Nell’ultimo anno gli astrofisici hanno cominciato a mettere in discussione l’ipotesi che il nostro sistema solare rappresenti il modello più comune di interazione tra stelle e pianeti. Si conoscevano già da molto tempo sistemi stellari plurimi, composti cioè da due o più soli; e i clamorosi passi avanti fatti nell’ambito della ricerca di pianeti extrasolari ci ha abituati all’idea che i pianeti non siano affatto merce rara, nella galassia, ma che anzi una buona parte delle stelle della Via Lattea ne abbia almeno uno, e probabilmente di più. Eppure, lo scorso maggio la rivista Nature pubblicava uno studio rivoluzionario riguardo la scoperta di ben dieci pianeti “orfani” o “nomadi”, non orbitanti intorno ad alcuna stella. Ora un nuovo studio non ancora approvato per la pubblicazione, ma realizzato da dipartimenti di prestigiose università anglosassoni, stima che questi mondi non sarebbero affatto pochi: potrebbero essercene centinaia di miliardi nella sola nostra galassia.

L’ipotesi era stata avanzata già l’anno scorso dal ricercatore giapponese Takahiro Sumi, che attraverso osservazioni effettuate con la tecnica del microlensing gravitazionale era giunto a ipotizzare che nella nostra galassia esisterebbero più pianeti orfani che stelle, almeno 400 miliardi. Il microlensing gravitazionale è una delle più avanzate tecniche di individuazione dei pianeti extrasolari, che individua le variazioni quasi impercettibili prodotte dal passaggio di pianeti intorno a stelle lontani sulla luce emessa dalle stelle in termini di curvatura dello spazio-tempo, sfruttando le previsioni della relatività. Una tecnica che ha permesso già di individuare moltissimi pianeti extrasolari negli ultimi anni.

Strani, nuovi mondi

L’ipotesi di Sumi, dopo la scoperta di almeno una decina di pianeti nomadi, è stata raccolta dal KIPAC, il Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology della Stanford University, in California, e in particolare da quattro ricercatori, tra cui l’italiano Matteo Barnabè, secondo firmatario della pubblicazione disponibile su arXiv, l’archivio digitale dove passano tutti i paper scientifici non ancora approvati per la pubblicazione definitiva. Insomma, la cautela è d’obbligo ma i dati riportati dagli autori suggeriscono che la teoria non sia campata per aria. “Abbiamo stimato che nella nostra galassia possano esserci fino a centomila oggetti compatti con massa compresa tra 10-8 e 10-2 masse solari per ciascuna stella della sequenza principale che vengono attratti da stelle ospiti”, scrivono gli autori. In pratica, pianeti – per il momento solo quelli più massicci – che non orbitano intorno a una stella fissa, ma vagano per la galassia finché non sono attirati dalla forza gravitazione di un altro sole ‘ospite'.

Il numero fa davvero girare la testa. Si pensi che le stelle nella galassia non sono meno di 200 miliardi, e il 90% di queste fa parte della sequenza principale, termine con cui si indicano le stelle come il Sole che sono nel pieno della loro vita. Considerando che per ciascuna di queste stelle potrebbero esserci oltre centomila pianeti “nomadi”, siamo nel campo dei numeri inimmaginabili. È chiaro che non parliamo di mondi orbitanti tutti insieme intorno a una stessa stella, ma a una semplice stima del rapporto stelle-pianeti nomadi. La stima si basa – spiegano i ricercatori – sulle osservazioni effettuate con il microlensing gravitazionale. Ma potrà essere confermata o smentita in maniera più precisa dal Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), un telescopio spaziale proposto ma non ancora approvato dal governo americano. WFIRST potrebbe scoprire, infatti, pianeti nomadi grandi appena poco più della Terra, grazie alla maggiore precisione della sua strumentazione. “La nostra stima del numero dei pianeti nomadi presenti nella nostra galassia è stata calcolata sulla base della recente scoperta, mediante una tecnica chiamata microlensing, di circa 10 di questi oggetti in una piccola regione nel bulge galattico, cioè nei pressi del centro della nostra galassia”, spiega Matteo Barnabè all’INAF, l’Istituto Nazionale di Astrofisica. “Abbiamo tratto le conseguenze di questa scoperta per quanto riguarda la popolazione globale dei pianeti nomadi, mostrando che potrebbero esistere, per ogni normale stella di main sequence, fino a 700 nomadi con la massa della Terra e fino a 100.000 nomadi con la massa di Plutone”. Pianeti piccoli, o piccolissimi, dunque.

