Vi sono alcune domande fondamentali a cui vorremmo un giorno poter rispondere: siamo soli nell’universo? Ci sono altre forme di vita, eventualmente intelligenti, su altri mondi? E’ possibile, o sarà mai possibile, entrare in contatto con esse? Nel corso dei millenni queste domande hanno affascinato grandi pensatori, filosofi, mistici e uomini di scienza. Gli strumenti adottati per cercare risposte erano la pura speculazione e l’immaginazione. In mancanza di dati certi, la soluzione non poteva che dipendere dal modo di pensare di chi si poneva la questione. Così, accanto ad Epicuro e Giordano Bruno, convinti dell’esistenza di altri mondi abitati da esseri simili a noi, altri come Aristotele negavano tale possibilità.

1. VERSO ALTRE TERRE?
La ricerca dei pianeti extrasolari nella storia

2. Vi sono alcune domande fondamentali a cui vorremmo un giorno poter rispondere:
siamo soli nell’universo?
Ci sono altre forme di vita, eventualmente intelligenti, su altri mondi?
E’ possibile, o sarà mai possibile, entrare in contatto con esse?
PERCHE’ CERCARE PIANETI EXTRASOLARI?

3. Nel corso dei millenni, queste domande e le implicazioni legate a queste domande
hanno affascinato grandi pensatori, filosofi, mistici e uomini di scienza.
Gli strumenti adottati per cercare risposte erano la pura speculazione e
l’immaginazione.
In mancanza di dati certi, la soluzione non poteva che discendere dalla forma
mentis di chi si poneva la questione. Così, accanto a Epicuro e Giordano Bruno,
convinti dell’esistenza di altri mondi abitati da esseri simili a noi, altri, come Aristotele
negavano tali possibilità.
Perché cercare pianeti extrasolari?

4. Diceva Aristotele:
“La terra è l’elemento freddo e secco, che tende
verso il basso; essa deve essere controbilanciata dal
suo elemento contrario, il fuoco, che è caldo e
secco, e tende verso l’alto. Fra essi devono esistere
altri due elementi con funzioni mediatrici: l’acqua,
fredda e umida, e l’aria, calda e secca.
Anche l’acqua tende verso il basso, come ci viene
provato dallo scorrere dei fiumi. L’aria invece tende
verso l’alto, come vediamo dalle bolle d’aria
contenute nell’acqua che vengono a galla. In base
a queste teorie, il mondo sublunare risulta divisibile
in quattro sfere: una più interna costituita di terra, e
poi via via altre tre costituite ordinatamente di
acqua, aria, fuoco”.
Aristotele

5. Queste sfere però non vanno intese in senso assoluto, perché già sappiamo che di
fatto i quattro elementi non sono integralmente separati tra loro, ma anzi sono
mescolati e proprio la loro mescolanza dà origine agli esseri corruttibili. Esse
rappresentano soltanto dei "luoghi naturali", cioè quattro sfere verso cui ognuno dei
quattro elementi tende spontaneamente a portarsi, non appena libero di muoversi.
Da questa teoria dei "luoghi naturali" Aristotele ricava che il moto naturale della terra e
dell’acqua è verso il basso, mentre quello dell’aria e del fuoco è verso l’alto; aggiunge
anzi (ed è uno dei più noti "errori" della sua fisica) che più un corpo è pesante, più
grande dovrà essere la sua velocità di caduta.
La teoria dei "luoghi naturali" serve pure ad Aristotele a dimostrare l’unicità del mondo:
secondo essa, infatti, ogni elemento di terra, di acqua, di aria, di fuoco tende
naturalmente alla sua sfera e, perciò, nel globo sublunare devono essersi concentrate
tutta la terra, l’acqua, l’aria, il fuoco a disposizione dell’universo.
Non avanza quindi alcun residuo di tali elementi per formare altri mondi.
Aristotele

6. Il sistema aristotelico-tolemaico (sistema geocentrico) poneva
la Terra al centro. Attorno a essa ruotavano tutti gli altri pianeti
allora noti, il Sole e le stelle fisse.
Aristotele (383 a.C. – 322 a.C.)
Aristotele

7. Epicuro
Epicuro (342 a.C. - 270 a.C.)
“Esistono infiniti mondi sia uguali che diversi dal nostro. Dobbiamo credere che in tutti
questi mondi esistono creature viventi e piante e le tante altre cose che vediamo in
questo mondo”. Epicuro

8. Nicola Cusano (1401-1464) e Giordano Bruno (1548-1600) discutono della unicità del
Sole e della sua singolarità nell’universo.
Bruno viene condannato al rogo nel 1600 per la sua affermazione che, oltre ad altre
cose, vi sono altre stelle e sistemi solari, a parte il nostro.

