Nel Sistema Solare ogni pianeta ha i suoi satelliti naturali: la Terra ha la Luna, Giove ne conta oltre 90, Saturno più di 100, persino Plutone ne ha 5. È quindi ragionevole aspettarsi che lune analoghe orbitino anche attorno ai pianeti di altre stelle – ossia gli esopianeti - scoperti in numero crescente negli ultimi trent'anni e già arrivati a diverse migliaia. Eppure, fino a poche settimane fa nessuno era mai riuscito a confermare l’esistenza di satelliti naturali degli esopianeti con evidenze dirette: c’erano dei candidati, ma nessun segnale raccolto dallo spazio era risultato abbastanza solido da meritare una pubblicazione scientifica. A luglio di quest’anno, il gruppo di ricerca guidato da Alice Zurlo ha tagliato per primo questo traguardo, ottenendo la pubblicazione su Nature della prima rilevazione diretta e confermata di una eso-luna che orbita attorno a un oggetto spaziale extrasolare.
«Nel nostro Sistema Solare abbiamo più di 400 “lune”, e non c'è ragione per cui non debbano essercene anche attorno agli esopianeti», spiega Zurlo, Professoressa titolare di astronomia all'Università Diego Portales di Santiago del Cile e direttrice del Nucleo Millennio, il principale programma cileno di finanziamento alla ricerca di eccellenza. «Identificare una di queste eso-lune e riuscire a confermarla con sufficiente solidità scientifica sono due imprese molto diverse», chiarisce, per sottolineare in cosa consista l’effettiva novità scientifica ottenuta con il suo gruppo.
Vicentina, cresciuta con una formazione classica al liceo Brocchi di Bassano del Grappa, Alice Zurlo dopo la maturità ha cambiato direzione studiando astronomia, a Padova, dove ha trascorso i cinque anni del percorso universitario. A questo s’è aggiunto un anno alle Isole Canarie con il Programma Erasmus, presso l'Instituto de Astrofísica de Canarias, poi un dottorato in co-tutela tra l'Università di Padova e quella di Marsiglia. Concluso il dottorato, di cinque offerte di postdoc ricevute in Europa (inclusa una dal Politecnico federale di Zurigo, la più ghiotta) non ne ha accettata nemmeno una: ha scelto invece il Cile, quasi per curiosità, con l'idea di restare un solo anno e poi far ritorno.
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«Sono andata in Cile non conoscendolo affatto, e l'America Latina mi affascinava da sempre», racconta la professoressa. «Pensavo di restare per qualche mese, invece da lì si sono aperte possibilità di carriera che non mi aspettavo». A fare la differenza è stato in primo luogo l'ambiente di lavoro: un sistema accademico che, spiega Zurlo, offre stabilità precoce, risorse concrete per i gruppi di ricerca e la libertà di concentrarsi sulla scienza senza dover inseguire finanziamenti per sopravvivere. «Poco più che trentenne, ho vinto una borsa nazionale per un posto permanente in Cile», aggiunge Zurlo. «Sono così entrata come professoressa all'Università Diego Portales, dove ho costruito un gruppo di ricerca che conta oggi circa 50 persone tra dottorandi, postdoc e studenti magistrali».
Il Cile, inoltre, ospita alcuni dei telescopi più avanzati al mondo, e quella concentrazione di infrastrutture ha reso Santiago uno dei centri mondiali dell'astronomia osservativa: il VLT (Very Large Telescope) dell'European Southern Observatory ESO, situato nel deserto di Atacama, è lo strumento con cui il gruppo ha raccolto i dati che hanno portato alla scoperta dell’eso-luna. Nei prossimi anni entrerà in funzione un nuovo telescopio dell'ESO, da 39 metri di diametro e attualmente in costruzione, che sarà il più grande mai realizzato. E il Nucleo Millennio, con l’equivalente di 1,2 milioni di euro su sei anni, ha garantito la possibilità di fare ricerca senza le preoccupazioni diffuse in molti paesi europei. «In Italia ho sempre molti collaboratori, e ogni tanto riesco persino a finanziare le attività con i fondi che ho a disposizione in Cile. A volte mi chiedo come le università italiane riescano a continuare a essere così eccellenti come sono, perché i fondi a disposizione per gli studenti sono davvero limitati», osserva Zurlo. «Quella preoccupazione di come stabilizzare un dottorando, o di come permettergli di partecipare a una conferenza, è tutto tempo – ed energie – che in Cile non devo sprecare. Questo fa un'enorme differenza sulla qualità, e la quantità, di quello che si riesce a produrre in termini scientifici».
