L’età della Luna? 4,47 miliardi di anni

Il più violento impatto avvenuto nelle prime fasi di formazione del Sistema solare interno, quasi cinque miliardi di anni fa, è quello da cui si è formata la Luna, il nostro satellite. Individuare con precisione quando questo titanico scontro tra corpi celesti primordiali – la proto Terra sulla quale ha impattato altro proto pianeta di massa più piccola – è però un compito tutt’altro che scontato. Anche la strada che poteva apparire più semplice, quella cioè di datare i numerosi di campioni di roccia lunare riportati a Terra dalle missioni Apollo, ad oggi non ha restituito risultati unanimemente accettati dalla comunità scientifica internazionale. Numerosi sono gli studi che provano a dirimere la delicata questione, analizzando il problema da punti di vista diversi e utilizzando differenti metodologie d’indagine. Dell’ultimo in ordine di tempo ne avevamo dato notizia solo qualche giorno fa anche qui su Media INAF.
Una nuova indagine, guidata da Bill Bottke dell’Institute for the Science of Exploration Targets (ISET) presso il Southwest Research Institute negli Stati Uniti e appena pubblicata sulla rivista Science fornisce un nuovo contributo sulla dibattuta vicenda. Stavolta provando ad ‘attaccare’ il problema da un’angolazione un po’ diversa.
I ricercatori partono infatti dal considerare che dallo scontro primordiale non si è solo venuto a formare un anello di materiali attorno alla proto Terra che poi, condensandosi, avrebbero dato origine alla Luna. Una frazione del materiale schizzato via nell’impatto, poco meno di un centesimo della massa della Terra, avrebbe avuto, come risulta da simulazioni al calcolatore, energia sufficiente per raggiungere addirittura la fascia degli asteroidi. Verosimilmente, una parte di questi proiettili, grandi anche qualche chilometro, si sarebbe a sua volta scontrata con alcuni degli asteroidi della fascia principale. Questa carambola spaziale sarebbe avvenuta, come risulta dalle simulazioni, a velocità molto maggiori di quelle che tipicamente si verificano negli urti reciproci tra asteroidi della fascia principale, lasciando nei materiali risultanti tracce indelebili dovute al grande calore sviluppato negli scontri.
Basandosi su questo scenario, i ricercatori hanno provato a ricavare grazie a simulazioni al calcolatore l’epoca in cui questi impatti secondari si sono verificati e l’intensità di questo bombardamento, confrontando i risultati con le informazioni di passati eventi di violenti riscaldamenti individuati in alcune meteoriti raccolte qui sulla Terra. I risultati che emergono da questo studio indicano per la Luna un’età di circa 4,47 miliardi di anni. In confronto, i più antichi materiali nel Sistema solare che abbiamo finora rinvenuto in alcune meteoriti sono di appena cento milioni di anni prima.
«La Luna è l’unico corpo celeste che l’umanità è riuscita a visitare di persona fino ad ora eppure, a dispetto delle visite effettuate e dei numerosi campioni riportati sulla Terra, il mistero della sua origine è un problema ancora attuale» commeta Diego Turrini, planetologo dell’INAF. «La teoria dell’impatto gigante ne spiega la nascita con un evento abbastanza “naturale” nella vita di un pianeta agli albori del Sistema solare e ci fornisce una finestra temporale in cui quest’ultimo dovrebbe avere avuto luogo. Nonostante questo, però, le incertezze sui tempi e i modi dell’impatto gigante sono ancora molte. Lo studio presentato in questo articolo ci offre una nuova prospettiva su questo problema. I meteoriti provenienti dalla fascia degli asteroidi portano infatti impressi nella loro composizione i ricordi degli eventi che hanno influenzato la loro vita e, guardando sufficientemente indietro nel tempo, gli autori dello studio sono stati capaci di trovare le tracce degli impatti causati dai frammenti strappati dalla Terra dall’impatto gigante. Oltre alla loro importanza per la datazione della nascita della Luna, questi risultati sono significativi perché ci mostrano come i diversi corpi del Sistema Solare siano indissolubilmente legati l’uno all’altro e come studiandoli nel loro insieme possiamo migliorare la nostra comprensione di ciascuno di essi».
di Marco Galliani (INAF)

Pubblicità

Civiltà aliene: nessuna traccia nell’universo vicino (scansionate 100 mila galassie)

