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Ariel

Ariel, dal Chianti verso la spazio per scoprire nuove forme di vita. Inizia la missione che coinvolge Italia e 17 Paesi

Pubblicato il 12 Dicembre, 2020

Dal Chianti verso la spazio per scoprire nuove forme di vita con la missione Ariel. Grazie al lavoro e al contributo del team fiorentino che opera all’Osservatorio polifunzionale del Chianti, struttura di proprietà del Comune di Barberino Tavarnelle, gestita dall’Università di Firenze, decolla un’operazione aerospaziale di rilievo internazionale.

E’ la realizzazione della Missione ARIEL (Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey), condotta in Italia nel ruolo di Project Manager nazionale dall’astrofisico Emanuele Pace, responsabile scientifico dell’Osservatorio polifunzionale del Chianti e docente universitario. 

Si tratta di una missione, selezionata nel 2018, che alcune settimane fa è stata ufficialmente ‘adottata’ dallo Space Programme Committee dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA). 

Dedicata allo studio delle atmosfere di pianeti in orbita intorno a stelle diverse dal Sole, Ariel è un veicolo spaziale, un occhio che indagherà le atmosfere degli esopianeti il cui lancio è previsto nel 2029. 

Attraverso l’osservazione di un campione variegato di esopianeti sarà la prima missione spaziale a realizzare un ‘censimento’ della composizione chimica delle atmosfere planetarie.

«La missione Ariel – dichiara il sindaco David Baroncelli – andrà a potenziare quella che è la vocazione dell’Osservatorio del Chianti come centro di ricerca e formazione scientifica ai massimi livelli».

«La nostra ambizione – continua il sindaco – è creare un luogo dove si cresce, un polo che diventi un punto di riferimento di eccellenza a livello internazionale nella ricerca. Su questa nuova sfida che potrà determinare importanti riflessi sul piano economico e occupazionale scommettiamo e investiamo, convinti che dalla cultura scientifica possa nascere una società migliore».

«Ciò che contraddistingue l’Osservatorio polifunzionale del Chianti – precisa l’assessore alla Cultura Giacomo Trentanovi – è la molteplicità delle sue competenze e la multidisciplinarità di un percorso, ormai attivo da dieci anni in costante dialogo con il territorio».

«Un’attività quotidiana in continua evoluzione che ha creato, costruito, interventi, progetti, opportunità anche in favore degli studenti del territorio e della formazione universitaria, avendo a disposizione quattro aree operative quali l’astronomia, la geofisica, l’ambiente e paesaggio e l’agrometeorologia».

«Una struttura che produce cultura scientifica, la divulga e anima il territorio dal punto di vista economico con una ampia gamma di attività che possono produrre importanti effetti anche nel settore turistico».

La missione Ariel per lo studio degli esopianeti

Prende il via la realizzazione del telescopio spaziale ESA per lo studio delle atmosfere esoplanetarie, caratterizzata da una prestigiosa cordata di partners scientifici e tecnologici italiani e internazionali.

Dopo un periodo di studio preliminare di cinque anni, acquisisce contorni reali la missione Ariel (Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey). Nei prossimi mesi, l’ESA inviterà le aziende del settore a presentare proposte per la realizzazione del veicolo spaziale, con l’assegnazione del contratto industriale attesa per la prossima estate.

GLI OBIETTIVI Dedicata allo studio delle atmosfere di pianeti in orbita intorno a stelle diverse dal Sole, Ariel osserverà un ampio spettro di esopianeti, passando da giganti gassosi a pianeti di tipo nettuniano, super-Terre e pianeti terrestri nelle frequenze della luce visibile e dell’infrarosso.

La missione fornirà indizi fondamentali per comprendere i meccanismi di formazione ed evoluzione dei pianeti al di là del Sistema solare, inquadrare a pieno il ruolo del nostro sistema planetario nel contesto cosmico ed affrontare i complessi quesiti riguardanti l’origine della vita nell’Universo.

I PARTNER DELLA COMUNITA’ SCIENTIFICA La missione Ariel è stata sviluppata da un consorzio che vede la partecipazione di oltre cinquanta istituti di 17 nazioni europee, nonché un contributo esterno della NASA, coordinato da Giovanna Tinetti dello University College di Londra.

L’Italia, con il sostegno e il coordinamento dell’Agenzia Spaziale Italiana, è tra i principali contributori ed esprime due Co-Principal Investigators, Giusi Micela dell’Istituto Nazionale di Astrofisica di Palermo e Giuseppe Malaguti dell’Istituto Nazionale di Astrofisica di Bologna, supportati da un team che include numerosi altri scienziati e strutture dell’INAF. 

Un ruolo fondamentale è svolto dall’Osservatorio Polifunzionale del Chianti, struttura di proprietà del Comune di Barberino Tavarnelle e gestito dall’Università di Firenze e dall’astrofisico Emanuele Pace, Project Manager nazionale della missione, oltre all’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR di Padova e all’Università Sapienza di Roma.

Emanuele Pace all’Osservatorio del Chianti

«La grande rivoluzione che ci prepariamo a mettere in atto per la comprensione dell’Universo – spiega l’astrofisico Emanuele Pace – consente per la prima volta alla comunità scientifica di esaminare e studiare in profondità la natura fisica di non meno di 1000 esopianeti, la composizione chimica delle loro atmosfere e darà indicazioni sulle possibili condizioni di abitabilità ovvero sulle eventuali presenze di vita».

