2. Esobiologia
L'esobiologia è una scienza
nuova, multidisciplinare, per lo
studio dell'esistenza e delle
possibilità di vita al di fuori
della Terra. La NASA si è
dotata di un piano strategico,
denominato ORIGINS, per lo
studio di tutte le problematiche
relative all'origine della vita,
discusse, tra gli altri argomenti,
nel convegno dell'Astronomical
Society of the Pacific, tenutosi
ad Estes Park, Colorado nel
maggio '97.
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3. La fucina delle stelle
Il più famoso esobiologo, Carl Sagan, affermava che " noi siamo materia stellare
che medita sulle stelle"
Certamente la vita non può svilupparsi nelle stelle, date le enormi temperature che
non consentono la formazione di molecole con più di due atomi. Tuttavia è in esse
che si sono formati gli elementi chimici necessari alla vita (C, O, N, P, S). Infatti, ad
eccezione dell'idrogeno, elio e tracce di litio e berillio, formatisi a seguito del BIG
BANG, tutti gli altri elementi sono prodotti nelle fornaci nucleari delle stelle. Occorre
una stella di almeno 8 masse solari per elaborare gli elementi fino al silicio, mentre
quelli ancora più pesanti richiedono l'esplosione di una supernova.
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4. La base della vita
La vita sulla Terra è basata sui
composti del carbonio anche se la
sua abbondanza sulla Terra è
inferiore all' 1%. Nel cosmo, il
carbonio, è però uno degli
elementi più abbondanti.
Non è escluso che possano
esistere nell'universo esempi di
vita basata su altri elementi, p. e.
sul silicio, che ha pure grande
capacità di legarsi con se stesso,
ma le sue macromolecole
risultano molto rigide e mancano
della versatilità di forma che
caratterizza le molecole
organiche. La forma delle proteine
è sostanziale nelle funzioni
biologiche: si può sostituire un
atomo con quello di un altro
elemento, se la forma non cambia.
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5. Vita ancestrale
Le prime evidenze di attività biologica
si hanno in rocce datate 3.8 Ga,
rinvenute inizialmente ad Isua,
Groenlandia, già sedimentarie ma solo
in quelle di 3.6 Ga si ha una
ragionevole certezza. Date le
condizioni ambientali si presume che
l'iniziale attività biologica sia avvenuta
da parte di organismi unicellulari
ipertermofili e chemiosintetici, simili
agli archeobatteri individuati nei
pressi delle sorgenti termali
sottomarine dei rift oceanici.
Gli attuali archeobatteri sono già
evoluti rispetto a quelli originari. Un
ipotetico comune progenitore, anche di
altri batteri, è stato recentemente
denominato LUCA "Last Universal
Cellular Ancestor"
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6. Vita ancestrale
I batteri potrebbero rappresentare anche
l'unica forma di vita comune a tutto
l'universo.
La vita avrebbe potuto presentarsi in varie
forme. Ne è sopravvissuta una soltanto:
quella basata sui codici genetici DNA e
RNA: quest'ultimo ha funzione di codice
genetico solo in alcuni virus (retrovirus).
L'RNA differisce dal DNA sia nella struttura
di sostegno, dove lo zucchero Ribosio, che
ha un atomo di ossigeno in più del
Desossiribosio, lo sostituisce, sia nelle basi
azotate dove l'uracile sostituisce, salvo rare
eccezioni, la timina.
Questo codice vale per tutti gli esseri viventi,
non solo per la presenza delle stesse basi
azotate, ma anche perché queste codificano
sempre per gli stessi amminoacidi, con
l'eccezione di qualche mitocondrio nel suo
breve DNA.
Nonostante si conosca solo una varietà di
vita, basata sul DNA o RNA (acidi nucleici),
questa non consiste né in un acido nucleico,
né in una o più proteine, ma nella rete
dinamica che si stabilisce tra loro, che
consente di replicarsi.
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7. Vita ancestrale
Anche i virus, DNA o RNA in un involucro proteico o
lipidico, sono materia inanimata, incapaci di replicarsi,
se non inseriti in una cellula.