Se là fuori esiste una civiltà aliena tecnologicamente evoluta non lo possiamo certo sapere. Ma se ci fosse è probabile che l’emissione nel medio infrarosso dovuta al massiccio utilizzo di energia possa essere rilevata dai nostri telescopi.
Così suggeriva il fisico teorico Freeman Dyson nel lontano 1960: è plausibile che una civiltà sufficientemente evoluta da viaggiare nello spazio debba utilizzare considerevoli quantità di energia ricavate dalle stelle che popolano la sua galassia di appartenenza. Energia necessaria per alimentare la propria tecnologia, la flotta spaziale, le telecomunicazioni e chissà che diavolo non riusciamo a immaginare. Energia ben visibile nella lunghezza del medio infrarosso.
Ebbene un gruppo di ricercatori ha raccolto questa sfida e servendosi dei dati raccolti dal telescopio spaziale NASA WISE  ha deciso di fare la prova del nove, verificando le emissioni di 100.000 galassie nella fetta di universo a ridosso della Via Lattea.
«L’idea alla base della nostra ricerca – spiega Jason T. Wright del Center for Exoplanets and Habitable Worlds, Pennsylvania State University – è che, se un’intera galassia fosse colonizzata da una civiltà evoluta capace di muoversi agilmente nello spazio, l’energia prodotta dalle tecnologie aliene dovrebbe essere rilevabile nell’infrarosso, compito per il quale WISE è stato progettato ad hoc. Anche se finora i suoi dati sono stati utilizzati esclusivamente a fini astronomici».
Di ET però non c’è traccia: la scansione di 100.000 galassie ha dato esito negativo. Questi i risultati dello studio di G-HAT, la Glimpsing Heat from Alien Technologies Survey, appena pubblicati su The Astronomical Journal.
Roger Griffith, primo firmatario dello studio, ricercatore della Pennsylvania State University, assicura che il catalogo dati di WISE è stato perlustrato da cima a fondo. Quasi 100 milioni di voci, da cui sono state tirate fuori le 100 mila immagini migliori. Risultato: almeno 50 galassie presentano un’insolita attività nella radiazione media infrarossa. Se c’è qualche cosa che esce dalla norma lo dovremmo sapere a breve.
Nell’attesa ci portiamo a casa un risultato scientifico nuovo e interessante: nell’universo vicino non c’è traccia di civiltà aliene tanto evolute da popolare una galassia. E di tempo ne avrebbero avuto per sviluppare tecnologie d’avanguardia. «O gli extraterrestri non esistono, o non utilizzano ancora livelli di energia tali da essere individuati dai nostri telescopi», taglia corto Wright.
O forse, più semplicemente, se la godono comodi sul divano di casa.
di Davide Coero Borga (INAF)

Hickson 68 nei Cani da Caccia

Nel giornalino astronomico di aprile pubblicato su Astronomia.com a cura di Etruscastro si parla di NGC4826,  una galassia “semplice” e famosissima ma non per questo meno spettacolare, meglio nota come M 64 o, per gli “amici”, galassia “Occhio Nero”, e di Hickson 68, uno splendido gruppo di galassie visibile nella costellazione dei Cani da Caccia, formato da almeno 4 galassie osservabili, di cui la NGC 5350 è la componente principale. Faremo quindi riferimento a quest’ultima per rintracciare l’ammasso. Per ottenere tutte le informazione visita il sito Astronomia.com.

I riccioli di Encelado

Le strutture lunghe, sinuose e ricciolute fotografate nelle vicinanze della luna di Saturno Encelado, proverrebbero direttamente dai geyser in eruzione sulla superficie di questo satellite ghiacciato. È questo il parere del team di scienziati al lavoro sulle immagini raccolte dalla sonda NASA Cassini – i primi risultati degli studi sono appena stati pubblicati su The Astronomical Journal.

Crediti: NASA / JPL-Caltech / SSI.

«Ciascuna di quelle irregolari protuberanze è chiaramente riconducibile a gruppi di geyser individuati sulla superficie di Encelado», spiega Colin Mitchell, dello Space Science Institute di Boulder, Colorado, e primo firmatario dell’articolo. «Con le simulazioni al computer abbiamo potuto ricostruire le traiettorie del ghiaccio espulsa da ogni singola eruzione». In particolari condizioni di luce il ghiaccio estruso dalla luna ghiacciata viene illuminato e si mostra in tutta la sua maestosità nelle immagini raccolte da Cassini. Un riccio di polvere e ghiaccio che si estende nello spazio per decine di migliaia di chilometri. Tanto da spingere gli scienziati a immaginare che sia Encelado stessa, con i suoi geyser ad alimentare la porzione di anello che la lambisce. Ipotesi che verrebbe confermata dalla dimensione dei frammenti che compongono l’anello E di Saturno, congruenti ai granuli di ghiaccio che compongono i geyser. «L’aspetto di queste strutture sinuose cambia nel tempo. È chiaro che alcune caratteristiche scompaiano da un’immagine all’altra, si tratta di materiale in movimento», spiega John Weiss della Saint Martin’s University di Lacey. Con tutta probabilità si tratta di un altro degli effetti dovuti all’azione mareale esercita da Saturno sulla luna, e di conseguenza sul materiale in sospensione.
di Davide Coero Borga (INAF)

