Siamo fatti della stessa materia di cui sono fatte le stelle

We are made of starstuff“, cioè siamo fatti della stessa materia di cui sono fatte le stelle.
Questa celebre citazione di Carl Sagan, astrofisico e divulgatore scientifico, è stata tradotta visivamente in questa infografica.

Circa il 73% del nostro corpo è composto da atomi che sono stati forgiati durante l’esplosione di stelle molto grosse (supernovae di tipo II o di tipo Ib e Ic). L’esplosione di supernovae ha poi disperso questi elementi nello spazio: a un certo punto, questo gas disperso si è raffreddato, è collassato e ha formato nuove stelle. Gli elementi formati nelle supernovae sono segnati in arancio nella tabella.

La Nebulosa del Granchio (Crab Nebula) – Crediti: NASA/ESA

Gli atomi che provengono direttamente dalle fasi iniziali della storia dell’universo (Big Bang) compongono il 9,5% del nostro corpo.

Si tratta principalmente di idrogeno ed elio. Poi è stato prodotto anche un po’ di litio (e possiamo misurarne la quantità tramite le stelle che vediamo oggi).

Grafico che mostra l’abbondanza degli elementi prodotti durante la nucleosintesi del Big Bang.

Il 16,5% invece è composto da atomi che si sono formati durante la morte di stelle piccole, tipo il nostro Sole. Anche in questo caso il gas si disperde nell’universo, ma in modo più tranquillo e meno catastrofico rispetto alle supernovae. Il risultato che ne viene fuori è una nebulosa planetaria: una nube di gas che si espande nello spazio al cui centro si trova ciò che resta del nucleo della stella, cioè una nana bianca

La Nebulosa Elica (Helix Nebula) – Crediti: NASA/ESA


Infine, l’1% si è originato dall’esplosione di nane bianche, durante fenomeni chiamati Novae o supernovae di tipo Ia.

Le supernovae di tipo Ia sono molto importanti: infatti si tratta di fenomeni che possono essere in qualche modo standardizzati e che possono essere usati per misurare le distanze delle galassie nell’universo. Grazie a questo tipo di misure, per esempio, è stata scoperta l’esistenza dell’energia oscura. In pratica, l’1% del nostro corpo è formato da elementi che si sono formati durante questi eventi che oggi osserviamo con grande interesse per capire com’è fatto l’universo. Un trip mentale incredibile.

Supernova di tipo Ia nella galassia NGC 4526 – Crediti:NASA/HST

In tutti i casi sopracitati, ciò che accade è che atomi più pesanti si formano a partire da atomi più leggeri per mezzo di reazioni di fusione nucleare oppure di cattura di neutroni (quando gli atomi iniziano a farsi davvero molto grossi).

E alla fine, praticamente, torniamo all’inizio: Sagan aveva ragione da vendere. Tutte le cellule del nostro corpo sono formate da atomi forgiati all’interno delle stelle. Ci sono voluti miliardi di anni per passare dalle prime stelle dell’universo sino a noi esseri umani.

Ne sarà valsa la pena? Ai posteri l’ardua sentenza.

C’è un pianeta attorno alla stella di Barnard

Abbiamo scoperto un esopianeta attorno alla Stella di Barnard. Il comunicato ufficiale dell’ESO lo trovate a questo link, mentre l’articolo scientifico con tutti i dettagli della ricerca lo potete leggere qui.

La Stella di Barnard

La Stella di Barnard è la stella singola più vicina a noi dopo il sistema triplo di Alfa Centauri, il sistema dove c’è anche Proxima Centauri e abbiamo già scoperto un pianeta.

La Stella di Barnard è una stella a 6,5 anni luce di distanza da noi. La stella di Barnard è famosa perché mostra il più grande moto apparente in cielo.

Moto della stella di Barnard in cielo al passare degli anni

La stella di Barnard è una nana rossa: queste stelle sono più piccole del Sole e hanno una temperatura un po’ più bassa (intorno ai 3000 gradi, rispetto ai 5500 del Sole). Le nane rosse sono ideali per cercare pianeti: per esempio hanno una bassa emissione di raggi X. 

