Garik Israelian: cosa c'è dentro una stella?

Io ho un compito molto difficile Sono uno spettroscopista. Il mio compito è parlarvi di astronomia senza mostrarvi nemmeno un'immagine di una nebulosa o una galassia, etc. perchè mi occupo di spettroscopia. Non ho mai a che fare con immagini Ma cercherò di convincervi che la spettroscopia può essere realmente un'qualcosa che possa cambiare questo mondo. La spettroscopia può probabilmente rispondere alla domanda, "C'è qualcuno là fuori?" Siamo soli? SETI. Ad essere sinceri lo studio della spettroscopia non è molto divertente.

Uno dei miei colleghi in Bulgaria, Neviana Markova, ha trascorso circa 20 anni studiando questi grafici. E ha pubblicato 42 articoli dedicati solo a questi grafici. Potete immaginarlo? Giorno e notte, pensando osservando, la stessa stella per 20 anni è incredibile. Ma noi siamo pazzi, facciamo queste cose. (risate)

E io non ci vado troppo lontano. Ho trascorso circa 8 mesi su questi grafici. Perchè ho constatato una simmetria molto piccola nel grafico di uno dei pianeti che le stelle ospitano E così ho pensato, bene forse c'è del Litio-6 nella stella il quale indicherebbe che quella stella ha inglobato un pianeta Perchè normalmente non si trova questo fragile isotopo di Litio-6 nell'atmosfera delle stelle simili al sole Ma si può trovarlo in pianeti e asteroidi In questo modo se si ingloba un pianeta o un gran numero di asteroidi È possibile ritrovare l'isotopo Litio-6 Nello spettro luminoso della stella Così ho trascorso più di 8 mesi solo studiando l'andamento della linea del Litio della stella.

E veramente è pazzesco perchè ho ricevuto molte chiamate da giornalista che mi chiedevano "Hai davvero visto un pianeta collidere con una stella Perchè pensavano che se stai usando un telescopio sei un astronomo e perciò quello che fai è guardare realmente in un telescopio dunque potresti aver visto un pianeta collidere con una stella Ma io dicevo, "No, mi spiace. Ciò che ho visto è questo." (Risate) È semplicemente incredibile. Perchè nessuno lo aveva capito realmente Scommetto che c'erano davvero poche persone che avevano capito davvero ciò di cui ora sto parlando Perchè questa è la prova che il pianeta si è scontrato sulla stella È impressionante

Il potere della spettroscopia è stato scoperto a pieno già dai Pink Floyd nel 1973 (risate) Perchè hanno detto che puoi ottenere qualunque colore ti piaccia in uno spettro luminoso E tutto ciò di cui hai bisogno sono solo tempo e soldi per fabbricare il tuo spettrografo Questo è il numero uno per alta risoluzione il più preciso spettrografo sulla terra, chiamato HARPS che è in realtà usato per individuare esopianeti e onde sonore nelle atmosfere delle stelle

Ma come otteniamo lo spettro Sono sicuro che molti di voi ricordano dalla fisica studiata a scuola che è semplicemente il dividersi di una luce bianca nei colori E se si ha una massa liquida calda Produrrà un qualcosa che noi chiamiamo spettro continuo Un gas caldo produce solo linee di emissione non continue E se si pone un gas freddo davanti ad una sorgente calda si vedrà un certo sistema che noi chiamiamo linee di assorbimento Che è usato in realtà per individuare elementi chimici nella materia fredda che sta assorbendo energia esattamente a quelle frequenze

Ora, ecco cosa possiamo fare con lo spettro possiamo esaminare una linea a velocità della luce dei corpi nello spazio E possiamo anche deterrminare la composizione chimica e i parametri fisici delle stelle delle galassie e delle nebulose Una stella è il corpo più semplice Nel nucleo si stanno svolgendo reazioni termonucleari che creano nuovi elementi E abbiamo un'atmosfera fredda Per me è fredda Freddo per me significa 3 o 4 o 5 mila gradi centigradi I miei colleghi nell'astronomia ad infrarossi considerano freddo -200 gradi kelvin Ma lo sapete, tutto è relativo Perciò 5000 gradi per me è un po' freddino (Risate)

Questo è lo spettro del sole 24 mila linee di spettro e circa il 15 % di queste linee non sono state ancora identificate È incredibile. Siamo nel 21esimo secolo E ancora non riusciamo a comprendere completamente lo spettro del sole Qualche volta abbiamo a che fare con una piccola e debole linea di spettro per misurare la composizione di quegli elementi chimici nell'atmosfera Per esempio vedete la linea di spettro dell'oro è l'unica linea di spettro nello spettro del sole E utilizziamo questa piccola caratteristica per misurare la composizione dell'oro nell'atmosfera del sole