«L’occhio di Ariel – prosegue Pace – un telescopio con uno specchio ellittico di un metro di diametro per raccogliere la luce visibile e infrarossa proveniente dai lontani sistemi planetari, sarà realizzato in Italia, così come l’elettronica di bordo».

«Scomponendo la luce in tutti i suoi ‘colori’ mediante gli spettrometri di bordo sarà possibile identificare gli elementi chimici presenti nelle atmosfere degli esopianeti osservati durante il loro passaggio, o transito, davanti o dietro la stella ospite».

«A questo grande lavoro della comunità scientifica internazionale a cui l’Italia ha dato un contributo importante – precisa Emanuele Pace – si aggiunge la creazione di nuove opportunità professionali ed economiche di rilievo per il nostro paese nel settore della tecnologia aerospaziale che solo in Toscana conta una decina di aziende, nel campo dell’ottica e della meccanica di precisione e dell’elettronica fino allo studio dei materiali».

«Nella sede dell’Osservatorio polifunzionale del Chianti effettueremo un lavoro di approfondimento scientifico volto alla conoscenza degli esopianeti in modo da acquisire tutti gli elementi preliminari allo studio delle atmosfere che svolgerà Ariel».

«Useremo il telescopio dell’Opc, inserito una rete internazionale che si chiama EXOCLOCK, per monitorare nei dettagli i pianeti. L’obiettivo è quello di studiare e catalogare i corpi celesti che poi Ariel andrà ad osservare».

Ariel è la terza missione dell’ESA, dopo CHEOPS e PLATO, e assicura il consolidamento della leadership europea nell’ambito di questa nuova tematica scientifica.

L’Italia ha un eccellente background scientifico e industriale in questo campo, derivato dalla partecipazione alle missioni CHEOPS e PLATO. La partecipazione alla missione Ariel permetterà alla comunità scientifica e all’industria nazionale di valorizzare ulteriormente le conoscenze e le capacità acquisite.

Della serie di satelliti ESA per lo studio dei pianeti extra-solari, ciascuno dei quali si occupa di un aspetto specifico in questo campo di ricerca in fase di grande crescita, CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite) è stato lanciato alla fine del 2019 e ha da poco ottenuto i primi risultati scientifici. Seguiranno PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) nel 2026 e Ariel nel 2029.

Ideato nel Chianti, Ariel sarà lanciato con un razzo Ariane 6 dalla base ESA di Kourou, nella Guyana francese, e messo in orbita intorno al punto di Lagrange 2 (L2), un punto di equilibrio gravitazionale a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, nella direzione opposta a quella del Sole.

Da questa posizione, il telescopio avrà una visione chiara di tutto il cielo per scrutare in dettaglio esopianeti già scoperti da altri osservatori.

Ariel è stata selezionata nella primavera 2018 e sarà la quarta missione di classe media del programma Cosmic Vision dell’Esa. Sarà lanciata da un razzo Ariane dalla Guyana Francese nel 2028, e dopo un percorso di circa 1 milione e mezzo di km, raggiungerà la sua postazione di lavoro, denominata “secondo punto Lagrangiano (L2)” del sistema Terra-Sole, una posizione particolarmente favorevole per stabilità gravitazionale e termica. Da L2, Ariel esplorerà per la prima volta le atmosfere di più di mille pianeti in orbita attorno a stelle oltre il nostro Sole.

Ariel osserverà molte centinaia di pianeti, principalmente “in transito” davanti alla stella madre, e sarà in grado di vedere le impronte chimiche – o “spettri” – che l’atmosfera del pianeta lascia sulla luce della sua stella. Queste impronte digitali esoplanetarie permetteranno di studiare la composizione, le proprietà fisiche e chimiche e i processi in corso in almeno mille atmosfere di altri mondi.

Lo strumento Case sarà sensibile alla luce alle lunghezze d’onda a cavallo tra la banda ottica e il vicino infrarosso, che è invisibile agli occhi umani. Ciò integra l’altro strumento di Ariel, chiamato spettrometro a infrarossi, che opera a lunghezze d’onda più lunghe. Gli studi che Ariel con Case potrà effettuare saranno così profondi da consentire addirittura lo studio delle nubi e dei moti nuvolosi nelle atmosfere degli esopianeti.

Ariel è la prima missione interamente dedicata all’osservazione delle atmosfere planetarie. La possibilità di osservare un’atmosfera contemporaneamente nella banda ottica e infrarossa è una delle sue carte vincenti, perché permetterà di osservare molecole di diversi elementi e ricostruire la stratificazione dell’atmosfera. In alcuni casi particolarmente favorevoli si potranno addirittura osservare venti e determinare le caratteristiche climatiche.

Ariel si concentrerà soprattutto sui pianeti molto caldi, intorno ai 300 °C, includendo sia giganti gassosi di tipo gioviano o sub-nettuniano che le cosiddette super-Terre, mondi rocciosi poco più grandi del nostro. Mentre questi pianeti sono troppo caldi per ospitare la vita così come la conosciamo, ci diranno molto su come i pianeti e i sistemi planetari si formano e si evolvono. Inoltre, i risultati di Ariel potranno essere i precursori di futuri telescopi, con i quali si potrà guardare a mondi più piccoli e più freddi con condizioni simili a quelle della Terra.

La partecipazione della Nasa al progetto conferma la rilevanza mondiale di Ariel, ne rafforza le performance e consentirà un eccezionale spazio di scoperte e nuova scienza nel campo dello studio degli esopianeti e delle loro atmosfere, una delle discipline più innovative dell’astrofisica moderna.

La missione Ariel:

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