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Un segnale ‘misterioso’ dal Sole: evidenza di materia scura?

Alcuni scienziati dell’Università di Leicester hanno rilevato un segnale curioso nella banda dei raggi-X che potrebbe essere associato alla misteriosa materia scura. Secondo i ricercatori, si tratterrebbe, è l’obbligo il condizionale, di un segnale dovuto agli assioni, ipotetiche particelle elementari proposte, tra l’altro, per spiegare la materia scura. In uno studio in corso di pubblicazione proprio oggi 20 ottobre 2014 sulla prestigiosa rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), gli scienziati descrivono la loro scoperta in termini di un segnale che non sembra avere una spiegazione convenzionale.

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La Terra apparirebbe abitabile vista da ET?

A zoomed-in image of Earth from the perspective of NASA’s Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS). The small dot below it is the Moon. Credit: NASA Ames

Anche quando un mondo alieno così distante ha le carte in regola per essere potenzialmente abitabile, cioè ha le dimensioni della Terra e si trova nella zona di abitabilità, trovare evidenze di forme di vita risulta ancora complicato in quanto l’attuale tecnologia non è in grado di distinguere gli eventuali “segni di vita”. Ma se miglioriamo gli strumenti è probabile che essi aiutino, in qualche modo, gli astronomi quando i telescopi di nuova generazione saranno pronti tra qualche decennio (vedasi E-ELT, una cerimonia inaugurale col ‘botto’ATLAST, un gigantesco ‘occhio’ nello spazio). Continua a leggere La Terra apparirebbe abitabile vista da ET?

21 Dicembre 2012, oggi non ci sarà la fine del mondo

L'immagine mostra il momento in cui l'atmosfera solare ingloba la Terra.Courtesy: Discovery Channel
L’immagine mostra il momento in cui l’atmosfera solare ingloba la Terra.
Courtesy: Discovery Channel

Ormai, tutti sanno che la “profezia della fine del mondo” nasce da una interpretazione del calendario Maya in base alla quale in corrispondenza del solstizio d’inverno il 21 Dicembre 2012 inizierebbe il cosiddetto quinto ciclo, cioè un passaggio da un’era ad un’altra, una sorta di rinascita esistenziale. Tuttavia, non ci sarà nessuna fine del mondo anche perchè il calendario Maya non ha mai annunciato il verificarsi di eventi catastrofici. Nonostante ciò, alcuni studiosi ritengono che non esiste, di fatto, nessuna prova reale di un calendario appartenente ai Maya e quando si fa riferimento alla “Pietra del Sole” si commette un errore poichè essa appartiene al popolo azteco. Dunque, durante il 21 Dicembre 2012 non ci sarà alcun allineamento di pianeti, o particolari tempeste solari o ancora impatti dovuti ad asteroidi, eventi che sono stati ampiamente smentiti e scientificamente esclusi. Per un maggiore approfondimento, Vi rimando alla pagina web della NASA Beyond 2012: Why the World Won’t End.

