Quando guardate le stelle di notte
è sorprendente ciò che vedete.
È bellissimo.
Ma è più impressionante ciò che non potete vedere,
perchè ciò che ora sappiamo
è che intorno a ogni stella o quasi,
c'è un pianeta,
o ce ne sono alcuni.
Ciò che non vi mostra questa fotografia
sono tutti i pianeti che sappiamo esserci
nello spazio.
Ma quando pensiamo ai pianeti, tendiamo a pensare a cose lontane
e molto diverse dal nostro pianeta.
Ma qui siamo su un pianeta,
e ci sono così tante cose sorprendenti della Terra
che cerchiamo in un lungo e in largo cose che possano loro somigliare.
E quando cerchiamo, troviamo cose meravigliose.
Ma io vi voglio parlare di una cosa fantastica che è qui sulla Terra.
Ed è che ogni minuto,
400 libbre di idrogeno
e circa 7 di elio
sfuggono dalla Terra allo spazio.
Ed è gas che se ne va e non tornerà mai più.
L'idrogeno, l'elio e molte altre cose
formano quella che è conosciuta come l'atmosfera terrestre.
L'atmosfera è solo una sottile linea blu formata da questi gas
che è vista dalla Stazione Spaziale Internazionale,
una fotografia che alcuni astronauti fanno.
E questa esile patina intorno al nostro pianeta è
è ciò che consente alla vita di progredire.
Protegge il nostro pianeta da moltissimi impatti,
di meteoriti e simili.
Ed è un fenomeno così sorprendente
che il fatto che stia scomparendo
dovrebbe spaventarvi, almeno un po'.
Questo processo è qualcosa che io studio
ed è chiamato "fuga atmosferica".
Questa fuga non riguarda solo la Terra.
È parte integrante dell'essere un pianeta, se volete saperlo,
perchè i pianeti -non solo la Terra- ma dell'intero universo,
subiscono la fuga atmosferica.
E il modo in cui questo accade ci dice di fatto qualcosa sugli stessi pianeti.
Perchè quando pensate al sistema solare,
potreste pensare a questa immagine,
e potreste dire, "Beh, ci sono 8 pianeti, forse 9".
Per quelli che ne hanno abbastanza di questa immagine
aggiungerò qualcosa.
(Risate)
Per concessione della New Horizons, includiamo Plutone.
Il punto è che,
ai fini di questa conferenza e della fuga atmosferica,
Plutone è per me un pianeta,
allo stesso modo in cui quelli che stanno intorno alle stelle e che non vediamo
sono anch'essi pianeti.
Tra le caratteristiche fondamentali dei pianeti
c'è quella di essere dei corpi
tenuti insieme dalla gravità.
Quindi è solo parechia materia tenuta insieme
da questa forza attrattiva.
E questi corpi sono enormi e possiedono tantissima gravità.
Ecco perchè sono rotondi.
Quando guardate questi pianeti,
incluso Plutone,
sono rotondi.
Quindi si può vedere che la gravità è realmente in azione.
Ma un'altra caratteristica fondamentale dei pianeti
non potete vederla qui,
ed è la stella, il Sole,
intorno al quale tutti i pianeti del sistema solare orbitano.
Ed è ciò che principalmente porta alla fuga atmosferica.
Il motivo per cui in fondo le stelle portano a questa fuga dai pianeti
sta nel fatto che le stelle offrono ai pianeti particelle, luce e calore
che possono causare la fuga dell'atmosfera
Se pensate a una mongolfiera,
o guardate queste foto di lanterne a un festival tailandese,
potete capire che l'aria calda può spingere i gas verso l'alto.
E se avete abbastanza energia e calore,
e il Sole li ha,
quel gas, che è così leggero e tenuto insieme solo dalla gravità,
può fuggire nello spazio.
Quindi questo è esattamente ciò che causa la fuga atmosferica,
qui sulla Terra e anche su altri pianeti,
che interagisce con il calore delle stelle
e supera la forza di gravità sul pianeta.
Vi ho detto che questo accade
con la frequenza di 400 libbre di idrogeno al minuto
e circa 7 di elio.
Ma come appare questo fenomeno?
Beh, anche negli anni '80,
facevamo foto della Terra
all'ultravioletto
utilizzando l'astronave delle Dynamic Explorer della NASA.
