I pianeti extrasolari by Giovanna Tinetti

autore:Giovanna, Tinetti [Tinetti, Giovanna]
La lingua: ita
Format: epub
Tags: La cultura scientifica, Farsi un'idea
ISBN: 9788815313492
editore: Societa editrice il Mulino Spa
pubblicato: 2013-10-14T22:00:00+00:00

FIG. 7. Spettro di Titano, satellite di Saturno, osservato dalla missione spaziale Voyager 2 (1977). L’inattesa complessità delle reazioni chimiche tra il metano e altri idrocarburi rende l’atmosfera di Titano particolarmente interessante dal punto di vista chimico.

Molecole che assorbono/emettono nell’infrarosso sono ad esempio il vapore acqueo, il metano, l’anidride carbonica, il monossido di carbonio, l’ammoniaca, l’ozono ecc. Nel visibile, troviamo l’ossigeno molecolare. Spettri planetari nel visibile misurano la luce stellare riflessa dalla superficie o dalle nuvole. Lo spettro planetario è quindi una frazione dello spettro stellare con delle linee in assorbimento dovute alle molecole presenti nell’atmosfera planetaria. Nell’infrarosso, se nell’atmosfera ci sono molecole o atomi, e se la temperatura varia con l’altezza, vedremo la segnatura molecolare/atomica in assorbimento o emissione a seconda del gradiente termico. Più esattamente, se la temperatura cresce con l’altezza, la segnatura molecolare è in emissione, se decresce, è in assorbimento. Spettri di oggetti astrofisici in infrarosso sono quindi una potentissima diagnostica per comprendere la composizione chimica e la struttura termica dell’oggetto analizzato.

Uno dei motivi per cui sono oggi all’University College London, è la collaborazione con Jonathan Tennyson, guru della spettroscopia molecolare, nonché tris-nipote di Lord Alfred Tennyson, famoso poeta vittoriano. Jonathan e il suo gruppo di studenti e ricercatori brillantissimi (Exomol) sono l’unico gruppo al mondo in grado di calcolare spettri molecolari, come si fa sui banchi universitari con l’atomo di idrogeno. Ma nell’atomo di idrogeno ci sono solo due particelle: il protone e l’elettrone, e i calcoli analitici sono già un buon tour de force per lo studente di fisica del terzo anno. Mettete insieme due atomi di idrogeno e uno di ossigeno, come nel caso dell’acqua, o uno di azoto e tre di idrogeno, come nel caso dell’ammoniaca, e la difficoltà diventa mostruosa. Il vantaggio di avere dati spettroscopici calcolati invece che misurati è che il numero di transizioni e la qualità dello spettro sono di gran lunga superiori. Questa informazione diventa critica nel momento in cui abbiamo bisogno di interpretare osservazioni alle alte temperature, come accade per le atmosfere dei gioviani caldi. Per fare un esempio, il numero di transizioni misurate oggi in laboratorio per la molecola di ammoniaca sono circa 30.000, il numero di transizioni calcolate da Exomol sono circa 1,1 miliardi! Una delle performances più esilaranti a cui ho assistito è stata l’imitazione dei modi di rotazione e vibrazione della molecola d’acqua da parte di Bob Barber, di Exomol, ad una conferenza di astrofisica. Per capirne l’impatto sul pubblico dovete però prima visualizzarvi Bob, il perfetto gentleman inglese, sempre ineccepibile nello stile e nei modi. Dopo una carriera roboante alla City, dove ha fatto e bruciato fortune, ha deciso di usare gli ultimi anni prima del pensionamento per tornare a far ricerca in fisica, e con grande successo, direi. L’altro pilastro di Exomol è Sergej Yurchenko, giovane fisico russo, come si capisce dal nome. Non bisogna farsi confondere dall’aspetto minuto e dai toni riservati di Sergej: quando comincia a parlare, è la tradizione del Landau che parla, e l’interlocutore è investito da funzioni d’onda, nonché dalla nettissima percezione della propria limitatezza intellettuale.

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