Sono abbastanza sicura di non essere l'unica in questa stanza
che, a un certo punto, si è ritrovata a guardare le stelle,
domandandosi: “Esistiamo solo noi
o ci sono altri pianeti viventi come il nostro là fuori?"
Immagino però di essere stata l'unica persona
a ossessionarsi a tal punto da questa domanda
da farla diventare il mio lavoro.
Ma proseguiamo.
Come arriviamo a questa domanda?
Direi che la prima cosa da fare
è di volgere lo sguardo dal cielo verso il nostro pianeta, la Terra,
e pensare a quanto la Terra sia stata fortunata
a essere il pianeta vivente che è.
Deve aver avuto una buona dose di fortuna.
Se fossimo stati più vicini al Sole
o un po' più lontani,
l'acqua a nostra disposizione sarebbe bollita o evaporata.
Inoltre, non è scontato che ci sia acqua su un pianeta.
Se fossimo stati un pianeta arido,
non ci sarebbe stata molta vita.
E se anche avessimo avuto tutta l'acqua che abbiamo oggi,
se in quell'acqua non fosse stato presente
il giusto apporto di sostanze chimiche per mettere in moto la vita,
avremmo sì un pianeta bagnato, ma ugualmente deserto.
Siccome ci sono tante cose che possono andare storte,
con quali probabilità possono invece andare dritte?
Quali sono le probabilità che ha il pianeta di formarsi
quanto meno con gli ingredienti base necessari
affinché si dia origine alla vita?
Esploriamole insieme.
Per ottenere un pianeta vivente,
il primo ingrediente necessario
è un pianeta.
(Risate)
Ma non un pianeta qualsiasi.
Probabilmente avrete bisogno di un pianeta specifico e simile alla Terra,
un pianeta roccioso,
così da avere sia oceani che terre emerse,
e che non sia né troppo vicino né troppo lontano dalla sua stella,
ma a una temperatura idonea,
atta a conservare l'acqua allo stato liquido.
Quanti di questi pianeti si trovano nella nostra galassia?
Ebbene, una delle grandi scoperte degli ultimi decenni
è che i pianeti sono estremamente diffusi.
Quasi ogni stella ha un pianeta attorno a sé.
Alcune ne hanno molti.
E tra questi pianeti,
una piccola percentuale è abbastanza simile alla terra
da potersi considerare potenzialmente adatta alla vita.
Trovare il pianeta ideale in realtà non è così difficile,
se consideriamo che ci sono circa 100 miliardi di stelle
nella nostra galassia.
Questo significa avere circa un miliardo di potenziali pianeti viventi.
Ma non basta essere alla giusta temperatura
o avere la giusta composizione.
Occorre avere anche le sostanze chimiche adatte.
Il secondo e importante ingrediente per creare un pianeta vivente è...
penso sia abbastanza chiaro...
è l'acqua.
Abbiamo definito il nostro pianeta come potenzialmente vivente
se ha la giusta temperatura per mantenere l'acqua allo stato liquido.
E qui sulla Terra, la vita è basata sull'acqua.
Ma più in generale,
l'acqua è un ottimo punto d'incontro per le sostanze chimiche.
È un liquido molto speciale.
Ed è il nostro secondo ingrediente base.
Ora, il terzo ingrediente,
credo che sia un po' più inaspettato.
Avremo bisogno di alcune sostanze organiche,
dato che stiamo parlando di vita organica.
Ma la molecola organica
che sembra essere al centro delle catene chimiche
in grado di produrre molecole biologiche, è il cianuro di idrogeno.
Coloro che conoscono questa molecola,
sanno che è qualcosa da cui tenersi alla larga.
Ma a quanto pare,
ciò che è davvero velenoso per le forme di vita avanzate,
come voi,
in realtà va molto bene per favorire la chimica,
quell’aspetto della chimica che può portare alle origini della vita.
Adesso abbiamo i tre ingredienti che ci servono:
il pianeta con un clima temperato,
l'acqua e il cianuro di idrogeno.
Quante volte si incontrano questi tre elementi?
Quanti pianeti con un clima temperato esistono là fuori,
dotati di acqua e cianuro di idrogeno?
In un mondo ideale,
punteremmo uno dei nostri telescopi verso uno di questi pianeti temperati
e verificheremmo coi nostri occhi,
così, semplicemente: “Su questi pianeti ci sono acqua e cianuri?"