Negli organismi unicellulari primitivi (procarioti) il
materiale genetico non è racchiuso in una membrana
nucleare. Organismi capaci di attività fotosintetica
comparvero presto, anche se inizialmente l'ossigeno,
liberato dall'anidride carbonica, non si riversò
nell'atmosfera, ma ossidò le rocce. Solo circa 2 Ga or
sono l'atmosfera passò dall'1 o 2% di ossigeno al
15% e, dalla simbiosi di batteri capaci di utilizzare
l'ossigeno (che si trasformeranno in mitocondri) e
cianobatteri (che si trasformeranno in cloroplasti),
nacquero le prime cellule provviste di membrana
nucleare (eucarioti).
Solamente a 2 Ga risale una sporadica impronta
fossile di un organismo a spirale, di circa 1 cm di
diametro, denominato "Gripania", presumibilmente un
vegetale pluricelluare. Una certa diffusione di
pluricellulari si riscontra a partire da 1.5 Ga or sono.
Quindi, per più di 2 Ga la Terra è stata abitata
quasi esclusivamente da organismi unicellulari! In
un periodo compreso tra 1.8 ed 1 Ga comparvero
organismi di dimensioni ragguardevoli per gli
unicellulari: l'alga di forma sferica denominata
"Chuaria" aveva un diametro di 1 cm.
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8. Vita ancestrale
Circa 0.6 Ga or sono, dopo la grande
glaciazione "Palla di Neve", iniziò
l'esplosione vitale degli organismi
animali marini denominato "fauna di
Ediacara", dal primo ritrovamento
paleontologico nell'Australia
meridionale. Nel periodo 530-520
milioni di anni or sono (nel Cambriano)
si sono formati 30 dei 31-32 tipi (phila)
di animali oggi esistenti e la maggior
parte degli ordini attuali. I primi resti di
un vertebrato marino risalgono a 450
milioni e di quello terrestre a 350
milioni di anni fa. I primi amnioti (rettili)
vissero 320 milioni di anni or sono e
più di 100 milioni di anni fa si
svilupparono i primi mammiferi
(Boncinelli 2000) che cominciarono ad
affermarsi già prima della definitiva
scomparsa dei dinosauri, 65 milioni di
anni fa. Questi ultimi, infatti, iniziarono
il loro declino milioni di anni prima di
tale data, diminuendo come numero di
specie.
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9. Ipotesi sulle origini
Sembra impossibile che la vita si sia potuta organizzare sulla Terra nelle forme
altamente strutturate degli acidi nucleici, partendo da materia inorganica, in soli 200
milioni di anni dal suo presumibile raffreddamento. Eppure la possibilità che la vita si
sia potuta sviluppare da materia inorganica, godendo della protezione di minerali
come, per esempio, la pirite, ha trovato recentemente validi indizi. La protezione delle
prime molecole organiche da radiazioni ionizzanti poteva essere anche garantita
nelle profondità marine, traendo l'energia necessaria allo sviluppo dal calore
endogeno. La critica autorevole di Stanley Miller (famoso per la prima produzione nel
1953 di amminoacidi da materiale inorganico) che il calore avrebbe rapidamente
degradato le molecole organiche, è stata recentemente confutata da Robert Hazen e
collaboratori. Essi hanno inizialmente confermato che, per esempio, la leucina si
degrada in pochi minuti in acqua pressurizzata a 200 °C, ma quando viene aggiunto
del solfuro di ferro, comunemente presente nelle bocche idrotermali sottomarine,
l'amminoacido si conserva per giorni, un tempo sufficiente per reagire con altre
molecole organiche. Altri gruppi di ricerca hanno dimostrato la capacità dell'argilla e
di altri minerali lamellari di attrarre ed assemblare una varietà di molecole. Ancora più
interessante risulta la capacità dei cristalli di calcite di selezionare, su facce diverse,
amminoacidi destrorsi o sinistrorsi che potrebbe consentire di valutare come la vita
sulla Terra abbia potuto scegliere, quasi esclusivamente, gli amminoacidi sinistrorsi.
