Un team internazionale di ricercatori, guidato dallo studente post-laurea Alexis Andrés, ha scoperto che il buco nero al centro della nostra galassia Sagittarius A*, non solo si illumina in modo irregolare di giorno in giorno, ma anche a lungo termine.

Il team ha analizzato 15 anni di dati per arrivare a questa conclusione. La ricerca è stata avviata da Andres nel 2019 quando era uno studente estivo all’Università di Amsterdam. Negli anni che seguirono, continuò la sua ricerca, che ora sarà pubblicata negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.

Sagittarius A* lampeggia ogni giorno

Sagittarius A* è una forte sorgente di radio, raggi X e raggi gamma (la luce visibile è bloccata dall’interposizione di gas e polvere). Gli astronomi sanno da decenni che Sagittarius A* lampeggia ogni giorno, emettendo esplosioni di radiazioni da dieci a cento volte più luminose dei normali segnali osservati dal buco nero.

Per saperne di più su questi misteriosi bagliori, il team di astronomi, guidato da Andrés, ha cercato modelli in 15 anni di dati messi a disposizione dal Neil Gehrels Swift Observatory della NASA, un satellite in orbita attorno alla Terra dedicato al rilevamento dei lampi di raggi gamma. Lo Swift Observatory osserva i raggi gamma dal buco nero dal 2006. L’analisi dei dati ha mostrato alti livelli di attività dal 2006 al 2008, con un forte calo dell’attività per i prossimi quattro anni. Dopo il 2012, la frequenza dei raggi è aumentata di nuovo: i ricercatori hanno avuto difficoltà a distinguere un modello.

Nei prossimi anni, il team di astronomi prevede di raccogliere dati sufficienti per poter escludere se le variazioni dei brillamenti di Sagittarius A* siano dovute al passaggio di nubi o stelle gassose, o se qualcos’altro possa spiegare l’attività irregolare osservata dal buco nero centrale della nostra galassia.

“Il lungo set di dati dell’osservatorio Swift non è accaduto per caso”, ha affermato il coautore e precedente supervisore di Andrés, la dott.ssa Nathalie Degenaar, anche lei dell’Università di Amsterdam. La sua richiesta per queste misurazioni specifiche dal satellite Swift è stata accolta mentre era un dottorato di ricerca. “Da allora, ho chiesto regolarmente più tempo di osservazione. È un programma di osservazione molto speciale che ci consente di condurre molte ricerche”.

Il coautore Dr. Jakob van den Eijnden, dell’Università di Oxford, ha commentato i risultati del team: “Il modo in cui si verificano esattamente i brillamenti rimane poco chiaro. In precedenza si pensava che altri brillamenti seguissero dopo che nuvole gassose o stelle sono passate dal buco nero, ma non ci sono ancora prove per questo. E non possiamo ancora confermare l’ipotesi che anche le proprietà magnetiche del gas circostante abbiano un ruolo”.

Gli astronomi hanno stilato un catalogo che conta diverse migliaia di esopianeti confermati, alcuni dei quali simili alla Terra, perlomeno nelle dimensioni e nella consistenza. Per capire quali degli esopianeti scoperti potrebbero ospitare la vita, oggi disponiamo unicamente di metodi indiretti. Uno di questi è lo studio dell’evoluzione della Terra.

Un team di ricercatori della Cornell University ha realizzato cinque modelli che rappresentano altrettanti snodi fondamentali dell’evoluzione della Terra.

Questi modelli raffigurano l’evoluzione della Terra durante le diverse epoche geologiche e potrebbero essere utilizzati come termine di paragone con possibili esopianeti abitabili.

Lo studio, condotto da Lisa Kaltenegger, professoressa associata di astronomia alla Cornell University e direttore del Carl Sagan Institute (CSI), ricorre ad alcune epoche geologiche che vengono utilizzate come “pietre miliari” che, grazie ai modelli spettrali saranno utili ai futuri telescopi avanzati che studieranno la Via Lattea alla ricerca di esopianeti simili alla Terra.

Tra queste nuove “armi” che a breve saranno a disposizione degli astronomi figurano il James Webb Space Telescope (JWST) e il Wide-Field Infrared Space Telescope (WFIRST), che inizieranno la loro vita operativa il primo nel 2021 e il secondo nel 2024.