Per ora questo studio è in corso Stiamo avendo a che fare con un altra caratteristica molto debole che appartiene all'osmio È un elemento pesante prodotto nelle esplosioni termonucleari delle supernove È l'unico posto dove si può realmente produrre l'osmio Proprio comparando la quantità di osmio in una delle stelle che ospitano pianeti vogliamo sapere perchè c'è ne così anto di questo elemento Abbiamo anche pensato che forse le esplosioni delle supernovae scatenano le formazioni di pianeti e stelle Potrebbe essere un'indicazione

L'altro giorno un mio collega da Berkeley, Gibor Basri, mi ha mandato per email uno spettro molto interessante mi ha chiesto, "Puoi dargli un'occhiata?" E non sono riuscito a dormire, per due settimane, quando ho visto l'enorme quantità di ossigeno e di altri elementi nello spettro delle stelle Sapevo che non c'è nulla come questo nella galassia Era incredibile. L'unica conclusione possibile a cui potevamo arrivare era che questa è la prova lampante di una esplosione di una supernova in queso sistema, che ha inquinato l'atmosfera di questa stella E dopo si è formato un buco nero in un sistema binario che è ancora li con una massa di circa 5 masse solari Questa fu considerata la prima prova del fatto che i buchi neri sono formati dalle esplosioni di supernove

Alcuni miei colleghi, confrontando la composizione degli elementi chimici di diverse stelle della galassia hanno scoperto stelle aliene nella nostra galassia È incredibile che si possa andare cos' lontano semplicemente studiando la composizione chimica delle stelle Loro hanno realmente detto che una delle stelle visibili nello spettroè è una aliena. Proviene da un'altra galassia C'è un interazione tra galssie. Ora lo sappiamo. E qualche volta catturano le stelle

Avete sentito parlare delle esplosioni solari Siamo stati molto sorpresi di scoprire un'esplosione gigante un'esplosione migliaia di volte più potente di quelle che vediamo normalmente nel sole In una delle stelle binarie nella nostra galassia chiamata FH Leone abbiamo scoperto un'esplosione gigante E dopo abbiamo studiato le linee dello spettro per vedere se ci fosse qualcosa di strano in questi corpi Ma abbimao trovato tutto nella norma Queste stelle sono normali come il sole. Età, tutto era normale. Perciò questo è un mistero [ solo uno dei misteri che ancora abbiamo, le esplosioni giganti E ci sono sei o sette casi simili documentati e pubblicati

Ora per andare avanti con questo dobbiamo davvero capire l'evoluzione chimica dell'universo È molto complicato. Davvero non voglio che cerchiate di capire quello che c'è qui (Risate) Ma per mostrarvi quanto sia complicata tutta questa storia della produzione degli elementi chimici Ci sono due canali le stelle con grande e piccola massa che producono e riclano la materia e gli elementi chimici nell'universo. Facendo ciò da 14 miliardi di anni Arriviamo a questa immagine. che è un grafico molto importante e mostra la quantità di particolari elementi chimici nelle stelle simili al sole e nello spazio tra el stelle

Ciò significa che è davvero impossibile trovare un corpo dove si trovano la quantità di zolfo è circa 10 volte quella del silicio la quantità del calcio è 50 volte quella dell'ossigeno. È proprio impossibile E se si trova qualcosa dirò che si tratta di qualcosa che ha a che fare con il SETI(ricerca di intelligenza aliena) Perchè di natura ciò non accade L'effetto doppler è un qualcosa di molto importante proveniente dalla fisica elementare Ed è collegato al cambiamento di frequenza di sorgenti in movimento L'effetto doppler è usato per scoprire pianeti extra solari

La precisione di cui abbiamo bisogno per individuare un pianeta simile a Giove orbitante attorno ad una stella simile al sole è qualcosa come 28,4 metri al secondo E abbiamo bisogno di nove centimetri al secondo pre individuare un pianeta come la terra Questa sarà realizzato con i futri spettrometri Io, di persona, sto lavorando in un team che sta sviluppando un codex uno spettrometro ad alta risoluzione e di ultima generazione per il telescopio ELT di 42 metri di diametro e questo sarà uno strumento per individuare i pianeti simili alla terra rotanti a stelle simili al sole è uno strumento straordinario chiamato astrosismologia con il quale possiamo captare onde sonore nelle atmosfera delle stelle

Questo è il suono di Alfa-Centauri Possiamo captare le onde sonore nelle atmosfera delle stelle come il sole Quelle onde hanno frequenze ad infrarossi, e nessuno ne conosce il suono Tornando alla domanda più importante "C'è qualcuno la fuori?" Questo è strettamente collegato all'attività tettonica e vulcanica dei pianeti La connesione tra la presenza di vita e la presenza di nuclei radioattivi è moloto stretto Niente vita senza attività tettonica senza attività vulcanica E sappiamo bene che l'energia geotermica è per lo più prodotta dal decadimento dell'uranio, del torio e del potassio