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10. Panspermia
La teoria della Panspermia, proposta negli anni '70 da
Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe, prevede la
diffusione della vita nella Galassia per mezzo di una sua
dotazione iniziale nella nube primordiale che ha dato
origine al Sistema Solare, meteoriti, comete e grani di
polvere, od anche di spore diffuse dalla pressione di
radiazione.
Nella nostra galassia e quindi anche nelle altre, almeno
10 Ga or sono vi erano già le condizioni al contorno
per lo sviluppo dei primi elementi della vita su pianeti
od altri corpi celesti, compresi i grani di polvere nelle nubi
interstellari.
Scott A. Sandford, Louis J. Allamandola e Max B.
Bernstein hanno sostenuto la tesi di una dotazione
primordiale di materiale organico al sistema solare. Tale
materiale può essere stato incorporato, largamente
intatto, sotto forma di polvere nei pianeti.
Carl Sagan ed Altri hanno ipotizzato che sulla Terra
primordiale esistesse una densa atmosfera di anidride
carbonica (10 bar) che consentisse alle comete di
depositare intatto, al netto dell'ablazione, da 1 a 10
milioni di Kg l'anno di materiale organico. Il flusso si
sarebbe dimezzato in 100 milioni di anni. André Brack
stima che tale apporto sia stato di 1014 tonnellate: 100
volte il carbonio riciclato nella biomassa attuale.
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11. Panspermia
Contro la Panspermia sono stati avanzati due argomenti: il primo è la
temperatura elevata che assume il corpo esogeno all'entrata nell'atmosfera
terrestre. Ma recentemente alcuni ricercatori del CALTEC (USA) hanno
dimostrato che il cuore del meteorite ALH84001 non può aver superato i 40
°C, nemmeno durante l'espulsione da Marte. Hanno scaldato alcuni
frammenti per vedere a quali temperature perdessero certe proprietà
magnetiche. Il secondo argomento è la presunta semplicità della chimica
organica nelle nubi interstellari. Louis Allamandola, all'AMES Research
Centre della NASA, ha riprodotto in laboratorio le condizioni di ultra vuoto e
temperatura di 10 °K delle nubi interstellari e vi ha irraggiato delle molecole
di acqua, NH3, CO2, CO e metanolo con raggi ultravioletti. Si sono formate
centinaia di molecole organiche diverse che, successivamente disciolte in
acqua, hanno prodotto membrane simili a quelle delle cellule. Fra le
molecole presenti ve ne erano alcune capaci di un rudimentale utilizzo
dell'energia solare e che sono state inglobate nelle membrane.
Non si può quindi escludere che, se la vita può essere nata sulla Terra,
non sia almeno derivata da materiali organici.
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12. Le molecole nello spazio
La spettroscopia, nelle varie
bande dello spettro
elettromagnetico, ha d'altro canto
consentito di evidenziare nelle
nubi interstellari e nelle comete
121 diverse molecole complesse,
alcune organiche, composte
anche di 13 atomi La sonda Giotto
ha permesso di determinare la
temperatura superficiale, dal lato
del Sole, del nucleo nero della
cometa di Halley pari a +50°C,
una temperatura che favorisce la
formazione di molecole organiche
complesse. Nella chioma si sono
evidenziate anche molecole molto
complesse come i polimeri della
formaldeide.
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13. Le molecole nello spazio
Il National Radio Astronomy
Observatory (NRAO), USA,
nell'informazione del
15.6.2000, ha segnalato la
scoperta in grandi nubi di gas,
a 26 mila anni luce verso il
centro galattico, della
"glicolaldeide", una molecola di
8 atomi componente del
ribosio e del glucosio. Il ribosio
fa parte della struttura
dell'RNA e, come
desossiribosio, di quella del
DNA.
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14. Le molecole nello spazio
Amminoacidi sono stati
rilevati su meteoriti
cadute sulla Terra: le
condriti carbonacee; la
famosa meteorite di
Murchison, Australia,
contiene 8 dei 20
amminoacidi che
compongono
principalmente le proteine
dei viventi sulla Terra.