9. Giordano Bruno
“Esistono innumerevoli soli e innumerevoli terre in orbita intorno ai loro soli […] Vediamo
solo le stelle perché sono i corpi più grandi e sono luminosi, mentre i loro pianeti
rimangono invisibili perché sono più piccoli e non luminosi.
Gli altri mondi nell'Universo non sono né peggiori né meno abitati della nostra Terra”.
Giordano Bruno (1548-1600)

10. Oggi ne abbiamo conferma
“Esistono innumerevoli soli e innumerevoli terre in orbita intorno ai loro soli…”
Giordano Bruno aveva ragione

11. Nicolò Copernico (1473-1543) è il primo astronomo moderno a suggerire che la Terra,
assieme agli altri pianeti, orbiti intorno al Sole, e non viceversa.
Le sue idee, anche se controverse al tempo, sono l’inizio di un nuovo modo di pensare
il disegno dell’universo.
Nicolò Copernico

12. Col la rivoluzione copernicana, si spostò la Terra dal centro del “mondo”
relegandola a semplice pianeta, uno dei tanti allora già conosciuti.

13. Il sistema copernicano, con il Sole come centro di moto dei pianeti e la Terra declassata a
semplice pianeta, fu proposto da Copernico nel suo libro “De Revolutionibus Orbium Caelestium”.

14. Nicolò Copernico
Il “De Revolutionibus Orbium Caelestium” venne pubblicato nel 1543 a
Norimberga e segnò una data fondamentale nella storia dell’umanità.
Vuole la leggenda che Copernico morente ne abbia ricevuta la prima copia nel
suo ultimo giorno di vita. Fu scritto che, avendogliela alcuni amici messa fra le
mani, lui incosciente si sia risvegliato dal coma, abbia guardato il libro e,
sorridendo, si sia spento.

15. Il libro uscì con una piccola prefazione del teologo luterano Andrea Osiander, dove si
presentava la teoria del sistema eliocentrico come una ipotesi matematica.
Nel 1616 l'opera di Copernico fece parte dell'elenco dei libri proibiti e vi rimase fino al
1835 quando la Chiesa cattolica accettò definitivamente il fatto che fosse il Sole e non la
Terra al centro del sistema planetario.
Intanto, l'opera di Copernico aveva già influenzato le idee di Brahe, Keplero, Galileo e
Newton.
Nicolò Copernico

16. Il sistema eliocentrico
“E in mezzo a tutto sta il Sole. Chi infatti, in tale splendido tempio [dell’Universo]
disporrebbe questa lampada in un altro posto o in un posto migliore, da cui poter
illuminare contemporaneamente ogni cosa?
Non a sproposito quindi taluni lo chiamano lucerna del mondo, altri mente, altri
regolatore. […] Così il Sole, sedendo in verità come su un trono regale, governa la
famiglia degli astri che gli fa da corona”.
Nicolò Copernico, 24 maggio 1543

17. Passano i secoli
Da quel momento in poi, per molti secoli, l’esistenza di eventuali sistemi planetari al di fuori del
nostro, fu un argomento di cui non si parlò più. Estremamente difficile osservarli.
Cercare pianeti extrasolari attorno a una stella diversa dal Sole, infatti, e’ come pensare di
individuare un granellino di sabbia di fronte ad una stella delle dimensioni di un’arancia a migliaia
di chilometri di distanza. Questo perché i pianeti, sono piccoli, poco luminosi e riflettono la luce
della loro stella.
In più sono prospetticamente a lei vicini.
Pensare di individuarli in modo diretto
attraverso un sistema fotometrico (tecnica
detta di imaging) o registrando lo spettro
della sua atmosfera (tecnica spettroscopica),
e’ possibile ma molto complicato a causa
delle enormi distanze a cui si trovano le stelle
dal Sole. La separazione angolare stella-
pianeta e’ così piccola che neppure i grandi
telescopi professionali sono per ora in grado
di risolvere il pianeta.

18. Passano i secoli
Per questo motivo, si cerca di individuare gli effetti che la presenza del pianeta causa sulla stella.
Più in dettaglio, il rapporto tra la massa della stella e quella del pianeta e’ tipicamente dell’ordine di
1000 o più. Di conseguenza, le perturbazioni gravitazionali che il pianeta esercita sulla stella sono di
piccola entità e quindi difficilmente rilevabili.
Malgrado ciò, negli anni ‘90 del secolo
scorso numerosi nuovi metodi di ricerca
hanno permesso di esplorare gli immediati
dintorni di stelle simili al Sole alla ricerca di
eventuali pianeti con nuovi strumenti
montati sia su telescopi a terra che su
telescopi nello spazio.

