26 dicembre 2015

Due nuovi pianeti nel sistema solare?

I dati raccolti dai potenti radiotelescopi dell'osservatorio ALMA mostrano segnali che possono essere interpretati con la presenza di due nuovi pianeti in orbita ai confini del sistema solare. La notizia si è sparsa in tutto il mondo generando accese discussioni, ma la maggior parte degli astronomi ritiene le prove ancora insufficienti per poter annunciare la scoperta. Potrebbe infatti trattarsi di eventi avvenuti molto più lontano nel cosmo o addirittura di artefatti prodotti dal complesso apparato strumentaleLee Billings

Per decenni gli astronomi hanno cercato nelle zone più periferiche del sistema solare un ipotetico “Pianeta X”, poco visibile ma di grandi dimensioni, la cui presenza potrebbe fare sentire occasionalmente i suoi effetti gravitazionali disturbando le orbite degli oggetti che riusciamo a osservare.

I motivi per continuare questa ricerca non mancano: quando, nel 1846, hanno cercato un Pianeta X oltre Urano, gli astronomi hanno scoperto Nettuno; quando, nel 1930, hanno cercato qualcosa oltre Nettuno, hanno scoperto Plutone.

Da allora, la ricerca di un Pianeta X al di là di Plutone ha avuto fin troppo successo: gli astronomi hanno infatti trovato una pletora di oggetti simili a Plutone, battezzati "oggetti trans-nettuniani" (OTN), tanto che è sembrato più ragionevole declassare Plutone dal rango di pianeta anziché portare la popolazione del sistema solare verso le centinaia di oggetti. Dopo tutto, il più grande dei nuovi OTN era quasi delle dimensioni di Plutone: gli astronomi non vedevano nulla che fosse degno dell'appellativo di “Pianeta X”.

Due nuovi pianeti nel sistema solare?
Una suggestiva immagine notturna della schiera di radiotelescopi di ALMA, in Cile (Cortesia ESO)
O almeno, fino ad ora. L'8 dicembre scorso, ricercatori svedesi e messicani hanno sottoposto due articoli alla prestigiosa rivista “Astronomy & Astrophysics”, annunciando la scoperta di non uno, ma di ben due possibili candidati Pianeti X. La quiete non è durata a lungo. Anche se nessuno dei due articoli è ancora stato accettato per la revisione tra pari e per la pubblicazione, i ricercatori li hanno caricati su arXiv, un archivio pubblico online per gli articoli preprint, dove sono apparsi il 9 dicembre scorso.

L'annuncio della scoperta dei due nuovi pianeti nel nostro sistema solare si è diffusa in tutto il mondo, stimolando nuovi articoli e nuovi interventi
sui blog, e ora altri astronomi stanno riesaminando i dati, reagendo per lo più con scetticismo. Le discussioni tra esperti su forum come Twitter e Facebook offrono un raro scorcio del processo scientifico, a volte disordinato, nel suo divenire e in tempo reale.

“Normalmente preferisco caricare solo documenti già accettati”, afferma Wouter Vlemmings, astronomo della Chalmers University of Technology, in Svezia, co-autore di entrambi gli studi. "Questa volta, però, avevamo esaurito le nostre idee. Pubblicando su arXiv abbiamo espressamente voluto raggiungere la comunità degli esperti, che potrebbe dirci se abbiamo trascurato qualcosa: in tal caso intendiamo assolutamente ritirare gli articoli... Quello che io personalmente non mi aspettavo è stato l'impatto che ha avuto al di fuori della comunità astronomica”.

Uno dei candidati, soprannominato “Gna” (dal nome di una veloce dea messaggera della mitologia nordica, spiega Vlemmings), è apparso nel cielo accanto alla stella W Aquilae mentre l'altro, ancora senza nome, è apparso accanto ad Alpha Centauri, il sistema stellare più vicino a noi.

Gli astronomi hanno rilevati entrambi gli oggetti utilizzando l'Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), una schiera di antenne radio situate nel deserto delle Ande cilene, e hanno pensato in un primo momento che i corpi fossero deboli bagliori di sfondo di galassie molto lontane. Ma in coppie separate di istantanee scattate nel corso di un periodo di mesi, entrambi gli oggetti sembravano muoversi rapidamente rispetto allo sfondo delle stelle “fisse”, suggerendo una vicinanza al sistema solare. C'è una notevole incertezza circa le proprietà di entrambi gli oggetti perché ognuno è stato osservato solo due volte, e corpi con una vasta gamma di dimensioni, composizioni e distanze da noi potrebbero spiegare la luminosità misurata.

Gna, dicono i ricercatori, molto probabilmente è simile a un asteroide di 200-chilometri di diametro che fluttua tra Saturno e Urano, ma potrebbe anche essere un pianeta delle dimensioni di Nettuno alla deriva un centinaio di volte più lontano, o ancora una nana bruna, cioè una stella mancata, delle dimensioni di Giove, che transita nello spazio interstellare vicino.

Allo stesso modo, plausibilmente, l'oggetto visto in direzione di Alpha Centauri potrebbe essere una nana bruna vicina, una super-Terra di dimensioni intermedie tra il nostro pianeta e Nettuno circa sei volte più lontano di Plutone o un pezzo di ghiaccio di dimensioni impressionanti molto, molto più vicino.

