Per secoli, gli esseri umani si sono interrogati sulla possibilità che altre Terre orbitino attorno a stelle lontane. Forse alcuni di questi mondi alieni potrebbero ospitare strane forme di vita o avere storie o futuri unici e narrativi. Ma è stato solo nel 1995 che gli astronomi hanno individuato i primi pianeti in orbita attorno a stelle simili al sole al di fuori del nostro sistema solare.

Nell'ultima decade, in particolare, il numero di pianeti noti per orbitare attorno a stelle lontane è cresciuto da meno di 100 a ben oltre 2, 000, con altri 2, 000 probabili pianeti in attesa di conferma. La maggior parte di queste nuove scoperte sono dovute a un unico sforzo:la missione Kepler della NASA.

Kepler è un veicolo spaziale che ospita un telescopio di 1 metro che illumina una fotocamera digitale da 95 megapixel delle dimensioni di una teglia. Lo strumento ha rilevato piccole variazioni nella luminosità di 150, 000 stelle lontane, cercando il segno rivelatore di un pianeta che blocca una parte della luce stellare mentre transita attraverso la linea di vista del telescopio. È così sensibile che potrebbe rilevare una mosca che ronza intorno a un singolo lampione a Chicago da un'orbita sopra la Terra. Può vedere le stelle tremare e vibrare; può vedere macchie stellari e bagliori; e, in situazioni favorevoli, può vedere pianeti piccoli come la luna.

Le migliaia di scoperte di Keplero hanno rivoluzionato la nostra comprensione dei pianeti e dei sistemi planetari. Ora, però, la navicella ha quasi esaurito il suo carburante di idrazina e finirà la sua fantastica vita nei prossimi mesi. Fortunatamente per i cacciatori di pianeti, L'imminente missione TESS della NASA sta aspettando dietro le quinte e si occuperà della ricerca degli esopianeti.

La storia di Keplero

La missione Kepler è stata concepita nei primi anni '80 dallo scienziato della NASA Bill Borucki, con l'aiuto successivo di David Koch. Al tempo, non c'erano pianeti conosciuti al di fuori del sistema solare. Kepler è stato infine assemblato negli anni 2000 e lanciato nel marzo del 2009. Sono entrato a far parte del Kepler Science Team nel 2008 (come principiante con gli occhi spalancati), alla fine co-presiede il gruppo che studia i moti dei pianeti con Jack Lissauer.

Originariamente, la missione doveva durare tre anni e mezzo con possibili proroghe fino a quando il carburante, o la macchina fotografica, o l'astronave è durata. Con il passare del tempo, parti della telecamera hanno cominciato a guastarsi ma la missione è continuata. Però, nel 2013, quando due dei suoi quattro giroscopi stabilizzatori (tecnicamente "ruote di reazione") si fermarono, la missione originale di Keplero si è effettivamente conclusa.

Anche allora, con un po' di ingegno, La NASA è stata in grado di utilizzare la luce riflessa dal Sole per aiutare a guidare il veicolo spaziale. La missione è stata ribattezzata K2 e ha continuato a trovare pianeti per un altro mezzo decennio. Ora, con l'indicatore del carburante quasi vuoto, l'attività della caccia al pianeta è agli sgoccioli e l'astronave sarà lasciata alla deriva nel sistema solare. Il catalogo finale dei candidati pianeti della missione originale è stato completato alla fine dell'anno scorso e le ultime osservazioni di K2 si stanno concludendo.

La scienza di Keplero

Spremere quanta conoscenza possiamo da quei dati continuerà per gli anni a venire, ma ciò che abbiamo visto finora ha stupito gli scienziati di tutto il mondo.

Abbiamo visto alcuni pianeti che orbitano attorno alla loro stella ospite in poche ore e sono così caldi che la roccia superficiale si vaporizza e si trascina dietro il pianeta come una coda di cometa. Altri sistemi hanno pianeti così vicini che se dovessi stare sulla superficie di uno, il secondo pianeta sembrerebbe più grande di 10 lune piene. Un sistema è così pieno di pianeti che otto di loro sono più vicini alla loro stella di quanto la Terra sia al Sole. Molti hanno pianeti, e a volte più pianeti, orbitando all'interno della zona abitabile della loro stella ospite, dove può essere presente acqua liquida sulle loro superfici.

Come in ogni missione, il pacchetto Kepler è arrivato con dei compromessi. Aveva bisogno di fissare una singola parte del cielo, lampeggia ogni 30 minuti, per quattro anni consecutivi. Per studiare abbastanza stelle per fare le sue misurazioni, le stelle dovevano essere abbastanza distanti, proprio come quando ti trovi in ​​mezzo a una foresta, ci sono più alberi più lontani da te che accanto a te. Le stelle lontane sono fioche, e i loro pianeti sono difficili da studiare. Infatti, una sfida per gli astronomi che vogliono studiare le proprietà dei pianeti Keplero è che Keplero stesso è spesso lo strumento migliore da usare. I dati di alta qualità dai telescopi terrestri richiedono lunghe osservazioni sui telescopi più grandi:risorse preziose che limitano il numero di pianeti che possono essere osservati.

Ora sappiamo che ci sono almeno tanti pianeti nella galassia quante sono le stelle, e molti di quei pianeti sono abbastanza diversi da quelli che abbiamo qui nel sistema solare. Imparare le caratteristiche e le personalità dell'ampia varietà di pianeti richiede che gli astronomi indaghino quelli che orbitano attorno a stelle più luminose e più vicine, dove possono essere utilizzati più strumenti e più telescopi.

Entra TESS

La missione Transiting Exoplanet Survey Satellite della NASA, guidato da George Ricker del MIT, è previsto per il lancio nelle prossime settimane e cercherà i pianeti utilizzando la stessa tecnica di rilevamento utilizzata da Kepler. l'orbita di TESS, piuttosto che stare intorno al Sole, avrà uno stretto rapporto con la Luna:TESS orbiterà intorno alla Terra due volte per ogni orbita lunare. modello di osservazione di TESS, piuttosto che fissare una singola parte del cielo, analizzerà quasi l'intero cielo con campi visivi sovrapposti (proprio come i petali di un fiore).

Dato ciò che abbiamo appreso da Keplero, gli astronomi si aspettano che TESS trovi migliaia di altri sistemi planetari. Scrutando tutto il cielo, troveremo sistemi che orbitano intorno alle stelle 10 volte più vicini e 100 volte più luminosi di quelli trovati da Keplero, aprendo nuove possibilità per misurare le masse e le densità dei pianeti, studiando le loro atmosfere, caratterizzando le stelle che li ospitano, e stabilire la piena natura dei sistemi in cui risiedono i pianeti. Questa informazione, a sua volta, ci dirà di più sulla storia del nostro pianeta, come può essere iniziata la vita, quali destini abbiamo evitato e quali altre strade avremmo potuto seguire.

La ricerca per trovare il nostro posto nell'universo continua mentre Keplero termina la sua tappa del viaggio e TESS prende il testimone.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.