Purtroppo, non abbiamo ancora telescopi abbastanza potenti per farlo.
Possiamo individuare le molecole nelle atmosfere di alcuni pianeti.
Ma si tratta di grandi pianeti,
che spesso si trovano vicino alla loro stella
e che non sono per niente simili ai pianeti ideali
di cui stiamo parlando,
che sono molto più piccoli e lontani.
Quindi, dobbiamo trovare un altro metodo.
L'altro metodo che abbiamo ideato e applicato è,
invece di cercare queste molecole
nei pianeti quando esistono,
di cercarle nella materia che sta creando nuovi pianeti.
I pianeti si formano in dischi di polvere e gas intorno a giovani stelle.
Questi dischi ricevono la materia dal mezzo interstellare.
Si è scoperto che lo spazio vuoto che si vede tra le stelle,
quando si guarda verso l'alto e ci si pone domande esistenziali,
non è così vuoto come sembra,
in realtà è pieno di gas e polvere
che può unirsi in nuvole,
per poi collassare e formare dischi, stelle e pianeti.
E una delle cose che vediamo sempre quando guardiamo queste nuvole,
è l'acqua.
Credo che abbiamo la tendenza a pensare all'acqua
come a qualcosa di speciale per noi.
L'acqua è una delle molecole più abbondanti nell'universo,
anche tra queste nuvole,
queste nuvole che formano stelle e pianeti.
E non solo,
l'acqua è anche una molecola piuttosto robusta,
non è così facile da distruggere.
Molta di quest'acqua presente nel mezzo interstellare
sopravviverà al pericoloso e collassato viaggio da nuvole,
a disco e a pianeta.
Quindi l'acqua c'è.
Il secondo ingrediente non sarà un problema.
La maggior parte dei pianeti si forma con un po' d'acqua.
E il cianuro di idrogeno?
Si possono vedere anche cianuri e altre molecole organiche simili
in queste nuvole interstellari.
Ma in questo caso, siamo meno sicuri che le molecole sopravvivano
durante il viaggio da nuvola a disco.
Sono più delicate e più fragili.
Perciò, se vogliamo sapere se questo cianuro di idrogeno
si trova nelle vicinanze di nuovi pianeti in formazione,
bisognerebbe poterlo osservare nel disco stesso,
in questi dischi protoplanetari.
Circa dieci anni fa,
ho iniziato un programma per cercare il cianuro di idrogeno
e altre molecole in questi dischi protoplanetari.
Questo è ciò che abbiamo trovato.
Davvero una buona notizia: in queste sei immagini
quei pixel luminosi rappresentano emissioni originate da cianuro di idrogeno
in dischi protoplanetari distanti centinaia di anni luce,
pervenute al nostro telescopio,
sul rilevatore,
permettendoci di vederle in questo modo.
L’ottima notizia è che questi dischi contengono cianuro di idrogeno,
L’ultimo, più esclusivo ingrediente.
Ma la brutta notizia è che non sappiamo dove si trovi il cianuro nel disco.
Se guardiamo queste...
non si può certo dire che siano delle belle immagini,
neanche nel momento in cui le abbiamo scattate.
Noterete che la dimensione dei pixel è piuttosto grande,
in realtà, è più grande dei dischi stessi.
Ognuno di questi pixel
rappresenta qualcosa di molto più grande del nostro sistema solare.
Questo significa
che non sappiamo da quale punto del disco proviene il cianuro di idrogeno.
E questo è un problema,
perché questi pianeti temperati
non possono accedere al cianuro di idrogeno ovunque,
ma deve essere abbastanza vicino al punto di formazione dei pianeti
affinché questi possano raggiungerlo.
Per capire meglio, pensiamo a un esempio analogo:
la coltivazione di cipressi negli Stati Uniti.
Supponiamo che siate tornati dall'Europa
dove avete visto dei bellissimi cipressi italiani,
e che vorreste capire
se abbia senso importarli negli Stati Uniti.
Potreste coltivarli qui?
Ne parlate con alcuni esperti di cipressi
e vi dicono che in effetti esiste
una zona né troppo calda, né troppo fredda negli Stati Uniti
in cui si potrebbero coltivare.
Se avete una mappa ad alta risoluzione o un'immagine come questa,
si vede chiaramente questa fascia di cipressi
sovrapporsi a molti pixel di terreno verde e fertile.