Tempesta all’equinozio, infuria ogni 15 anni

Titano non smette di stupire. La grande luna di Saturno sarà anche il miglior candidato – dopo la Terra, ça va sans dire – a ospitare la vita nel Sistema solare, ma certo di normale ha ben poco: anche le cose in apparenza più familiari assumono lassù contorni da fantascienza. Prendiamo le colossali dune che ne solcano la superficie correndo parallele all’equatore. Alte fino a cento metri e lunghe decine di chilometri, a differenza di quelle sabbiose dei nostri deserti sono fatte, probabilmente, di polimeri idrocarburici: una sorta di fuliggine originata dalla decompressione del metano in atmosfera. Certo, sono anch’esse spazzate da venti di superficie, proprio come quelle della Terra. C’è però un problema, già sottolineato qualche mese fa da un altro articolo pubblicato su Nature: mentre questi venti – così dicono i modelli – soffiano verso ovest, stando alle osservazioni dell’orbiter Cassini le dune corrono nel verso opposto, puntando inequivocabilmente verso est.
Com’è possibile? Quale altra forza può aver loro impresso una così sorprendente contropiega? Le ipotesi non mancano, arrivando persino a evocare l’attrazione gravitazionale di Saturno. Finora, però, nessuna è risultata abbastanza convincente. Almeno non agli occhi del team guidato da Benjamin Charnay, della University of Washington (Seattle, USA), che ha appena pubblicato su Nature Geoscience i risultati di un nuovo modello stando al quale la risposta andrebbe, piuttosto, cercata in violente quanto rarissime tempeste di metano che si scatenano occasionalmente nell’alta atmosfera della luna, dunque a quota più elevata rispetto ai venti di superficie.
Violente, qui, va inteso in senso relativo: si tratterebbe infatti di “raffiche” di metano che sfiorano, quando va bene, i 10 metri al secondo. A malapena un innocuo refolo per chi è abituato alla bora triestina, con i loro 36 km/h queste correnti “titaniche” risultano comunque dieci volte più impetuose della dolce brezza che è solita accarezzare la superficie della luna.
Rare, invece, lo sono sul serio. Le tempeste d’alta quota si scatenano soltanto in occasione dell’equinozio, quando la notte e il dì hanno identica durata. Concomitanza che su Titano è una trentina di volte meno frequente di quanto non lo sia sul nostro pianeta: se sulla Terra avviene ad ogni inizio di primavera e d’autunno, là sulla luna di Saturno occorre attendere quasi 15 anni – 14.75, per l’esattezza – prima che si ripresenti.
Eppure, nonostante siano così sporadiche, la loro intensità è tale da innescare, stando al modello di Charnay, forti correnti discendenti che, giunte in superficie, spirano verso est. Le correnti sarebbero aiutate, in questo, da un altro curioso tratto di Titano: l’atmosfera super-rotante – ovvero, che ruota più veloce della superficie solida sottostante, caratteristica che la luna condivide con Venere. Riuscendo così a raggiungere una forza sufficiente a imprimere alle dune una piega in grado di resistere anche a distanza di anni, visto che l’ultimo equinozio si è verificato nel 2009 e loro sono ancora lì.
Arrivare a ricostruire questo complesso scenario, mettendo insieme indizio su indizio, è stato un lavoro da detective. Ora si tratta di metterlo alla prova. Ma come? L’ideale sarebbe sfruttare nuovamente Cassini per una campagna osservativa da condurre durante il prossimo equinozio, in programma per il 2023. Ma sarà già troppo tardi: la missione della sonda NASA/ESA/ASI giungerà infatti al capolinea nel 2017.
«Ma ci saranno altre missioni», promette Charnay, «perché ancora rimangono molti misteri da chiarire su Titano. Ancora non sappiamo come si sia formata la sua densa atmosfera d’azoto, da dove arrivi il metano o come si formi la sabbia della luna. E non è del tutto escluso», conclude ottimista, «che là possa esserci la vita, magari nel fondo dei suoi mari di metano».
di Marco Malaspina (INAF)