Queste due foto della Terra
vi mostrano l'aspetto di quello splendente idrogeno in fuga,
mostrato in rosso.
E potete vedere anche altri elementi come l'ossigeno e il nitrogeno
in quel luccichio bianco
nel cerchio che vi mostra le aurore
e anche qualche frammento intorno ai tropici.
Queste sono fotografie che ci mostrano, in conclusione,
che la nostra atmosfera non è solo legata alla Terra
ma si sta anche diffondendo lontano nello spazio,
a una velocità impressionante, direi.
Ma la Terra non è la sola a subire la fuga atmosferica.
Marte, il pianeta a noi più vicino, è molto più piccolo della Terra,
quindi ha molta meno gravità con cui tenere a sè la sua atmosfera.
Quindi anche Marte ha un'atmosfera,
e vediamo che è molto più sottile della nostra.
Basta guardare la superficie.
Vedete crateri che indicano che non ha avuto un'atmosfera
capace di bloccare gli impatti.
E vediamo che è un "pianeta rosso",
e la fuga atmosferica incide
sul colore di Marte.
È il motivo per cui pensiamo che Marte abbia avuto un passato più umido,
e che quando l'acqua ha avuto abbastanza energia si è divisa in idrogeno e ossigeno
ed essendo l'idrogeno così leggero, si è disperso nello spazio,
e l'ossigeno che era rimasto
ha ossidato o arruginito il terreno,
creando quel visibile colore rosso-ruggine così familiare.
È semplice guardare le foto di Marte e
dire che la fuga atmosferica forse si è verificata,
ma la NASA ha una sonda che è attualmente su Marte, chiamata satellite MAVEN,
e il cui attuale compito è quello di studiare la fuga atmosferica.
È il mezzo spaziale della "Mars Atmosphere and Volatile Evolution".
I risultati hanno già mostrato foto molto simili
a quelle che avete visto per la Terra.
Sapevamo che Marte stava perdendo la sua atmosfera,
ma abbiamo foto sbalorditive.
Qui, per esempio, potete vedere nel cerchio rosso
le dimensioni di Marte,
e in blu l'idrogeno che fugge dal pianeta.
Raggiunge 10 volte le dimensioni del pianeta,
ed è abbastanza lontano da non essere più legato a Marte.
Sta fuggendo nello spazio.
E questo ci aiuta a confermare delle idee,
come che il colore rosso dipenda dall'idrogeno perduto.
Ma l'idrogeno non è l'unico gas che viene perso.
Ho menzionato l'elio sulla Terra e parti di ossigeno e nitrogeno,
e dal MAVEN possiamo anche guardare l'ossigeno perso da Marte.
E potete vederlo perchè l'ossigeno è più pesante,
non può arrivare lontano come l'idrogeno,
ma sta ancora fuggendo via dal pianeta.
Non lo vedete tutto confinato all'interno di quel cerchio.
Il fatto che non solo possiamo vedere la fuga atmosferica del nostro pianeta
ma possiamo anche studiarla altrove e mandare astronavi
ci permette di imparare qualcosa del passato dei pianeti,
ma anche dei pianeti in generale,
e del futuro della Terra.
E la chiave per imparare qualcosa del futuro
sta in quei pianeti così lontani che non possiamo vedere.
Vorrei precisare che, prima di andare avanti con questo tema,
non vi mostrerò foto come questa di Plutone,
il che potrebbe deludervi,
ma è perchè ancora non ne abbiamo.
Ma la missione New Orizons sta studiando la fuga dell'atmosfera
che viene persa dal pianeta.
Quindi restate in allerta!
I pianeti di cui volevo parlarvi
sono conosciuti come "esopianeti in transito".
Quindi ogni pianeta che orbita intorno a una stella che non è il nostro Sole
viene chiamato esopianeta, o pianeta extrasolare.
E questi pianeti che definiamo in transito
hanno la peculiarità
che se guardate la loro stella al centro,
vedrete che effettivamente lampeggia.
E la ragione di questo lampeggiare
sta nel fatto che ci sono pianeti che passano continuamente da lì,
e con un orientamento tale
da bloccare la luce delle stelle
e che ci permette di vederle lampeggiare.
Ispezionando le stelle nel cielo notturno
in cerca di lampeggiamenti,
si riesce a scovare i pianeti.
Questo è il modo in cui siamo stati capaci di individuare più di 5.000 pianeti
nella nostra Via Lattea,
e, come dicevo, sappiamo che ce ne sono molti altri là fuori.
Quindi quando vediamo la luce di queste stelle,
ciò che vediamo non è il pianeta in sè,
ma uno smorzamento della luce
che riusciamo a vedere nel tempo.
Quindi la luce è visibile quando il pianeta si sposta dalla stella,
e quello è il luccichio che avete visto prima.
Quindi non solo localizziamo i pianeti
ma vediamo la luce con differenti lunghezze d'onda.
Ho menzionato-per vedere la Terra e Marte- l'uso della luce ultravioletta.
Se guardiamo gli esopianeti in transito con il Telescopio spaziale Hubble,
scopriamo che all'ultravioletto,
si vedono luccichii molto più grandi, molta meno luce dalla stella,
quando il pianeta le passa davanti.
E pensiamo che questo accada perchè c'è un'estesa atmosfera di idrogeno
intorno al pianeta
che lo fa sembrare più gonfio
e quindi blocca gran parte della luce visibile.
Quindi usando questa tecnica, possiamo riuscire a scoprire
alcuni esopianeti in transito che stanno subendo la fuga atmosferica.
Questi pianeti possono essere chiamati Giovi caldi,
per alcuni di quelli trovati.
Questo perchè sono pianeti gassosi come Giove,
ma sono vicini alle loro stelle,
centinaia di volte più di Giove.
E poichè ci sono tutti questi gas leggeri pronti a fuggire,
e tutto questo calore dalle stelle,
si hanno delle catastrofiche ondate di fuga atmosferica.
Quindi, diversamente dalle 400 libbre di idrogeno perse al minuto dalla Terra,
questi pianeti
perdono 1,3 miliardi di libbre di idrogeno al minuto.
Potreste pensare, "Beh, questo fa in modo che il pianeta cessi di esistere?"
È una domanda che le persone si fanno
guardando il nostro sistema solare,
perchè i pianeti più vicini al Sole sono rocciosi,
e quelli più lontani sono più grandi e gassosi.
Si può iniziare con qualcosa come Giove
che di fatto era vicino al Sole,
e che poi si è liberato del gas?
Ora pensiamo che se si inizia con qualcosa come un Giove caldo
il risultato non può essere Mercurio o la Terra.
Ma se si inizia con qualcosa di più piccolo,
è possibile che si sia disperso tanto di quel gas
da avere un impatto significativo sul pianeta
e ottenere qualcosa di molto diverso dal pianeta iniziale.
Tutto questo sembra molto generico,
e noi dobbiamo pensare al sistema solare,
ma cosa ha a che fare questo con noi, qui, sulla Terra?
Beh, in un futuro lontano,
il Sole sarà molto più intenso.
E quando accadrà,
il calore che riceveremo dal Sole diventerà molto forte.
Allo stesso modo in cui vediamo che un Giove caldo disperdere gas,
anche la Terra disperderà gas.
Qualunque cosa potremo aspettarci,
o a qualunque cosa ci prepareremo,
sta di fatto che in un futuro lontano,
la Terra somiglierà più a Marte.
Il nostro idrogeno, creato dall'acqua che si divide,
fuggirà nello spazio più rapidamente,
e ci lascerà un pianeta secco e rossiccio.
Niente paura, accadrà tra qualche miliardo di anni,
abbiamo il tempo per prepararci.
(Risate)
Ma volevo che steste attenti a cosa sta accadendo,
non solo al futuro,
perchè la fuga atmosferica si verifica mentre parliamo.
C'è tanta scienza incredibile da sentire su ciò che accade nello spazio
e le storie di pianeti lontani,
e studiamo questi pianeti per imparare qualcosa di questi mondi.
Ma come imparato da Marte o da esopianeti come i Giovi caldi,
troviamo cose come la fuga atmosferica
che ci dicono molto del nostro pianeta Terra.
Considerate questo la prossima volta in cui penserete che lo spazio è lontano.
Grazie.
(Applausi)