Ma come misurarlo, se notiamo pianeti dove la quantità di questi elementi è bassa, allora questi non presentano nessun movimento tettonico E non può esserci vita Se invece c'è troppo uranio o potassio o Torio probabilmente, di nuovo, non ci sarà vita Perchè ci pensate, tutto che ribolle? Ci sarebbe troppa energia sul pianeta Ora abbiamo misurato la quantità del torio in una delle stelle con esopianeti È la stessa cosa. Un futuro molto piccolo

Ora stiamo cercando di misurare questo grafico e individuare il Torio È molto, molto dura E prima, devi convincere te stesso Poi i tuoi colleghi e infine il mondo intero che hai realmente captato qualcosa del genere nelle atmosfere di un esopianeta ospitato da una stella a qualcosa come 100 parsec lontano da qui È molto difficile Ma sei vuoi scoprire vita su di un esopianeta devi fare questo lavoro Perchè devi sapere quanto di questi elementi radioattivi ci sono in questi sistemi

L'unico modo per incontrare gli alieni è sintonizzare il tuo radiotelescopio e captare le onde se capti qualcosa di interessante bene questo è ciò che avviene cercando alieni e ciò che è avvenuto per molti anni Penso che la via più promettente per questo scopo è cercare gli indicatori della vita Potete vedere lo spettro della terra, lo spettro della luce terrestre e questo è un chiaro segnale questa pendenza che c'è, quello che chiamiamo Red Edge, è provocato da aree ricche di vita vegetale È incredibile poter individuare vegetazione dallo spettro Ora immaginate di fare questo test per altri pianeti

Ora molto recentemente Parlo di circagli ultimi sei, sette, otto mesi Acqua, metano, biossido di Carbonio sono stati captati nello spettro di un pianeta al di fuori del sistema solare È incredibile. Così questo è il potere della spettroscopia Puoi realmente trovare, captare e studiare la composizione chimica dei pianeti lontanissimi dal sistema solare Dobbiamo individuare ossigeno e ozono per essere sicuri che abbiamo tutte le condizioni necessarie per avere la vita

Miracoli cosmici sono qualcosa che può essere collegato al SETI Ora immaginate un corpo, un corpo incredibile, o un qualcosa che non possiamo spiegare quando ci alziamo e diciamo "guarda, rinuncio. La fisica non funziona." Così è qualcosa che puoi sempre addossare al Seti e dire "beh, qualcuno lo deve pur fare, in qualche modo"

E con la fisica conosciuta etc, È qualcosa che è statto evidenziato da Frank Drake molti anni fa[manca] se notate, nello spettro di un pianeta orbitante intorno ad una stella se notate elemente chimici inusuali potrebbe essere il risultato di una civilizzazione che è presente e loro vogliono farcelo sapere Vogliono realmente segnalare la loro presenza attraverso queste linee di spettro nello spettro di una stella, in diversi modi

Ci potrebbero essere differenti modi per farlo uno è per esempio il tecnezio è un elemento radioattivo con un decadimento di circa 4.2 milioni di anni se si nota improvvisamente il tecnezio in una stella simile al sole potete essere sicuro che qualcuno ha inserito artificialmente questo elemento nell'atmosfera perchè naturalmente è impossibile che accada ciò Ora stiamo revisionando lo spettro di circa 300 stelle con esopianeti e questo progetto prosegue dal 2000 ed un lavoro molto pesante stiamo lavorando davvero duro E abbiamo alcuni casi interessanti candidati, così via, cose che non riusciamo a spiegare e spero che in un futuro vicino potremo confermarli

La domanda principale è, "Siamo soli?" Penso che non lo scopriremo dagli UFO Non lo scopriremo da segnali radio Penso che lo scopriremo da spettri luminosi come questo Questo è lo spettro di un pianeta simile alla terra che mostra la presenza di ossido di azoto, come un chiaro segnale di vita, e ossigeno e ozono Se, un giorno, e penso che sarà entro 15 o 20 anni a partire da ora se scopriremo uno spettro come questo potremo essere sicuri che c'è vita su quel pianeta In circa 5 anni scopriremo pianeti come la terra, orbitanti attorno a stelle come il sole, alla stessa distanza che la terra ha dal sole Ci vorranno circa 5 anni E poi ci vorranno altri 10, 15 anni con i progetti aerospaziali per ottenere un spettro di un pianeta simile alla terra come quello che vi ho mostrato e se vedremo ossido di azoto e ossigeno, Penso che avremo il perfetto E.T. Grazie mille. (Applausi)