Saturno: è diluvio universale

Fenomeni meteorologici di vaste proporzioni, veri e propri diluvi da Antico Testamento, sconvolgono la superficie di Saturno ogni 30 anni. Si tratta di precipitazioni abbondanti che possono svilupparsi in latitudine abbracciando l’intero pianeta, regolate da un timer naturale che viene resettato da ogni evento eccezionale. In 140 anni di osservazioni telescopiche sono sei le tempeste che sono scoppiate sul Signore degli anelli. L’ultima a dicembre 2010, ha imperversato sull’emisfero settentrionale del pianeta per sei mesi, fino all’agosto 2011. Ogni 30 anni, puntuale come un orologio svizzero, ecco risorgere una potente tempesta. Oggi, grazie ai dati raccolti dalla sonda NASA Cassini (vedi MediaINAF), gli scienziati possono finalmente proporre una spiegazione plausibile a questo strano fenomeno. In un articolo appena pubblicato su Nature Geoscience l’ipotesi che si fa strada è che il vapore acqueo, più pesante di idrogeno ed elio che abbondano nel cielo di Saturno, resti per lunghi periodi intrappolato negli strati bassi dell’atmosfera, rallentando i naturali fenomeni di convezione che conducono alla formazione di ammassi di nuvole utili a creare nuove tempeste. «Quando smette di piovere, l’atmosfera di Saturno è così umida e densa, che le correnti ascensionali stentano a prendere forma, per decenni», spiega Cheng Li del California Institute of Technology, a Pasadena. «È necessario che gli strati superiori dell’atmosfera si raffreddino disperdendo il calore nello spazio, prima che i vapori possano innescare i naturali moti convettivi delle correnti di aria calda e umida che portano alla formazione di una perturbazione con precipitazioni, anche importanti». È così che, poi, dopo 30 anni, piove tutta la pioggia “arretrata”. Il varco aperto dalla perturbazione innesca a catena sulla stessa latitudine (come si vede bene nelle immagini raccolte da Cassini) una gigantesca tempesta che investe il pianeta imperversando mesi e mesi. Il che suggerisce che l’atmosfera profonda di Saturno debba contenere tanta più acqua di quella che abbiamo immaginato costituire atmosfere di altri giganti gassosi, come Giove. Se il cielo di Saturno fosse più “asciutto”, piccole tempeste e perturbazioni ridotte dovrebbero avere luogo in grande frequenza. Qui, al contrario, ci troviamo di fronte a fenomeni episodici e devastanti. Osservazioni da terra e dati raccolti dai telescopi spaziali sembrano avvallare l’ipotesi di un Saturno molto “bagnato”. «Studi basati sulla spettroscopia hanno già dimostrato come l’atmosfera di Saturno sia ricca di metano e altre sostanze volatili, con concentrazioni anche due o tre volte maggiori rispetto a Giove. Non ci sarebbe da stupirsi se Saturno fosse anche ricco di ossigeno, e quindi di acqua», taglia corto Andrew Ingersoll, membro del team scientifico Cassini.
di Davide Coero Borga (INAF)

Non tutte le supernove “Ia” sono uguali

Grazie alla loro straordinaria regolarità, sono i “righelli cosmici” presenti da anni nell’astuccio d’ogni astrofisico, strumenti d’elezione per prendere le misure a un universo in espansione. Questo perché le supernove di tipo Ia esplodono tutte allo stesso modo, tutte al superamento di un’identica soglia: il limite di Chandrasekhar, corrispondente a circa 1.44 masse solari. Soglia raggiunta da una nana bianca consumando poco a poco, in un sistema binario, la materia sottratta alla stella compagna. Insomma, un perfetto meccanismo a orologeria, in grado di produrre esplosioni di luminosità pressoché identica – da qui l’appellativo di “candele standard” – in tutto l’universo. Dunque un riferimento in teoria assoluto, irrinunciabile per calcolare la distanza delle galassie che le ospitano. Ebbene, alcune recenti osservazioni sembrano mostrare che così standard non sono: di supernove Ia potrebbero esisterne almeno due diversi sottotipi. A far sorgere il dubbio, le osservazioni compiute in banda ultravioletta, utilizzando il telescopio spaziale Swift della NASA, da un team di astronomi guidato da Peter Milne della University of Arizona, poi confrontate con quelle ottenute in banda ottica dal telescopio spaziale Hubble. Proprio i dati in ultravioletto hanno evidenziato la presenza di differenze inattese fra le supernove osservate. Differenze emerse sotto forma di lievi spostamenti spettrali verso il rosso o verso il blu, assai difficili da cogliere affidandosi ai soli dati in banda ottica, e che potrebbero avere importanti ripercussioni in ambito cosmologico. «Ciò che abbiamo trovato è che non si tratta di differenze casuali, anzi: ci inducono a distinguere le supernove di tipo Ia in due diversi gruppi. E il gruppo che risulta minoritario a breve distanza da noi diventa quello predominante a distanze maggiori – dunque quando l’universo era più giovane», spiega Milne. «Andando indietro nel tempo, vediamo dunque un cambiamento nella popolazione delle supernove. L’esplosione sembra avere qualcosa di diverso, qualcosa che non si coglie osservando in banda ottica, ma che diventa evidente in ultravioletto. Poiché nessuno l’aveva mai notato prima, queste supernove erano state gettate insieme nello stesso mucchio. Ma se ne osserviamo dieci fra quelle a noi più vicine, queste saranno in media più “rosse” di quanto non lo sia un campione di altre dieci scelte fra quelle più lontane». La conseguenza più eclatante di questa non uniformità sarebbe, se confermata, che l’espansione dell’universo accelera meno del previsto. Le supernove di tipo “Ia” sono infatti uno dei tre pilastri osservativi (gli altri due sono la radiazione di fondo cosmico a microonde e le oscillazioni barioniche acustiche) a sostegno dell’espansione accelerata, scoperta per la quale Saul Perlmutter, Brian Schimdt e Adam Reiss hanno ottenuto nel 2011 il Nobel per Fisica. Una conseguenza, dunque, che avrebbe a sua volta ripercussioni sulla quantità di energia oscura presente nel cosmo: in particolare, stando agli autori dello studio, potrebbe essere inferiore a quanto atteso. E se la presenza della dark energy – per quanto ridimensionata – non sarebbe comunque messa in discussione dalle osservazioni di Milne e colleghi, è il possibile venir meno di uno strumento affidabile per studiarla a preoccupare maggiormente gli scienziati. «Il risultato presentato nell’articolo in questione è sicuramente allarmante, non tanto per l’esistenza o meno dell’energia oscura, un risultato che a mio modo di vedere rimane solido, ma per l’utilizzo delle supernove di tipo Ia nell’indagine sulla sua stessa natura», puntualizza infatti Enrico Cappellaro, astrofisico ed esperto di supernove presso l’Osservatorio astronomico dell’INAF di Padova, al quale abbiamo chiesto un commento. «Per quest’ultimo obiettivo la precisione richiesta è decisamente superiore, e quindi un problema sistematico nella calibrazione può essere catastrofico». «D’altre parte», mette in guardia lo stesso Cappellaro, «devo ammettere di avere ancora qualche dubbio sulla consistenza dell’effetto trovato. C’è bisogno di migliorare la statistica per verificare se effettivamente si tratta di due popolazioni distinte, e per confermare l’evoluzione con il redshift delle proprietà delle supernove Ia».
di Marco Malaspina (INAF)