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La possibilità di tornare in Europa non è mai scomparsa dall'orizzonte. Qualche anno fa aveva vinto la borsa Ramon y Cajal, un programma spagnolo di tenure track molto prestigioso che ogni anno seleziona un numero ristretto di ricercatori per posizioni permanenti nelle università della Spagna. Ma era appena diventata madre, e il suo compagno è cileno: la complessità di uno spostamento con una famiglia appena nata l'ha convinta a restare dov’era. «Per i miei figli vorrei tornare in Italia, perché il nostro paese darebbe molto di più a livello di educazione e qualità della vita», chiarisce. «Però la mia carriera come astronoma sarà sempre migliore in Cile, almeno per come stanno le cose adesso».
Il gruppo ha già alle spalle scoperte di grande impatto. Nel 2024 ha fotografato direttamente pianeti in formazione (per instabilità gravitazionale), osservando per la prima volta qualcosa che i modelli teorici prevedevano da decenni: un disco massiccio di gas e polvere che collassa su se stesso, formando il pianeta. Poco dopo ha identificato quello che al momento è il pianeta più giovane mai osservato, con meno di un milione di anni di età. La scoperta dell'eso-luna è arrivata su queste fondamenta, dopo otto anni di lavoro partendo da un gruppo con sole due persone e un finanziamento ottenuto in Cile dopo che lo European Research Council aveva bocciato la stessa proposta. «Ho chiesto un finanziamento europeo ed è stato respinto, con la motivazione che era troppo ambizioso», ricorda Zurlo. «Ho presentato la stessa proposta in Cile ed è stata finanziata senza esitazioni. Quella differenza di approccio ha cambiato la traiettoria di tutto il lavoro successivo».
Dal punto di vista scientifico, la tecnica usata è quella delle velocità radiali, la stessa con cui negli anni Novanta fu scoperto il primo esopianeta attorno a una stella di tipo solare, ma applicata in modo inedito: puntando direttamente su una nana bruna (un corpo celeste con caratteristiche intermedie un pianeta gigante e una stella) anziché sulla stella principale attorno a cui tipicamente orbita. Le osservazioni sono state raccolte con uno spettrografo ad alta risoluzione installato al VLT, in sessioni da trenta minuti ciascuna distribuite su un anno e mezzo. Quando lo studente dottorando che guidava l'analisi ha mostrato il segnale anomalo, nessuno ci credeva. «Abbiamo verificato il segnale in tutti i modi possibili, coinvolgendo tutti i ricercatori che avevano partecipato alla proposta originale e ripetendo l'analisi da capo più di mille volte», racconta Zurlo. «Quando ci siamo convinti che il risultato era solido, ho detto al mio studente che dovevamo mandarlo a Nature».
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Il sistema in cui è stata trovata l'eso-luna è insolito sotto molti aspetti: la stella principale ha circa la metà della massa del Sole, la nana bruna (il pianeta) ha un'orbita molto allungata con eccentricità estrema e periodo lunghissimo, e il satellite naturale ha una massa paragonabile a quella di Giove.
Come possiamo immaginarcelo, allora?
«Quando sono state preparate le immagini artistiche per la comunicazione pubblica, ho provato a convincere i grafici a rappresentare il satellite di colore tutto viola, senza sfumature particolari», racconta. «La composizione dell'atmosfera è completamente ignota, e i pianeti del sistema solare hanno colori diversissimi tra loro a seconda della loro chimica, quindi non c'è nessun motivo per immaginare che debba assomigliare a Giove, tanto nel colore quanto negli effetti cromatici». Ma è stata ascoltata solo in parte, e nelle immagini che hanno fatto il giro del mondo il satellite ha esattamente le sfumature cromatiche di Giove, ma usando come colori il rosa e l’arancione.
«Nel mio immaginario, però, è ancora a tinta unita in viola», dice scherzosamente.
Rappresentazioni artistiche a parte, le domande che le scoperte di Zurlo hanno aperto riguardano non solo le eso-lune in sé, ma la natura stessa delle nane brune, di cui ancora non si è compreso bene se si formino come le stelle o come i pianeti giganti. Come spesso accade, dunque, non siamo davanti un traguardo raggiunto, ma all’inizio di un nuovo capitolo dell’esplorazione spaziale.
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