Due nuovi pianeti nel sistema solare?
Rappresentazione artistica del pianeta nano Eris, un oggetto trans-nettuniano sscoperto nel 2003 che ha portato al declassamento di Plutone dallo status di pianeta. (Credit: NASA/JPL–Caltech)
In alternativa, entrambi gli oggetti potrebbero essere illusori, segnali artefatti dovuti al rumore del più complesso e ambizioso radiotelescopio del mondo. Secondo Scott Sheppard, planetologo presso la Carnegie Institution for Science, impegnato nello studio del sistema solare esterno, è difficile da digerire il fatto che a sostenere la scoperta vi siano solo due osservazioni a testa. “Qualunque cosa potrebbe produrre due rilevazioni casuali, e si può sempre tracciare una retta che passi per due punti qualunque”, dice Sheppard. Dimostrare che entrambi sono oggetti reali, dice, richiederebbe probabilmente una terza rilevazione, in grado di mostrare chiari e lineari movimenti dell'oggetto con una velocità congrua.

L'esistenza di questi oggetti e la loro natura, dunque, sono ancora materia di discussione. Quello che è certo, tuttavia, è che le ricerche precedenti hanno posto dei limiti stringenti a qualunque Pianeta X. Una ricerca su tutto il cielo del telescopio spaziale Wide-field Infrared Survey Explorer della NASA non ha trovato in precedenza alcun segno di eventuali ulteriori pianeti nel sistema solare, escludendo la presenza di un pianeta delle dimensioni di Giove entro circa 3000 miliardi chilometri dal Sole e quella di un pianeta delle dimensioni di Saturno entro metà di questa distanza. Potrebbe trattarsi di qualcosa di più piccolo e di meno luminoso come una super-Terra, ma trovarla con tanta facilità e in modo casuale nelle misure routinarie di ALMA sembra statisticamente improbabile, spiegano gli astronomi.

Mike Brown, del California Institute of Technology, autodefinitosi “killer di Plutone” per aver scoperto diversi grandi OTN che hanno detronizzato l'ex-pianeta, ha fatto leva su un'altra argomentazione statistica contro l'esistenza dei nuovi pianeti annunciata su Twitter. "Se è vero che ALMA nel suo campo di vista estremamente limitato ha scoperto per caso un oggetto massiccio nella parte esterna del sistema solare, ciò implica che ci sono qualcosa come 200.000 pianeti delle dimensioni della Terra nel sistema solare esterno: suona un po' strano”, ha twittato Brown.

“Mi sono appena reso conto che l'esistenza di molti pianeti delle dimensioni della Terra potrebbero destabilizzare l'intero sistema solare, uccidendoci tutti”, ha aggiunto in seguito. “Detto questo, l'idea che ci possano essere grandi pianeti nel sistema solare esterno è perfettamente plausibile”, ha concluso Brown.

Due nuovi pianeti nel sistema solare?
Rappresentazione schematica del sistema solare (Cortesia NASA/JPL)
Molte delle reazioni più veementi alla scoperta dei due pianeti provenivano da astronomi che discutono i risultati su un gruppo pubblico su Facebook, ora diventato ad accesso limitato, dedicato alle immagini di esopianeti, cioè pianeti che orbitano intorno ad altre stelle.

Dopo aver twittato che che i due articoli “daranno il la a migliaia di blog e comunicati stampa certamente scorretti”, Eric Mamajek astronomo dell'Università di Rochester, ha dettagliato quello che egli ritiene essere gravi incongruenze nelle misure di movimento e luminosità per entrambi gli oggetti. “Presumibilmente sta per Goofy-Non-Asteroid (Stupido non Asteroide)”, ha ironizzato Mamajek, prima di proporre che gli oggetti potrebbero essere frutto di attività in galassie lontane, e che semplicemente sono stati scambiati per oggetti molto più vicino alla Terra. “Qualunque cosa stiano fumando gli astronomi svedesi, dovrebbero condividerlo...!”, ha aggiunto.

Nello stesso gruppo, l'astronomo Bruce Macintosh della Stanford University ha preso atto della "coincidenza stupefacente" che i primi due oggetti trans-nettuniani scoperti da ALMA sarebbero stati trovati accanto a stelle luminose. Più probabilmente, suppone Macintosh, gli oggetti candidati sono in realtà "qualche tipo di artefatto residuo", miraggi prodotti nei dati dai complessi metodi di calibrazione di ALMA.

Vlemmings insiste sul fatto che lui e i suoi colleghi hanno già accuratamente controllato questi e molti altri scenari, ma senza alcun risultato: gli oggetti erano semplicemente troppo brillanti e puntiformi per poter essere spiegati con lontane galassie, e la loro vicinanza a stelle luminose, dice, in realtà ha aiutato la calibrazione dei dati e ridotto la probabilità di errori di osservazione.

"Tuttavia, siamo certamente disponibili a considerare tali opzioni e abbiamo più volte consultato i colleghi di ALMA sulla possibilità che tali sorgenti puntiformi fossero create artificialmente", spiega Vlemmings. "Nessuno ha ancora risposto che potrebbe essere così”.

Il processo alla scoperta celebrato nel tribunale dell'opinione pubblica ha avuto i suoi vantaggi, aggiunge Vlemmings. Anche se la pubblicità improvvisa non era voluta, "i feedback più utili sono state le numerose offerte a effettuare osservazioni con altri strumenti”. Con un piccolo aiuto dal resto della comunità astronomica, le prove a favore o contro il prossimo Pianeta X dopo tutto possono non essere così lontane.

(La versione originale di questo articolo è apparsa su www.scientificamerican.com il 10 dicembre. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati)