Altro che bosone di Higgs

Lo scorso 13 dicembre le novità comunicate dal CERN di Ginevra sulle ricerche legata al bosone di Higgs hanno portato grande interesse e concitazione, non solo nella comunità scientifica. Dimostrare l’esistenza della particella, che si ipotizza conferisca la massa alle altre particelle già note interagendo tra loro, è un obiettivo molto importante per confermare le teorie fino a ora elaborate su come funziona la materia, ovvero sostanzialmente tutto ciò che ci circonda e di cui siamo fatti. La ricerca del bosone di Higgs è considerata una delle più importanti e difficili sfide degli ultimi anni per la scienza, ma come spiegano sul sito della rivista scientifica Nature ci sono almeno altre cinque fondamentali ricerche altrettanto difficili da portare a termine.

1. Trovare segni di vita in altri mondi

Nel 1999, David Charbonneau si era da poco laureato presso l’università di Harvard (Cambridge, Massachusetts) quando misurò per la prima volta la piccola riduzione di luminosità in una stella causata dal passaggio davanti al suo disco luminoso di un pianeta, in un sistema solare diverso dal nostro. Il metodo usato da Charbonneau viene oggi impiegato regolarmente dagli scienziati per scoprire nuovi pianeti anche molto distanti dalla Terra. Ma è dopo averli individuati che viene la parte difficile: determinare di che cosa sono fatti e da quali gas è costituita la loro atmosfera. La presenza di ossigeno può indicare la presenza di forme di vita, anche primordiali, come le conosciamo noi, ma rilevare la presenza di simili gas è un’impresa estremamente difficile.

Anche identificare un nuovo pianeta non è semplice, spiega Charbonneau, perché la variazione di luce causata dal passaggio del pianeta è molto ridotta. Un corpo celeste delle dimensioni di Giove passando davanti a una stella grande quanto il Sole porterebbe a una riduzione temporanea di luce visibile pari all’uno per cento. Un pianeta molto più piccolo, come la Terra, bloccherebbe circa lo 0,01 per cento della luce solare. Per valutare la composizione dell’atmosfera del pianeta appena scoperto si deve invece badare a uno strato che da così distante appare sottilissimo, qualcosa di paragonabile alla sottile buccia (tunica esterna) che ricopre le cipolle. Solamente la luce che attraversa quel sottile strato fornisce informazioni utili per gli astronomi che vogliono ricostruire la composizione chimica dell’atmosfera del nuovo pianeta scoperto.

Al momento non ci sono strumentazioni sufficientemente accurate per rilevare con certezza i gas che costituiscono l’atmosfera dei nuovi pianeti scoperti. I telescopi Hubble e Spitzer hanno analizzato lo spettro luminoso di una quarantina di pianeti gassosi giganti negli ultimi sette anni, ma i risultati ottenuti sono considerati controversi da molti ricercatori, desiderosi di avere dati più accurati e affidabili. Per i pianeti con caratteristiche simili alla Terra non ci sono ancora ricerche affidabili sulla composizione della loro atmosfera. Alcuni ricercatori hanno prodotto uno studio sui gas che probabilmente formano l’atmosfera di GJ 1214b, un pianeta che si trova al di fuori del nostro sistema solare e classificato nella categoria delle super-terre (ha un raggio di 2,6 volte quello del nostro Pianeta).

La speranza di tanti ricercatori, compreso Charbonneau, è che la NASA riesca infine a mandare in orbita il James Webb Space Telescope, una strumentazione da 8 miliardi di dollari che dovrebbe essere il successore del telescopio spaziale Hubble. Il nuovo telescopio potrebbe rendere più semplice l’osservazione delle “bucce di cipolla” dei pianeti, facilitando il lavoro ai ricercatori che cercano pianeti simili alla Terrà là fuori e in grado di ospitare forme di vita.