La Teoria della Panspermia: l’alleanza Universale per la vita

Anche chi è convinto dell’esistenza della vita extraterrestre non può negare quanto rara, preziosa e delicata sia la nostra Terra. Certo, l’Universo in generale non è particolarmente accogliente: il gelo degli sterminati spazi intergalattici e le inimmaginabili incandescenti temperature in prossimità delle stelle, i bombardamenti di raggi cosmici, le attrazioni fatali di buchi neri, le elevate pressioni e atmosfere velenose su pianeti anche a noi prossimi… chi più ne ha più ne metta. La tentazione di considerarci i “prescelti abitanti di un mondo prescelto” è forte. Ma la scienza ci offre un punto di vista che, a mio parere, è perfino più affascinante e confortante. Il merito del miracolo della vita potrebbe non andare solo alla Terra, ma sarebbe il frutto della collaborazione tra una vasta gamma di attori celesti (pianeti, asteroidi, comete, micrometeoriti provenienti dallo spazio profondo), che avrebbero contribuito a trasformarla in un’isola vibrante di vita immersa in un ambiente solo apparentemente sterile.
In sintesi, con qualche mia rielaborazione “sentimentale”, è questo il succo delle teorie della panspermia, un termine greco che si traduce letteralmente come “semi ovunque”. L’idea è che i semi della vita esistono dappertutto nell’Universo, e si propagano da una regione all’altra; nei luoghi più adatti, questi semi poi potranno sbocciare e portare al frutto della vita.
Teste di non poco conto si sono espresse a  favore della panspermia. Già ipotizzata da Anassagora nell’antica Grecia, l’idea di un Universo permeato di germi di vita fu riportata alla ribalta dal chimico svedese Jöns Jacob Berzelius, che negli anni 1830 confermò la presenza di composti del carbonio in alcune meteoriti. Da allora numerosi scienziati illustri hanno sostenuto, o comunque non escluso, le ipotesi caratterizzanti la panspermia, tra cui Lord Kelvin, i premi Nobel Svante Arrhenius e Francis Crick, nonché il leggendario Stephen Hawking.

Da Dove? E Come?

Esistono diverse versioni della teoria della panspermia, a seconda dell’origine e delle modalità di scambio dei “semi vitali”. Vediamole in breve.