I futuri telescopi spaziali e terrestri ai quali verranno accoppiati i modelli realizzati dal team della Kaltenegger potranno identificare pianeti simili alla Terra entro 50-100 anni luce di distanza.

Guardando all’evoluzione della Terra, il team ha realizzato 5 modelli che ricalcano cinque epoche distinte del nostro pianeta che saranno usati per capire in quale punto della loro evoluzione si trovano i potenziali esopianeti abitabili.

La Terra è l’unico pianeta abitabile che conosciamo, non è solo abitabile ora, lo è da miliardi di anni. Tuttavia abbiamo una visione parziale della sua abitabilità, quella odierna.

Il nostro pianeta nel corso del tempo è cambiato, in passato era geologicamente diverso, con un’atmosfera composta da gas che hanno svolto un ruolo importante nella sua evoluzione e nell’evoluzione della vita.

I modelli dell’evoluzione della Terra

Il primo dei modelli atmosferici della Terra che la Kaltenegger e il suo team hanno realizzato mostra come appariva il nostro pianeta circa 3,9 miliardi di anni fa.

Questa “Terra prebiotica” aveva un’atmosfera costituita in gran parte da anidride carbonica. il secondo modello detto “Terra anossica”, mostra com’era l’aspetto della Terra 3,5 miliardi di anni fa, quando l’atmosfera era priva di ossigeno.

Gli altri tre modelli mostrano l’evoluzione della Terra con la nascita e lo sviluppo degli organismi fotosintetici avvenuta 3,5 miliardi di anni fa e l’evento di ossigenazione della Terra avvenuto tra i 2,4 ai 2 miliardi di anni fa.

Con il passare delle ere la percentuale di ossigeno nell’atmosfera terrestre è passata dello 0,2% all’odierno del 21%.

Come spiega la Kaltenegger, la Terra è cambiata in maniera drastica dalla sua formazione ad oggi. Lo studio potrà aiutare gli astronomi a dare la caccia a esopianeti simili al nostro individuandoli nelle varie fasi utilizzando questi modelli come efficace riscontro.

Non sappiamo in che punto dell’evoluzione della Terra la percentuale di ossigeno nell’atmosfera ha raggiunto un valore relativamente elevato.

Tuttavia i modelli proposti offrono un quadro delle caratteristiche atmosferiche presenti sulla Terra miliardi di anni fa. Sulla base di questi modelli, è probabile che gli esopianeti con livelli di ossigeno inferiori all’1%, con ozono e metano, mostrino tracce di attività biologica.

Tra qualche anno altri telescopi affiancheranno i già citati JWST e WFIRST, i telescopi terrestri come l‘Extremely Large Telescope (ELT) dell’ESO , il Thirty Meter Telescope (TMT) e il Giant Magellan Telescope (GMT).

Con la loro ottica adattiva ad alta sensibilità, questi telescopi saranno in grado di condurre indagini di imaging diretta di esopianeti distanti e caratterizzarne le atmosfere.

Con i nuovi telescopi gli astronomi saranno in grado di osservare esopianeti rocciosi più piccoli con orbite più strette, (quindi simili alla Terra), mentre transitano di fronte alle loro stelle genitrici. In questo modo, la luce della stella filtrerà attraverso le loro atmosfere e produrrà spettri che gli astronomi studieranno per determinare le sostanze chimiche presenti.

Conoscendo la composizione chimica delle atmosfere degli esopianeti di tipo terrestre sarà possibile confrontarla con la storia dell’evoluzione della Terra. In questo modo gli astronomi potranno capire quali esopianeti potenzialmente ospitano la vita.

Se l’evoluzione della Terra è una strada utile da seguire, gli esopianeti in grado di sostenere la vita attraversano alcune fasi di transizione, in parte perché l’evoluzione della vita influenza l’evoluzione stessa dell’esopianeta.

Descrivere un esopianeta “simile alla Terra” o “potenzialmente abitabile” ha una dimensione temporale che necessita di una serie di condizioni nel tempo e le istantanee proposte dal team saranno molto utili in per le future ricerche.