauri b - da wikipedia inglese
Un sosia della Terra vicino Proxima Centauri - da Repubblica online
Proxima b, la "Terra" più vicina a noi - da National Geographic Italia online

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