Litopanspermia

La teoria della litopanspermia (dal greco litos = roccia), chiamata anche panspermia interstellare, ipotizza che il materiale biologico possa venire trasportato da un sistema stellare all’altro, viaggiando nelle rocce espulse dalla superficie di un pianeta a causa di un impatto.
Questa ipotesi può generare perplessità sulla capacità dei microrganismi di sopravvivere all’impatto e conseguente espulsione dal pianeta d’origine, al lungo viaggio nello spazio profondo – resistendo agli attacchi di raggi cosmici e venti stellari – e al’atterraggio su un altro mondo. Oggi è noto, tuttavia, che esistono esseri viventi capaci di resistere, e anzi prosperare, in condizioni ambientali apparentemente proibitive. Li definiamo estremofili (amanti dell’estremo), e sulla Terra li troviamo, ad esempio, nelle sorgenti idrotermali degli oceani, caratterizzate da pressioni e temperature elevatissime, e nel gelo dei ghiacci antartici. E c’è di più. Il lavoro del team diretto da Anurag Sharma del Geophysical Laboratory della Carnegie Institution di Washington, pubblicato sulla rivista Science, ha dimostrato che anche batteri comuni, come l’Escherichia coli e la Shewanella oneidensis, possono vivere a pressioni pari a 16.000 volte quella atmosferica. Non è quindi assurdo pensare che dei microrganismi possano viaggiare in uno stato dormiente anche per milioni di anni, finché non raggiungono un pianeta ospitale dove “risvegliarsi”.

Panspermia Balistica

Secondo questa forma della teoria, anche detta panspermia interplanetaria, un pianeta riceverebbe in regalo materiale biologico da un suo fratello nello stesso sistema solare, attraverso rocce espulse dalla superficie di quest’ultimo a causa di un impatto.
La scoperta di meteoriti quasi certamente provenienti dalla Luna e da Marte rendono lecito chiedersi se questi oggetti possano fungere da veicolo per forme di vita, o almeno per i suoi precursori chimici. L’idea non è poi così infondata. Lo scambio di materiale tra pianeti vicini, come la Terra e Marte, era di certo un evento frequente durante I primi 800 milioni di anni del Sistema Solare, cioè tra 4,6 e 3,8 miliardi di anni fa, quando gli imponenti impatti con asteroidi e comete abbondavano. Se in questo periodo si fossero formati semplici organismi su uno dei due pianeti, e sembra esistere prova di vita microbica terrestre risalente a 3,85 miliardi di anni fa – è logico pensare che essi possano essere stati “spediti” al pianeta vicino, formando una colonia all’arrivo. Non è nemmeno da escludere che la vita si sia originariamente formata su Marte, e che sia poi stata trasportata sulla Terra. Questo processo di reciproca fertilizzazione interplanetaria nel nostro sistema solare potrebbe aver interessato non solo la Terra e Marte, ma anche Venere, quando le condizioni alla sua superficie erano più clementi di come lo sono oggi.

Panspermia Guidata

Questa versione, forse dalle tinte più fantascientifiche, ma non per questo da sottovalutare, ipotizza la diffusione intenzionale dei germi della vita da parte di una progredita civiltà extraterrestre. L’intento potrebbe essere quello di garantire la continuazione di una civiltà in via di estinzione, o di terraformare nuovi mondi rendendoli abitabili per una futura colonizzazione. Fu il Premio Nobel Francis Crick, scopritore della struttura a doppia elica del DNA, ad avanzare questa teoria nel 1973, insieme al chimico britannico Leslie Orgel. Secondo Crick, il DNA è troppo complesso per essersi evoluto in modo naturale. Crick ipotizzava che piccoli granelli contenenti DNA, o amminoacidi, potrebbero essere caricati su razzi e sparati a caso in tutte le direzioni.
L’idea non è così strampalata; alcuni scienziati ci pensano davvero, perseguendo il sogno di diffondere la vita nell’Universo. Per aumentare le probabilità di successo, sarebbe opportuno mirare ad ammassi di stelle giovani situate in nubi di formazione stellare, dove i semi della vita potrebbero atterrare direttamente su un pianeta capace di farli germogliare, oppure essere catturati da asteroidi e comete che poi li porterebbero a destinazione.
E’ anche possibile che la vita venga trasferita involontariamente, durante le esplorazioni spaziali. Questa “contaminazione” è una possibilità reale, che può rappresentare anche uno scoglio per la ricerca di forme di vita extraterrestre. Può infatti accadere che materiale organico eventualmente trovato su un altro pianeta sia stato, in realtà, trasportato fino a lì dalle stesse missioni progettate per scoprirlo, comportando non poche polemiche, come accadde con la missione della sonda Curiosity su Marte. Per porre rimedio a questo problema, vengono messe in atto costose tecniche di sterilizzazione sulle navette inviate in esplorazione, che però non sono da considerarsi al 100% efficaci.
Qualcuno contesta alla panspermia l’incapacità di risolvere i misteri della nostra esistenza, che verrebbero semplicemente spostati un po’ più in là, demandando a qualche altro pianeta l’origine della vita ma senza spiegarne i segreti. Mi sembra però un’obiezione inutile. La panspermia, infatti,  non si vanta di spiegare come o perché esista la vita, ne cosa abbia portato all’evoluzione, bensì ha l’obiettivo di capire come la vita sia iniziata sul nostro pianeta, e come essa si possa trasferire attraverso il cosmo. Rispondere a questi importanti interrogativi richiede la collaborazione di ricercatori appartenenti alle discipline più disparate, tra cui astrobiologi, ecologisti, astronomi e scienziati planetari, geochimici, filosofi ed esploratori spaziali.
Sappiamo che al momento del Big Bang, tutta la materia e l’energia presente nel Cosmo erano concentrate nello stesso punto. Ogni particella esistente è strettamente legata a tutte le altre dalla stessa origine, e dallo stesso destino. Non è così strano, allora, immaginare che gli abitanti del Cosmo, grandi e piccoli, si siano uniti in una splendida alleanza per promuovere e diffondere la vita.
Il contatto con esseri alieni intelligenti è senz’altro un sogno di molti di noi. Nel fratempo però, sarebbe già meraviglioso, credo, dimostrare che i germi della vita sono diffusi in tutto l’Universo, e che tutto l’Universo contribuisce a farli sbocciare, anche solo su poche isole rigogliose.
di Francesca Diodati (Astronomia.com)