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15. Marte
Le ulteriori indagini svolte negli
ultimi anni sulla meteorite di
origine marziana, ALH84001,
trovata in Antartide, hanno
reso gli scienziati piuttosto
scettici sulla testimonianza di
vita marziana.
Non è escluso però che forme
di vita possano esistere su
Marte nelle zone polari dove la
sonda Mars Global Surveyor
ha confermato la presenza di
vaste calotte di ghiaccio
d'acqua; la più estesa è sul
polo Nord.
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16. Europa
Europa, il satellite di Giove di poco più
piccolo della Luna, dovrebbe avere
sotto il ghiaccio che lo ricopre, acqua
liquida in quantità maggiore di quella
sulla Terra. Una dettagliata analisi
della possibilità di vita su Europa da
parte del biologo J.A.Hiscox sottolinea
il ruolo che, su questo corpo celeste,
potrebbero aver avuto le sorgenti
termali sottomarine, data la scarsità di
radiazione solare. Tuttavia non c'è
alcuna diretta evidenza della loro
presenza, salvo l'esistenza in
superficie di biossido di zolfo, che però
potrebbe provenire da Giove sotto
forma di ioni. Hiscox indica inoltre in
Ganimede e nel satellite di Saturno,
Titano, gli altri due corpi del sistema
solare che potrebbero ospitare la vita.
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17. Europa
Le più probabili forme di energia su Europa, che
possono aver contribuito, aumentando la temperatura,
all'origine della vita e di sostenerla, sono le forze mareali
dovute a Giove e la conseguente attività endogena. La
possibilità che qualche forma di vita possa essersi
mantenuta su Europa anche sotto una spessa crosta di
ghiaccio, si può studiare, preliminarmente, sulla Terra,
analizzando le acque, i gas idrati ed i sedimenti di un
lago sottoglaciale scoperto nei pressi della base russa di
Vostok, nell'Antartide orientale. È quindi grande l'attesa
di poter esaminare l'acqua del lago, senza inquinarla
biologicamente e poter fare qualche parallelo con le
condizioni degli oceani subglaciali di Europa.
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18. La vita su altri sistemi planetari
Pianeti orbitanti attorno alle stelle vengono scoperti in sempre maggior
numero con l'evoluzione dei sistemi tecnologici d'indagine e non è una
sorpresa! La teoria di formazione di stelle singole in ambiente arricchito di
"metalli", presuppone la formazione di dischi protoplanetari. Non si è ancora
però in grado di individuare pianeti di tipo terrestre orbitanti in una fascia di
distanze dalla stella che consenta condizioni di temperatura vitali, in
funzione del tipo spettrale della stella stessa.
Questa fascia si è recentemente allargata con la scoperta, sulla Terra, di
forme esotiche di vita capaci pure di attendere che condizioni avverse
ritornino ottimali.
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19. Pianeti extrasolari
Uno dei sogni più grandi degli
astronomi e dell'uomo in genere, è
sempre stato quello di scoprire e
studiare pianeti appartenenti ad altre
stelle.
Negli ultimi anni, con il
perfezionamento di alcuni strumenti,
l'uso di tecniche radio e la messa in
orbita del telescopio spaziale Hubble,
si è avuto conferma dell'esistenza di
alcuni pianeti orbitanti intorno ad altre
stelle.
Sono state privilegiate, nelle
osservazioni, stelle simili al nostro
Sole nella speranza che le possibilità
di successo fossero maggiori ma
anche per l'indubbio fascino della
possibile presenza di vita.
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20. Metodi di osservazione
I metodi di osservazione possono
essere sostanzialmente
raggruppati in due categorie:
tecniche di rivelazione diretta ed
indiretta
I metodi diretti utilizzano telescopi
ottici ad alta risoluzione, telescopi
infrarossi e radiotelescopi nella
banda millimetrica, nella quale il
contributo del pianeta è maggiore.
Il metodo radioastronomico è utile
anche per lo studio delle emissioni
peculiari di nubi di polveri e di
grani, collegate alla formazione di
sistemi planetari.