19. 1992
Tra le oltre 2.000 pulsar finora scoperte, ve ne sono solo due, PSR B1257+12 e PSR B1620-26, dove è
stata osservata la presenza di compagni di tipo planetario.
I pianeti che orbitano attorno a PSR B1257+12, scoperti grazie alle misurazioni del periodo di
pulsazione, rappresentano i primi pianeti confermati al di fuori del nostro Sistema Solare.
La scoperta di questi due oggetti venne annunciata da Aleksander Wolszczan e Dale Frail nel
1992.
Successivamente, nel 2008,
venne confermato che tale
pulsar aveva, in realtà, tre
pianeti con masse pari a 0,02,
4,3 e 3,9 masse terrestri quasi
sullo stesso piano orbitale e
con periodi di circa 25, 67 e
98 giorni, rispettivamente.
Il pianeta più vicino alla stella
è di tipo roccioso, gli altri due
dovrebbero essere delle
Super Terre.

20. La presenza di oggetti planetari nelle
vicinanze di una pulsar provoca dei
cambiamenti regolari nel periodo di
pulsazione dell’oggetto. Questi
cambiamenti coincidono con il periodo di
rivoluzione del pianeta.
In generale si ritiene che le pulsar si
formino dalle esplosioni di supernova di
stelle massicce alla fine della loro fase
evolutiva. Perciò, è davvero sorprendente
che esistano dei pianeti attorno a tali
oggetti così estremi.
Come descritto in un articolo pubblicato
nel 1993, lo scenario che prevede la
presenza del pianeta nel sistema prima
dell’esplosione della supernova, e quindi
prima che la stella a neutroni si formi,
incontra non pochi ostacoli e obbiezioni
fra i ricercatori.
I pianeti attorno a PSR B1257+12 devono
quindi essersi formati, o essere stati
catturati, dopo l’esplosione di supernova
che ha formato la stella di neutroni nel
sistema.
Pianeti attorno a pulsar?

21. IL PRIMO ESOPIANETA SCOPERTO INTORNO AD UNA
STELLA DI TIPO SOLARE
51 PEGASI B
1995

22. Le caratteristiche del pianeta:
Periodo = 4,23 giorni
Distanza da 51 Peg = 0,053 AU
Temperatura ~ 1130 ºC
Massa > 0,47 MGiove
Questa scoperta venne compiuta col metodo delle velocità radiali col telescopio dell'Osservatorio
di Haute-Provence in Francia e utilizzando lo spettrografo ELODIE.
Il 12 ottobre 1995 la conferma arrivò dal Dott. Geoffrey Marcy della San Francisco State University e
dal Dott. Paul Butler dell'University of California di Berkeley utilizzando l'Hamilton Spectrograph al Lick
Observatory vicino a San Jose, in California.
Il 6 ottobre 1995 gli astronomi svizzeri Micheal
Mayor e Didier Queloz annunciarono la
scoperta di un esopianeta orbitante attorno a
51 Pegasi e chiamato 51 Pegasi b.

23. 51 Pegasi è una stella simile al Sole con una temperatura di circa 5300 °C in superficie.
Ha un'età di 6,1-8,1 miliardi di anni (mentre il Sole ne ha 4,6 miliardi).
Il suo raggio è 24% più grande della nostra stella e l'11% più massiccia.
La sua rotazione è di 37 giorni mentre la rotazione del Sole è di circa 25 giorni (all’equatore).
La stella 51 Pegasi

24. Se confrontiamo le distanze dei pianeti nel nostro Sistema Solare (fino a Marte) con la posizione
del pianeta 51 Pegasi b si osserva che quest’ultimo è decisamente molto vicino alla sua stella
rispetto alla posizione di Mercurio col Sole.
Sole
51 Peg
Confronto tra il Sistema Solare e il sistema 51 Pegasi
I pianeti sono molto diversi

25. FINORA SONO STATI CONFERMATI OLTRE 1900 PIANETI EXTRASOLARI.
UN PIANETA SIMILE AL NOSTRO NON E’ ANCORA STATO TROVATO.