La storia della Via Lattea, come in un film

E’ la più accurata ricostruzione della storia della formazione stellare nelle galassie simili alla nostra, che di fatto rappresenta la migliore visione di quello che può essere accaduto, nel corso di miliardi di anni, anche nella Via Lattea. Una sorta di ‘film’ fatto di tanti fotogrammi, circa 2.000, ognuno a rappresentare un’istantanea dello stato evolutivo di galassie a spirale in epoche assai remote. Una storia che si spinge indietro nel tempo fino a dieci miliardi di anni fa, che il team di ricercatori guidato da Casey Papovich (Texas A&M University di College Station, Stati Uniti) ha pazientemente ricostruito a partire dalle immagini raccolte da vari telescopi spaziali e terrestri, in differenti lunghezza d’onda. Dall’ultravioletto al lontano infrarosso, gli scienziati hanno combinato le osservazioni di Hubble e Spitzer della NASA, Herschel dell’Agenzia spaziale europea e del Magellan Baade Telescope all’Osservatorio Las Campanas, sulle Ande cilene per ottenere i loro risultati. «Questo studio ci permette di vedere come ci sarebbe apparsa la Via Lattea nel passato» dice Papovich. «Ciò dimostra che queste galassie hanno subìto un grande cambiamento nella massa delle loro stelle negli ultimi 10 miliardi di anni, aumentandola di dieci volte, il che conferma le teorie sulla loro crescita. E la maggior parte di questa crescita di massa stellare è avvenuta nei primi 5 miliardi di anni dalla formazione delle galassie». I dati raccolti e analizzati mostrano che queste galassie, e molto probabilmente anche la Via Lattea, hanno sperimentato il massimo della loro crescita tra 9,2 e 10 miliardi di anni fa, sfornando nuove stelle fino al vertiginoso ritmo di 30 ogni anno, alcune decine di volte più di quello che registriamo oggi nella nostra Galassia. Lo studio, appena pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal, rafforza così precedenti ricerche che hanno mostrato come la Via Lattea e le galassie simili ad essa, inizialmente, erano composte da piccoli gruppi di stelle e hanno raggiunto masse considerevoli ‘ingurgitando’ grandi quantità di gas. Questo accrescimento di materia ha determinato così il considerevole aumento del tasso di formazione stellare al loro interno registrato nelle epoche più remote. Per Paola Santini, ricercatrice dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Roma e vincitrice insieme a Gian Paolo Fadini della prima edizione del “Premio Giovani Ricercatori Italiani”, organizzato del Gruppo 2003 per la ricerca Scientifica, «l’analisi di Papovich e collaboratori rappresenta un ulteriore passo avanti per comprendere il complesso processo evolutivo delle galassie. Gli autori del lavoro hanno utilizzato osservazioni di survey extragalattiche profonde quali CANDELS, progetto in cui anche qui all’Osservatorio Astronomico di Roma siamo attivamente coinvolti. Tali survey funzionano da “macchine del tempo”, permettendoci di guardare che aspetto avevano a diverse epoche le galassie che popolano l’Universo oggi. L’obiettivo ultimo dell’analisi è comprendere attraverso quali processi fisici le galassie si sono evolute fino a mostrare oggi determinate proprietà». «Utilizzando dati a diverse frequenze, che consentono di analizzare le varie componenti delle galassie, Papovich e collaboratori dimostrano che galassie come la Via Lattea o Andromeda hanno attraversato stadi evolutivi simili, semplicemente percorsi un po’ in anticipo dalle galassie di massa più grande» prosegue Santini. «Queste galassie hanno sperimentato una fase di formazione stellare modesta, seguita da una più intensa e molto oscurata da polvere, e infine si sono gradualmente trasformate in galassie passive, modificando la loro morfologia in una forma sferoidale e mostrando una netta diminuzione della loro attività di formazione stellare. Bisognerà attendere nuovi dati, per esempio dal telescopio ALMA, per determinare se questa trasformazione è dovuta all’esaurimento del gas, ingrediente principale per la formazione di nuove stelle, o alla diminuzione dell’efficienza del processo di conversione di gas in stelle, o infine a una combinazione di questi due fenomeni».
di Marco Gaglliani (INAF)

Neutrini extragalattici sulle ali dei GRB

Lampi di raggi gamma come autostrade intergalattiche. Questa l’analogia scelta da Mauricio Bustamante, della Ohio State University, per offrire un’immagine della loro complessa struttura interna. «Strade piene di auto che corrono, tutte molto rapide. Ma alcune sono normali vetture sportive, per quanto veloci, mentre altre sono veri e propri bolidi da Formula 1 E scontrandosi lungo il tragitto vanno in frantumi, producendo detriti. Detriti che contengono sempre sia neutrini, sia raggi cosmici, sia raggi gamma», dice Bustamante uscendo di metafora, «ma uno solo dei tre dominerà l’emissione.  A decidere quale dei tre, sarà il punto in cui s’è verificata la collisione»

Rappresentazione artistica di un GRB. Crediti: NASA/Swift/Mary Pat Hrybyk-Keith and John Jones

Rappresentazione artistica di un GRB. Crediti: NASA/Swift/Mary Pat Hrybyk-Keith and John Jones

I lampi di raggi gamma analizzati da Bustamante e colleghi sono, dopo il big bang, gli eventi più violenti dell’universo. La loro emissione – sotto forma di due getti opposti di particelle, sparati a velocità prossime a quella della luce e, per effetto dei campi magnetici, estremamente collimati anche a distanze intergalattiche – è associata all’esplosione di supernove. Vengono rilevati nello spazio da satelliti come il telescopio Swift della NASA. E i “detriti” di prima, quelli appunto prodotti dalle loro collisioni, possono giungere sulla Terra – così almeno ritengono gli scienziati – anche sotto forma di raggi cosmici e neutrini. In particolare, stando al modello pubblicato oggi online su Nature Communication, se la collisione avviene a poca distanza dall’origine del gamma-ray burst, là dove le vetture della metafora autostradale sono più fitte, saranno detriti formati per la maggior parte da neutrini. Mano a mano che, lungo il percorso del fascio, la densità di particelle diminuisce, ecco che le collisioni daranno origine sempre più spesso a raggi cosmici. Fino a che, allontanandosi ulteriormente dal punto di partenza, la concentrazione delle particelle diventa bassissima: questo è lo stadio in cui gli scontri producono i raggi gamma che osserviamo sulla Terra. La ricostruzione proposta dal team guidato da Bustamante mostra così come i diversi “messaggeri” – neutrini, raggi cosmici, raggi gamma – provengano da collisioni avvenute nel raggio di tre differenti regioni di spazio, determinate dalla loro distanza dall’origine. Un’ipotesi che ha importanti conseguenze sul versante sperimentale: grazie a osservazioni “multi-messaggere” – non semplicemente multibanda, dunque su più bande di frequenza, bensì con strumenti in grado di rivelare, oltre ai fotoni, anche raggi cosmici e neutrini – è possibile ricostruire l’evoluzione dell’emissione dei lampi di raggi gamma. Strumenti come gli 86 rivelatori di IceCube, che nel 2013, nelle profondità dei ghiacci antartici, catturò per la prima volta due neutrini extragalattici. Il modello pubblicato su Nature Communication, a dire il vero, suggerisce che il tasso di produzione di neutrini da parte dei gamma-ray burst potrebbe essere più basso di quanto si pensasse, e dunque che solo una piccola parte – attorno a uno su dieci – dei neutrini rilevati sulla Terra provengano dai GRB. Un flusso inferiore alla soglia di rilevazione minima degli attuali telescopi per neutrini, dicono i ricercatori. Ma se i calcoli di Bustamante e colleghi risulteranno corretti, gli strumenti della prossima generazione – come IceCube-Gen-2 – dovrebbero essere sufficientemente sensibili da rilevare anche il flusso minimo previsto, aprendo così la strada a un nuovo modo per indagare la struttura interna dei lampi gamma.

Voci precedenti più vecchie