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21. Metodi di osservazione
I metodi indiretti si basano sul fatto che, sebbene un pianeta sia
effettivamente difficile da vedere, la stella attorno alla quale esso
orbita, è al contrario ben visibile, per cui si può rivelare la presenza
di uno o più pianeti osservando gli effetti che essi determinano sulla
stella madre. Due approcci hanno raggiunto un alto grado di
sviluppo e sono applicati in molti programmi di ricerca: il metodo
astrometrico, basato su accurate misurazioni della posizione della
stella centrale e il metodo spettroscopico, basato sul monitoraggio
della velocità radiale della stella.
Le due tecniche sono complementari tra loro, nel senso che,
maggiore è la separazione tra pianeta e stella, maggiore è lo
spostamento astrometrico e minore è la variazione Doppler della
velocità e viceversa.
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22. Metodi di osservazione
Attualmente l'interferometria radio è il metodo
più potente per mettere in evidenza spostamenti
periodici della stella centrale dovuti alla
presenza di un pianeta, anche dell'ordine di un
millesimo di secondo d'arco (m.a.s).
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23. Metodi di osservazione
Esistono altri metodi di rivelazione indiretta
come la fotometria, che studia le variazioni
(diminuzioni) di luminosità della stella dovute al
transito del pianeta-compagno lungo la nostra
linea visuale.
Dalla funzione di massa si può stimare la massa
planetaria come frazione della massa della stella
centrale che può essere dedotta da studi
spettroscopici.
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24. Metodi di osservazione
Un'altra tecnica recente è lo studio degli eventi di microlensing (microlenti
gravitazionali) cui vanno soggette le stelle del bulge galattico, un processo
nel quale la luce proveniente da un oggetto lontano è intensificata dalla
gravità di un oggetto interposto. Se la stella che funge da lente possiede
pianeti, essi potrebbero causare ulteriori aumenti di luminosità di breve
durata, e la curva di luce della stella sarà differente da quella di una stella
che non ha un pianeta compagno.
Quando due stelle, muovendosi a distanze diverse, si trovano ad essere
perfettamente allineate con l'osservatore terrestre, la luce di quella più
lontana è deviata e focalizzata dal campo gravitazionale di quella più vicina
(la "lente"): per un tempo che va mediamente da uno a tre mesi, la
convergenza dei raggi produce un'amplificazione del flusso della stella
lontana che può essere anche dell'ordine di decine di volte. È possibile
tenere sotto controllo molte stelle simultaneamente, cosicché questo
metodo potrebbe fornire dati su un gran numero di pianeti; purtroppo non si
può usare per individuare pianeti di stelle vicine.
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25. Possibili corpi planetari intorno
alle pulsar
La registrazione dei tempi di arrivo di un segnale pulsato
di alta stabilità è in grado di denunciare che la sorgente
è soggetta ad un moto orbitale quando si evidenzi un
sistematico anticipo (nella metà orbita in cui la stella si
avvicina a noi), seguito da un sistematico ritardo (nella
metà orbita in cui si allontana). Aggiungendo che l'entità
dello scarto temporale consente la determinazione della
velocità orbitale della pulsar attorno al centro di massa
del sistema, mentre il suo andamento sinusoidale
fornisce il periodo orbitale. Dalla velocità e dal periodo si
ricava la distanza della pulsar dal centro di massa e
infine da qui, ipotizzando per la massa della stella il
valore classico di 1.4 Mo, si può dedurre la massa del
corpo orbitante.
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26. Pulsar PSR 1257+12
La millisecond pulsar PSR 1257+12, è stata scoperta nel 1990 durante un
programma di osservazioni ad alte latitudini galattiche con il radiotelescopio di 305 m
di diametro di Arecibo, funzionante ad una frequenza di 430 MHz.
Dopo molti mesi di registrazioni continue del segnale della PSR 1257+12 Wolszczan
aveva notato la presenza di due scarti periodici e sinusoidali come quelli che
sarebbero indotti da due pianeti, rispettivamente orbitanti a 0.36 U.A. , con periodo di
66.6 giorni e a 0.47 U.A. con un periodo di 98.2 giorni.
Le masse sono di circa 3.4 e 2.8 masse terrestri. Nel 1996 è stato scoperta
l'esistenza di un terzo pianeta molto più lontano dalla pulsar.
E' interessante notare che il rapporto fra i periodi orbitali (1.470 ± 0.001) è vicino alla
risonanza orbitale 3/2 che si incontra nel sistema solare tra la Terra e Venere e fra
Nettuno e Plutone. Dato il suo periodo ed il suo basso campo magnetico superficiale,
PSR 1257+12 è certamente una pulsar "riciclata", ed è del tutto improbabile che il
sistema planetario che l'accompagna abbia potuto sopravvivere e alla fase di
Supernova e alla fase di accrescimento di materia che ha ri-accelerato la pulsar, ma
debba essersi formato in seguito. L'esistenza di un disco di accrescimento da cui i
pianeti si sarebbero formati spiega le loro orbite circolari e il rapporto 3/2 fra i due
periodi. Quindi in passato la pulsar ha avuto una compagna dalla quale ha
accresciuto materia.
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27. Pulsar PSR 1620-26
Questa pulsar si trova
nell'ammasso globulare
M4; fa parte di un sistema
binario al quale si pensa
essere associato un terzo
corpo compagno. Backer
e colleghi sembravano
essere d'accordo che lo
spin anomalo fosse
dovuto a una sorgente di
accelerazione aggiunta,
identificata con un terzo
corpo presente nel
sistema.
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28. Beta Pictoris
L'interesse per Beta
Pictoris è nato quando il
satellite IRAS ha rivelato
un eccesso di radiazione
infrarossa, interpretabile
come l'emissione di nubi
fredde di polveri. Questa
nube non è altro che un
disco di materia visto
quasi di taglio, che si
adagia lungo il piano
equatoriale della stella.
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29. Beta Pictoris
Immagini ottiche hanno
confermato in seguito la
presenza di questo disco ed
hanno consentito di valutarne
l'estensione (circa 400 U.A.).
L'HST è riuscito di recente a
riprendere le 50 U.A. più
interne trovandovi una
deformazione, un leggero
disallineamento rispetto alla
parte restante del disco, che si
presta ad essere interpretato
come il segno della presenza
di uno o più pianeti.
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30. 51 Pegasi
È una stella di sequenza principale e di tipo spettrale
G2-V e magnitudine 5.5, La ricerca di pianeti compagni
di questa stella iniziò nel 1994 e fu condotta da M. Mayor
e D. Queloz e prevedeva l'utilizzo di spettrografi ad alta
risoluzione di velocità radiali dell'ordine di 13 m/s.
Dopo alcuni giorni di osservazione, la stella mostrava
una variazione della velocità radiale molto pronunciata
che si ripeteva con un periodo regolare di 4.23 giorni, ciò
è stato interpretato come se attorno alla stella ruotasse,
con un periodo orbitale di 4.23 giorni un corpo di massa
molto grande, almeno la metà di quella di Giove.
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31. 47 Ursae Maioris
Analizzando le curve di velocità, R.P. Butler e G.W.
Marcy conclusero che il pianeta doveva essere 2.80
volte la massa di Giove, (la massa reale resta comunque
sconosciuta per via dell'ignoranza dell'inclinazione
dell'orbita) con un periodo orbitale di 2.98 anni, una
eccentricità di 0.03 che suggerisce appunto un'orbita
quasi circolare e una temperatura efficace di 1800 K.
Approssimativamente il pianeta è a 2.1 U.A. dal suo sole
e 47 anni luce dalla Terra.
Questo pianeta non viene considerato una nana bruna
ma un pianeta gigante. Per stimare il raggio, sono stati
elaborati vari modelli teorici di pianeti gassosi giganti,
tenendo anche conto della fisica e dell'evoluzione dei
pianeti stessi; si è ottenuto il valore di 1.1 raggi gioviani.