Anche se cominciassi a digradare leggermente questa mappa,
rendendo la risoluzione sempre più bassa,
si potrebbe ancora affermare
che esiste del terreno fertile sovrapposto a questa striscia.
Ma se tutti gli Stati Uniti
fossero incorporati in un unico pixel?
Se la risoluzione fosse così bassa,
cosa fareste,
come potreste capire se è possibile coltivare cipressi negli Stati Uniti?
La risposta è che non non potete.
Sicuramente c'è del terreno fertile,
altrimenti non avreste quella tonalità di verde sul pixel,
ma non c'è modo di capire
se quel verde si trova nel posto giusto.
Questo è esattamente il problema che stavamo affrontando
con le nostre immagini relative ai dischi formate da un solo pixel
con cianuro di idrogeno.
Ciò di cui abbiamo bisogno è qualcosa di analogo
almeno a quelle mappe a bassa risoluzione che vi ho appena mostrato,
per capire se c'è una sovrapposizione tra dove si trova il cianuro di idrogeno
e il punto in cui questi pianeti possono accedervi durante la loro formazione.
A venirci in soccorso, qualche anno fa,
è stato questo nuovo, sorprendente, splendido telescopio ALMA,
l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,
situato nel nord del Cile.
ALMA è fantastico per diversi motivi,
ma quello su cui mi concentrerò
è che, come vedete, io lo chiamo un telescopio,
ma potete osservare che ci sono più parabole in questa immagine.
Questo è un telescopio costituito da 66 singole parabole
che lavorano all'unisono.
Ciò significa che abbiamo un telescopio
la cui dimensione è data dalla massima distanza tra le parabole
che, nel caso di ALMA, è di alcuni chilometri.
Abbiamo così un telescopio grande più di un chilometro.
E quando si ha un telescopio così grande,
è possibile ingrandire cose molto piccole
e realizzare mappe di cianuro di idrogeno nei dischi protoplanetari.
Quando ALMA è entrato in funzione qualche anno fa,
questa è stata una delle prime cose per cui ho proposto di usarlo.
Che aspetto ha una mappa di cianuro di idrogeno in un disco?
Il cianuro di idrogeno si trova nel punto esatto?
La risposta è sì.
Questa è la mappa.
Osservate l'emissione di cianuro di idrogeno diffusa su tutto il disco.
Si trova quasi ovunque,
il che è davvero un'ottima notizia.
Ma c'è un'emissione di luce maggiore
nei pressi della stella, al centro del disco.
Questo è esattamente dove lo vogliamo vedere.
Si trova vicino al luogo in cui i pianeti si stanno formando.
Tutto questo non lo osserviamo in un solo disco,
qui abbiamo altri tre esempi.
Potete vedere che tutti mostrano la stessa cosa:
un’elevata emissione luminosa di cianuro di idrogeno
proveniente dai pressi del centro della stella.
Per completezza di informazione, non vediamo sempre questo.
Esistono dischi dove si vede il contrario,
in cui in realtà c'è un buco nell'emissione vicino al centro
ed è l'opposto di quello che vogliamo vedere, giusto?
Questi non sono luoghi in cui possiamo fare ricerche,
capire se c'è del cianuro di idrogeno dove questi pianeti si formano.
Ma nella maggior parte dei casi,
non solo individuiamo cianuro di idrogeno,
ma lo rileviamo nel luogo esatto.
Cosa significa tutto ciò?
All'inizio vi ho detto
che ci sono molti pianeti con un clima temperato,
forse un miliardo o anche più,
che potrebbero sviluppare forme di vita
se avessero gli ingredienti giusti.
E vi ho anche mostrato
che spesso pensiamo di avere gli ingredienti giusti,
abbiamo l'acqua, abbiamo il cianuro di idrogeno,
ci saranno anche altre molecole organiche
che derivano dai cianuri.
Questo significa che i pianeti con gli ingredienti base per la vita
probabilmente sono molto diffusi nella nostra galassia.
E se tutto ciò che serve per dare origine alla vita
è avere a disposizione questi ingredienti base,
lì fuori dovrebbero esistere molti pianeti con forme di vita.
Ma questo, ovviamente, è un grande "se".
Credo che la sfida nei prossimi decenni,
sia per l'astronomia che per la chimica,
è di capire con quanta frequenza
passiamo dall'avere un pianeta potenzialmente vivente
a un pianeta che effettivamente lo è.
Grazie.
(Applausi)