Il pianeta appena scoperto

Il pianeta, chiamato Stella di Barnard b,  è stato trovato grazie allo strumento HARPS dell’ESO, nell’ambito dei progetti Red Dots e CARMENES, progetti che cercano pianeti proprio attorno a nane rosse. In realtà, i dati della ricerca usano anche osservazioni di altri strumenti, raccolte negli ultimi 20 anni.

HARPS misura lo spostamento Doppler della luce emessa dalla Stella di Barnard. Ciò che accade è che pianeta e stella si influenzano reciprocamente a causa della gravità: questo causa uno spostamento avanti e indietro della stella. Quindi, se la stella va avanti e indietro con diverse velocità, anche la frequenza della luce ne sarà affetta: quando la stella si avvicina la frequenza della luce aumenta; viceversa quando la stella si allontana la frequenza della luce emessa dimininuisce, come mostra il video qui sotto.

Dai dati raccolti da HARPS il pianeta Stella di Barnard b dovrebbe impiegare 233 giorni per fare un giro intorno alla sua stella; inoltre, si trattarebbe di una super Terra, cioè di un pianeta più grande della Terra, nella fattispecie con una massa almeno tre volte la massa del nostro pianeta.

Abbiamo trovato una super Terra: torna con la teoria?

In più, questo pianeta della Stella di Barnard è stato trovato a una distanza dalla stella tale per cui sarebbe in prossimità di quella che si chiama linea della neve. Le temperatura sul pianeta della Stella di Barnard sarebbero abbastanza inospitali per la vita così come la conosciamo: siamo intorno ai -170 gradi.

Che cos’è la linea della neve?  Dunque, nei pressi della stella, nel disco si può trovare acqua allo stato di gas; man mano che ci si allontana dalla stella, nel disco le temperature si fanno via via più basse e anche la pressione diventa minore e quindi, ad una certa distanza, abbiamo che l’acqua passa direttamente da gas a ghiaccio. La zona che separa questa transizione nel disco è chiamata la linea della neve dell’acqua.

La linea della neve di un sistema di esopianeti è già stata osservata in passato.

La cosa interessante di questo studio è la combinazione di due ipotesi teoriche: primo, i pianeti del tipo super Terra sono i più comuni attorno a stelle nane rosse; secondo, le super Terre dovrebbero formarsi principalmente in corrispondenza della linea della neve di un sistema solare.

Quindi, non solo è importante aver scoperto un nuovo pianeta attorno a una stella così vicina. È anche importante sottolineare che la ricerca sugli esopianeti continua a fornire risultati in linea con le teorie scientifiche, anche per quanto riguarda i dettagli sulla formazione dei pianeti.

E ora?

Ora si continua: la ricerca di nuovi esopianeti non si ferma mai. Nei prossimi mesi, presto, arriveranno anche i primi dati di NASA TESS su nuovi esopianeti attorno a stelle vicine e ci toccherà aggiornare il conto.

Per quanto riguarda il pianeta della Stella di Barnard, il fatto che siano serviti i dati degli ultimi 20 anni dovrebbe dare un’idea della difficoltà generale di fare questo genere di ricerche. Gli astrofisici, in fondo, provano a trovare un puntino che riflette la luce di una stella: non facilissimo.

Tuttavia, al di là della difficoltà oggettiva per cui sono richiesti strumenti nuovi e potenti, questa ricerca dimostra anche che l’unione tra  lo sforzo collettivo della comunità scientifica e la pazienza di saper raccogliere dati per un lungo periodo alla fine produce ottimi risultati.

Scovare piccoli dettagli nell’universo è sempre più difficile e richiede il lavoro di tutti: chi non è scienziato anche ci mette il suo pagando le tasse.

Comunque, non è che ci possiamo fermare qui con la Stella di Barnard. Servono nuove osservazione per confermare ulteriormente le caratteristiche del pianeta. Inoltre, prossimo obiettivo, magari potrebbe essere quello di riuscire a ottenere un’immagine diretta di questo pianeta (come già fatto qui, per esempio).