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32. 55 rho Cancri
Variazioni Doppler di 72 m/sec con periodicità di 14.76 giorni
indicano la presenza di un primo pianeta (55 Cnc B) di 0.78 masse
gioviane che ruota in maniera perfettamente circolare a 0.11 U.A.
dalla stella 55 Cancri.
Successive misure fecero pensare alla presenza di un secondo
pianeta di massa maggiore (5 Mg), posto a distanza di 5 U.A..
Il pianeta 55 Cnc B ha molte somiglianze con 51 Peg B anche se ha
una distanza doppia. Si pensa che tale distanza sia sufficiente
affinché buona parte della sua massa sia rocciosa, circondata da
una densa atmosfera.
Secondo gli scopritori il riscaldamento provocato dall'interazione
mareale con la stella centrale potrebbe instaurare un vulcanesimo
continuo e violentissimo, in grado di iniettare nell'atmosfera immani
quantità di acqua, anidride carbonica e anidride solforosa.
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33. 16 Cygni B
Il pianeta e' costretto dai suoi due "Soli" a
seguire un'orbita stranissima, più eccentrica, di
qualsiasi altro pianeta conosciuto. L'eccentricità
(e=0.68) è forse giustificata dal fatto che, ogni
250 mila anni, le due stelle, si avvicinano fino a
circa 100 milioni di km l'una dall'altra, distanza
che nello spazio è considerata molto piccola;
può darsi che in tale passaggio l'attrazione
gravitazionale di 16 Cygni A abbia alterato
l'orbita del pianeta.
Si pensa che il pianeta sia costituito da una
massa gassosa.
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35. Ricerca di vita extrarterrestre
Il progetto SETI
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36. ...ha senso chiedersi “siamo soli nell’ Universo”?
1) E` stata confermata la presenza di nuovi pianeti
esterni al nostro sistema solare .
2) Sono stati rivelati, in nubi interstellari, molti
elementi chimici e molecole complesse tra
quelle necessarie alla chimica della nostra
vita.
3) L’ attuale tecnologia ci permette di
effettuare i primi tentativi di ricerca.
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37. N= numero di civiltà, nella via Lattea, le cui emissioni radio potrebbero
essere rivelabili.
R= velocità di formazione (numero per anno) di stelle “adatte” (30).
fp= frazione di queste stelle che hanno sistemi planetari (20%).
ne=numero di pianeti per sistema con ambiente adatto alla vita (1).
fl= frazione dei pianeti in cui la vita si evolve (10%).
fi= frazione di pianeti in cui si evolve vita “intelligente” (20%).
fc= frazione del numero di civilizzazioni che sviluppano una tecnologia in grado
lasciare un segno della loro esistenza nello spazio (10%).
L= periodo di tempo in cui questa civilta` rilascia nello spazio segni della sua
presenza (es. onde radio) (1000 anni).
Quante civiltà potrebbero esistere nella Via Lattea?
Formula di Drake
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38. ? ?
? ?
… ci basta confermarne l’esistenza!
? ?
Se esistono altri esseri intelligenti, come
potrebbero essere?
… non ci interessa conoscerne le sembianze …
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39. Pianeta
X
Il Programma SETI
si propone di cercare evidenze di
segnali radio di origine intelligente
mediante l’ uso di grandi radiotelescopi
e “potenti” analizzatori di spettro……
Terra
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40. Progetto SETI
Search for Extra Terrestrial Intelligence
Le tecniche radioastronomiche sono anche
utilizzate per la ricerca mirata di segnali
extraterrestri di origine artificiale
L’idea di valutare fino a che punto le radioonde emesse dalla
Terra potessero essere rivelate nello spazio interstellare fu di
due fisici della Cornell University, Giuseppe Cocconi e Philip
Morrison: essi hanno dimostrato (1959) come le onde radio più
adatte per propagare informazione nello spazio cosmico siano
quelle decimetriche, evidenziando la lunghezza d’onda
privilegiata dei 21 centimetri (1420 MHz, riga di emissione
dell’idrogeno neutro interstellare) come probabile frequenza
“naturale”, nota a tutte le ipotetiche civiltà extraterrestri.