Pianeta abitabili e materia oscura

L’origine di questi pianeti resta tuttora incerta, spiegano i ricercatori. Potrebbero essersi formati direttamente dal collasso della nuvola molecolare da cui si originano anche le stelle, ma potrebbero anche essere stati espulsi dal sistema solare all’interno del quale gravitavano, a causa di non meglio precisate interazioni dinamiche, la cui natura sarà tutta da chiarire. Di fatto è possibile che fenomeni del genere possano essere avvenuti anche nel nostro sistema solare, determinando l’espulsione di altri pianeti al di là di quelli che conosciamo. Pianeti nani come Plutone, per esempio, ma anche un po’ più grossi. E soprattutto, perché no, abitabili. “Per quanto un oggetto interstellare possa sembrare un habitat particolarmente inospitale, se ammettiamo l’esistenza di radioattività interna o di riscaldamento tettonico e lo sviluppo di una spessa atmosfera capace di intrappolare la radiazione infrarossa, e tenendo conto che la maggior parte della vita sulla Terra è di tipo batterico e sorprendentemente adattativa, l’idea che lo spazio interstellare (e, data la prevalenza di detriti prodotti dalle fusioni galattiche, anche lo spazio intergalattico) sia un vasto ecosistema è intrigante e ha ovvie implicazioni per la ricerca di vita sulla Terra”.

C’è di più. I pianeti, a differenza delle stelle, non sono – come ovvio – luminosi. La presenza di un numero molto più rilevante di pianeti rispetto a quanto finora immaginato, soprattutto pianeti massicci che vagabonderebbero negli spazi interstellari, potrebbe dare conto di una buona percentuale di quella materia oscura che oggi ossessiona gli scienziati. Materia cioè di tipo non luminoso, ma che possiede massa, calcolata dagli astrofisici. Generalmente si ritiene che la stragrande maggioranza della massa dell’universo sia costituita da stelle, e perciò gli astrofisici, per “pesare” l’universo, hanno tenuto conto quasi esclusivamente della massa prodotta dalle stelle. Ma i conti non tornano, perché la massa delle stelle risulta inferiore a quella dell’universo: questa massa mancante sarebbe la materia oscura, sulla cui natura si moltiplicano le possibili spiegazioni. Una di queste potrebbe tener conto del fatto che gli abissi cosmici non siano davvero vuoti, ma pullulanti di pianeti. E non solo di pianeti.

Difatti, oltre ai pianeti orfani, esisterebbero anche stelle orfane. La notizia non è nuovissima, ma fa il paio con la scoperta dei pianeti nomadi. Utilizzando i dati del telescopio spaziale a infrarossi WISE, e le osservazioni compiute con il Large Binocular Telescope (LBT) di Mount Graham, in Arizona, l’astrofisico Ralf-Dieter Scholz e i colleghi del Leibnitz Institute di Potsdam hanno individuato due nane brune a una distanza rispettivamente di 15 e 18 anni luce dal nostro sistema solare. Insieme a Epsilon Indi Ba e Bb, già scoperte qualche anno fa, a una distanza di 12 anni luce, queste nuove nane brune confermano la vasta presenza di “stelle orfane” nella nostra galassia e anche nei dintorni del nostro cortile di casa. Tutta questa ricchezza di nuovi corpi celesti erranti nell’universo renderebbe anzi il nostro vicinato assai più interessante di quanto finora ipotizzato. Mondi abitabili potrebbero esistere a distanze inferiori a Proxima Centauri, la stella a noi più vicina (4 anni luce), e magari potrebbero essere raggiungibili in futuro grazie all’evoluzione della propulsione astronautica. Ma qui rischiamo di sforare nella fantascienza, per quanto, come ci ricorda Stephen Hawking, “la fantascienza di oggi è spesso la scienza di domani”.