Rappresentazione schematica del satellite Ariel. Crediti: Ariel/Esa
Le stelle sono tante: cento miliardi almeno solo nella nostra galassia. E solo da poco più di 20 anni sappiamo che tutte o quasi hanno o possono avere un proprio sistema planetario: non solo il Sole, ma anche le altre stelle sono circondate da pianeti, che chiamiamo per questo esopianeti. Queste recenti scoperte costituiscono una vera rivoluzione copernicana: così come nel 1543 Copernico spostò il centro dell’Universo dalla Terra al Sole, oggi sappiamo non solo che esistono altri sistemi planetari, ma che questi sistemi “alieni” possono essere molto diversi dal nostro, con pianeti grandi e caldissimi o con pianeti di dimensioni intermedie – le super Terre – che non esistono nel nostro Sistema solare. Le implicazioni di queste scoperte sono molteplici e vanno dall’astronomia, alle scienze della vita, ma anche alla filosofia.
Oggi conosciamo circa 2800 sistemi planetari, che ospitano almeno 3800 esopianeti. E alcuni sono anche vicini: la stella Proxima Centauri, la più vicina a noi, distante “solo” 4,2 anni luce ospita un pianeta nella zona dove potrebbe trovarsi l’acqua in forma liquida, e quindi in principio anche forme di vita. Un pianeta abitabile o abitato così vicino è certamente molto interessante, e infatti si stanno già studiando missioni spaziali per andare a fotografarlo da vicino.
Dei sistemi esoplanetari, però, non sappiamo ancora come si formino né perché siano così diversi l’uno dall’altro. Sappiamo pochissimo anche sull’esistenza di atmosfere attorno agli esopianeti, la loro origine, composizione chimica, evoluzione, e condizioni fisiche. Molte sono ancora le domande alle quali non abbiamo risposta. Dopo la “rivoluzione copernicana” che ha portato alla scoperta degli esopianeti, ora dobbiamo capire la natura di questi mondi alieni.
Come si formano e come evolvono i sistemi planetari? Esiste e qual è la relazione tra la stella e i “suoi” pianeti? Possono ospitare forme di vita come quella terrestre o di tipo diverso? Insomma, che aria tira sugli altri mondi?
Queste le domande fondamentali alle quali cercherà risposta Ariel (Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey), il telescopio spaziale che l’Agenzia spaziale europea (Esa) ha appena selezionato per essere la quarta missione scientifica di classe media del programma Cosmic Vision, con lancio previsto per il 2028.
Ariel osserverà più di mille pianeti in orbita attorno a stelle diverse dal Sole, compiendo così per la prima volta un sondaggio su larga scala dell’esistenza di atmosfere, della loro composizione chimica e delle condizioni di temperatura e pressione delle atmosfere di pianeti extrasolari.
Ariel osserverà pianeti di tipo gioviano e nettuniano, ma anche super Terre attorno a stelle diverse fra di loro, allo scopo di capire se e come la radiazione stellare possa determinare l’esistenza e le proprietà delle atmosfere planetarie.
Ariel consentirà di comprendere la formazione e l’evoluzione dei pianeti, come e quanto la stella influisca sulla formazione e l’evoluzione dei propri pianeti, e se, e quanto, le caratteristiche del nostro Sistema solare siano comuni nell’Universo, se possano esistere pianeti con condizioni simili alla nostra Terra orbitanti attorno ad altre stelle, o se abitiamo veramente su un pianeta “speciale”.
Ariel raccoglierà la luce visibile e infrarossa proveniente dai sistemi extrasolari grazie a uno specchio ellittico di circa un metro. Specchio che sarà costruito in Italia con una tecnologia innovativa, che sfrutta l’eccellenza della nostra industria nazionale. La luce raccolta sarà scomposta dal sistema ottico e analizzata dai sensori di bordo, in maniera tale da consentire l’identificazione degli elementi chimici presenti nelle atmosfere degli esopianeti osservati.
La missione sarà la quarta missione di classe media del programma Cosmic Vision dell’Esa per un lancio nel 2028 e sarà realizzata da un consorzio internazionale in cui l’Italia ha un ruolo molto rilevante. Il contributo del nostro paese, sostenuto dall’Agenzia spaziale italiana, vede la presenza dell’Istituto nazionale di astrofisica, dell’Università di Firenze, dell’Università la Sapienza di Roma e dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Cnr.