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44. Le radiazioniche ciarrivano dallo
spazio sonodistribuite su tutto lo
spettro elettromagnetico, ma…..
…..non tuttele sue componentiarrivano
a terraperche`filtrate dalla atmosfera.
Considerandola banda radio...
….la migliorbandaè il cosidetto“waterhole”
nellefrequenzecompresetra
1.4GHz (H)to1.7GHz(OH)
Quale banda nello spettro elm si può usare?
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45. …allo stato della nostra tecnologia la decodifica,
di un ipoteticosegnale alieno di questotipo,potrebbe
rappresentare un problemadi difficile soluzione..INFATTI….
Sipensa di due tipi:
1- Segnaliradio nonintenzionali: segnali di serviziotipo lenostre
comunicazioni radio, TV, radar, satelliti ecc….
Cosa comunicare?
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46. … non capisco!!c~&%$#@%$,
… figuriamoci cosa potrebbe succedere se
si volesse comunicare …... con altri mondi !!
… è già difficile comunicare tra di noi terrestri… se
non si conosce una lingua (codice) comune …
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47. 2- Segnali radio intenzionali ,
tipo quello codificato inviato da Arecibo nel 1974
dal Prof. Frank Drake verso una stella vicina…...
…..oppure un segnale
monocromatico (solo portante,
senza modulazione)
questo è un segnale che si
distinguerebbe facilmente
dagli altri segnali radio di
origine naturale.
Cosa comunicare?
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48. &%)Z>#øªã
Z>#øªã ??
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Z
>#øªã
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Il contenuto del messaggio è privo di senso per loro, però la
presenza della bottiglietta fa capire che qualcuno, di cui non se ne
conosceva l’ esistenza, deve averla mandata.
Immaginiamo due indigeni, su un’ isola sperduta
nell’ oceano, che non abbiano mai avuto contatti con
nessuno; questi rimangono sbalorditi nel ricevere
dal mare una bottiglietta contenente un messaggio.
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49. 1) Frequenza? (su quale frequenza si sintonizza
il radiotelescopio?)
2)Direzione? (In quale direzione puntiamo l’
antenna?)
3) Tipodi Polarizzazione (circolare Dx
Circolare Sx,Orizz.,Vert)
4) Segnale modulato omonocromatico?
5) Se modulato, che tipodi modulazione?
(CW, AM, FM etc..)
6) Di quale sensibilità si necessita?
7) Tempo(“ascoltare” quando il segnale è
presente)
?
?
Scarsa! E’ il classico problema della
ricerca di un ago non in un pagliaio ma
in milioni di pagliai!!!
Che probabilità abbiamo di captare un segnale radio intelligente?
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50. Calcolandolo spettro del segnale
(Fast Fourier Transform FFT)
LaFFT divide il segnale in tutti “i suoi colori” (frequenze).
Tutte queste frequenze vengono “ascoltate” e analizzate
contemporaneamente da potenti computer
Come si può individuare un segnale monocromatico?
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51. Progetto META /
META II / BETA
Radiotelescopi SETI nel mondo
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53. Lo spettacolo dell’universo
si trasfigura davanti alla nostra mente
colma di stupore.
Non sono più blocchi di materia,
inerti ed errabondi
nell’eterna notte silente,
che Urania ci addita nel fondo dei cieli:
è la vita, la vita immensa,
universale, eterna,
che si dispiega in flussi armoniosi
fino agli orizzonti inaccessibili
dell’infinito in perpetua fuga!
Quale meravigliosa fuga!
Quale meravigliosa impresa!
Quali splendori da contemplare!
Quali vastità da percorrere!
È una sterminata galleria di immagini,
frutto delle nobili e pacifiche conquiste
dell’ingegno umano; conquiste sublimi,
che non sono costate né sangue né lacrime,
che ci fanno vivere
nella conoscenza del Vero
e nella contemplazione del Bello!
CamilleFlammarion,Astronomiapopolare,1925