26. VERSO ALTRE TERRE? - LA STORIA
IL TEAM:
GAPS SCIENCE TEAM
SABRINA MASIERO, INAF - OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PADOVA E FGG-TELESCOPIO
NAZIONALE GALILEO
CATERINA BOCCATO, INAF - OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PADOVA
RICCARDO CLAUDI, INAF- OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PADOVA
GLORIA ANDREUZZI, FGG-TELESCOIPIO NAZIONALAE GALILEO E INAF – OSSERVATORIO
ASTRONOMICO DI ROMA
EMILIO MOLINARI (DIRETTORE DEL TNG), FGG – TELESCOPIO NAZIONALE GALILEO E INAF-IAFS,
MILANO

27. Fonti:
Testi su Aristotele , diapositive 4 e 5, tratte da: Fisica Aristotelica: http://www.ips.it/scuola/concorso/kant/fisar.htm
Claudi R., Alcalá J.M., Covino E., Desidera S., Gratton R., Marzari F., Piotto G., Tomasella L., La ricerca di pianeti
extrasolari, allegato al n. 28-aprile 2005 di Le Stelle
Zhen Yan, Zhi-Qiang Shen, Jian-Ping Yuan, Na Wang, Helge Rottmann e Walter Alef , Very long baseline
interferometry astrometry of PSR B1257+12, a pulsar with a planetary system, MNRAS 2013, disponibile su
http://mnras.oxfordjournals.org/content/433/1/162.abstract?sid=3f8d48a7-db86-436f-ad18-6eb702c3f22c
Alex Wolszczan, Discovery of pulsar planets, New Astronomy Reviews 56 (2012) 2-8,
www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387647311000418
Immagini:
diapositiva 1: http://bbbeto.deviantart.com/art/Earthlike-Planet-2-199162646
diapositiva 4: Aristotele, Museo Galileo , http://catalogo.museogalileo.it/galleria/Aristotele.html
diapositiva 6: Aristotele, Wikipedia, http://it.wikipedia.org/wiki/Aristotele ; sistema del mondo aristotelico:
elaborazione di una immagine trovata online.
diapositiva 7: rappresentazione artistica di un sistema planetario,
http://futurefunk.files.wordpress.com/2010/08/big-planet-zoom.jpg; Epicuro, http://illuminations-
edu.blogspot.com.es/2013/06/dentro-il-puzzle-di-epicuro-ce-la-natura.html
diapositiva 8: NASA/Tim Pyle

28. Immagini:
diapositiva 9: Giordano Bruno: http://farm5.staticflickr.com/4093/4881043709_f0ceb7d01d_b.jpg
diapositive10 e 12: rappresentazione artistica di un sistema planetario,
http://futurefunk.files.wordpress.com/2010/08/big-planet-zoom.jpg
diapositive 11 e13: Gliese 229B, Johns Hopkins University e Palomar Observatory, Hubble Space Telescope
diapositiva 14: rappresentazione artistica di Drew Taylor ,
http://www.exoplanet.eoldal.hu/img/original/675/gliese_229-b-bolygo-a-kepen--.png
diapositiva 15: Walter Myers, http://www.arcadiastreet.com/cgvistas/bdwarfs/images/gliese_229b_600.jpg
diapositiva 16: sistema HD 8799, NASA, ESA, and A. Feild (STScI). Science Credit: NASA, ESA, and R. Soummer
(STScI)
diapositiva 17 e 18: rappresentazione artistica di un sistema planetario. Crediti: Vincenzo Guido-FGG/TNG.
diapositiva 19: rappresentazione artistica di un pianeta attorno alla pulsar, NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC) -
http://www.spitzer.caltech.edu/Media/releases/ssc2006-10/ssc2006-10c.shtml
diapositiva 20: Pulsar, Optical: NASA/HST/ASU/J. Hester et al. X-Ray: NASA/CXC/ASU/J. Hester et al.
diapositiva 21: 51 Pegasi b, rappresentazione artistica, Seth Shostak/Science Photo Library,
http://www.sciencephoto.com/media/331299/view
diapositiva 22: Rappresentazione artistica di 51 Pegasi b, Celestia, Wikipedia,
http://es.wikipedia.org/wiki/51_Pegasi_b#mediaviewer/File:51_Pegasi_b_by_Celestia.jpg
diapositiva 23: @SunFlower Cosmos. Modello del sistema planetario 51Pegb ricavato da una presentazione di
Giuseppe Cutispoto pianetiextrasolari.pptx
diapositiva 24: Modello del sistema planetario ricavato da una presentazione di Giuseppe Cutispoto
pianetiextrasolari.pptx
diapositiva 25: Fonte amagico.com - http://amagico.com/planets-earth-background-1-hd-wallpaper.html