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Per leggere l’aria di un’altra Terra potrebbero bastare 900 telescopi
Un gruppo guidato da Jian Ge dello Shanghai Astronomical Observatory, insieme a collaboratori cinesi e spagnoli, ha presentato Life 2.0: una proposta per utilizzare 900 telescopi da un metro e analizzare l’atmosfera di un pianeta simile alla Terra durante un solo transito davanti alla sua stella. Il lavoro è stato diffuso su arXiv e non è ancora stato sottoposto a revisione paritaria.
Quando un pianeta passa davanti alla propria stella, una piccola frazione della luce stellare attraversa la sua atmosfera. Le molecole presenti assorbono specifiche lunghezze d’onda e lasciano nello spettro una sorta di impronta. Questa tecnica, chiamata spettroscopia di transito, potrebbe permettere di cercare ossigeno, ozono e vapore acqueo, ma la presenza di questi gas non costituirebbe da sola una prova dell’esistenza di vita.
Per una Terra in orbita attorno a una stella simile al Sole, il segnale previsto è di circa una parte per milione rispetto alla luce stellare. Gli astronomi possono normalmente migliorare misure tanto deboli sommando numerosi transiti, una strategia efficace per i pianeti che completano un’orbita in pochi giorni. Un analogo terrestre, però, transiterebbe approssimativamente una volta l’anno: anche dieci anni di osservazioni offrirebbero appena dieci occasioni.
Secondo i ricercatori, raccogliere abbastanza fotoni nelle poche ore di un singolo passaggio richiederebbe nello spazio un’apertura equivalente a circa 30 metri. Il confronto aiuta a comprendere la scala: il telescopio James Webb possiede uno specchio primario di 6,5 metri, composto da 18 segmenti e progettato per ripiegarsi all’interno del razzo.
Life 2.0 distribuirebbe invece la raccolta della luce tra centinaia di unità identiche. Ogni telescopio osserverebbe il transito in modo indipendente, con un proprio spettrografo miniaturizzato e un proprio sistema di calibrazione; gli spettri verrebbero combinati soltanto dopo l’osservazione. La proposta prevede specchi leggeri in carburo di silicio e rivelatori CMOS a basso rumore. Prototipi degli spettrografi a guida d’onda avrebbero già raggiunto efficienze comprese tra il 40% e il 66%.
Il progetto punta anche sulla produzione in serie: costruire 900 strumenti uguali potrebbe risultare più scalabile rispetto alla realizzazione di un unico, enorme specchio spaziale. Missioni come PLATO e la cinese Earth 2.0 sono destinate a individuare pianeti candidati; un array dedicato potrebbe poi concentrarsi sui pochi mondi con dimensioni, orbite e stelle ospiti adatte a osservazioni atmosferiche così impegnative.
Per ora non esiste un array operativo e lo studio descrive un’architettura, non una rilevazione sperimentale. Rimangono da verificare costi, affidabilità dei lanci, stabilità dei rivelatori, precisione della calibrazione e gestione coordinata di centinaia di telescopi nello spazio. Anche raggiungendo la sensibilità prevista, l’interpretazione dei gas richiederebbe modelli dell’atmosfera e della stella per distinguere eventuali processi biologici da spiegazioni geologiche o fotochimiche.
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