Ma allora, quando sarà, se ci sarà, la fine del mondo? In realtà, dobbiamo dire che la ‘vera’ fine del mondo, ossia il destino della Terra e dei suoi abitanti, è certamente legato al ciclo vitale del Sole. La nostra stella ha dimensioni medio-piccole ed è costituita dal 74% circa da idrogeno, dal 25% circa da elio, più altri elementi pesanti presenti in tracce. La classificazione spettrale del Sole è G2 V, cioè si tratta di una nana gialla: G2 indica che la stella ha una temperatura superficiale di quasi 6000 gradi Centigradi, la V indica che la stella si trova nella sequenza principale, cioè in una lunga fase di equilibrio stabile in cui avvengono nel suo nucleo le reazioni di fusione nucleare per cui l’idrogeno fonde per formare elio. Tale processo genera ogni secondo una grande quantità di energia che viene emessa nello spazio sotto forma di radiazioni elettromagnetiche, flusso di particelle sottoforma di vento solare, e neutrini. La radiazione solare, emessa fondamentalmente come luce visibile ed infrarossi, permette la vita sul nostro pianeta e fornisce l’energia necessaria ad attivare i principali meccanismi che ne stanno alla base. I processi di fusione nucleare fanno sì che la stella rimanga in uno stato di equilibrio, sia idrostatico, ossia non si espande a causa della pressione di radiazione dovuta alle reazioni termonucleari, né si contrae, per via della gravità cui sarebbe naturalmente soggetta, sia termico. Una stella di massa paragonabile a quella del Sole impiega circa 10 miliardi di anni per esaurire completamente l’idrogeno nel suo nucleo. Dunque, quale sarà il destino del Sole? Il Sole si trova a circa metà strada nella propria sequenza principale. Proviamo allora ad immaginare di essere tra cinque miliardi di anni nel futuro. Il Sole entrerà in una fase di forte instabilità, detta gigante rossa: nel momento in cui l’idrogeno del nucleo sarà totalmente convertito in elio, gli strati immediatamente superiori subiranno un collasso gravitazionale dovuto alla mancanza della pressione di radiazione prodotta dalle reazioni termonucleari. Il collasso gravitazionale causerà un incremento della temperatura fino a raggiungere valori tali da innescare la fusione dell’idrogeno negli strati superiori determinando l’espansione della stella fino a superare l’orbita di Mercurio. L’espansione causerà un raffreddamento del gas per cui la stella apparirà di un colore giallo intenso. Quando anche l’idrogeno dello strato superiore al nucleo sarà totalmente convertito in elio, dopo poche decine di milioni di anni, si avrà un nuovo collasso gravitazionale che causerà un aumento della temperatura del nucleo di elio innescando improvvisamente la fusione dell’elio in carbonio e ossigeno. La stella subirà una riduzione delle proprie dimensioni, passando dal ramo delle giganti rosse al cosiddetto ramo orizzontale del diagramma di Hertzsprung-Russell. Ma a causa delle elevatissime temperature del nucleo, la fusione dell’elio si esaurirà in tempi brevi, cioè qualche decina di milioni di anni, e i prodotti di fusione, non impiegabili in nuovi cicli termonucleari a causa della piccola massa della stella, si accumuleranno inerti nel nucleo. Intanto, dato che non sarà di nuovo presente la pressione di radiazione che spingeva verso l’esterno, avverrà un successivo collasso gravitazionale che causerà la fusione dell’elio, nel guscio che avvolge il nucleo, e dell’idrogeno, nello strato immediatamente superiore ad esso. Queste nuove reazioni di fusione nucleare produrranno una quantità di energia talmente elevata da provocare una nuova espansione della stella che raggiungerà così dimensioni prossime a circa 1 UA, ossia circa 100 volte quelle attuali, tanto che la sua atmosfera arriverà ad inglobare molto probabilmente Venere. Rimane ancora incerto il destino della Terra: alcuni studiosi ritengono che anche il nostro pianeta verrà risucchiato dalla stella, altri, invece, ipotizzano che il pianeta potrà salvarsi poiché la perdita di massa da parte della nostra stella potrebbe allargare l’orbita terrestre che si sposterebbe di conseguenza fino a quasi 2 UA. Nonostante ciò, il nostro pianeta sarà ormai morto dato che gli oceani saranno evaporati a causa del forte calore e gran parte dell’atmosfera verrà dispersa nello spazio dall’intensa energia termica che incrementerà l’energia cinetica delle molecole che compongono l’atmosfera consentendo loro di vincere l’attrazione gravitazionale della Terra. Si calcola che tutto ciò avverrà entro i prossimi 3,5 miliardi di anni, ossia ancor prima che il Sole entri nella fase di gigante rossa. Entro 7,8 miliardi di anni, esaurito ogni processo termonucleare, il Sole espanderà i suoi strati più esterni che verranno spazzati via sottoforma di “super vento solare” creando una nebulosa planetaria mentre le parti più interne saranno collassate e daranno origine ad una nana bianca che avrà circa le dimensioni della Terra. Percorrendo le regioni più esterne del Sistema Solare, la nebulosa planetaria spazzerà le atmosfere gassose dei pianeti giganti, quali Giove e Saturno, rendendo visibile solo la parte metallica e rocciosa dei loro nuclei. Ciò che resterà dei pianeti più esterni vagherà nello spazio interstellare dato che la gravità della nana bianca sarà insufficiente per trattenerli in orbita. Intanto, dopo alcuni miliardi di anni, la nana bianca avrà irradiato tutto il suo calore residuo nello spazio al punto da diventare una nana bruna e raggiungere così la stessa temperatura del mezzo interstellare.

Il seguente video mostra, accompagnato dal commento di alcuni astronomi, quale sarà il destino del Sole.

(Courtesy: Discovery TV)

La nascita di un pianeta al computer

La Terra e gli altri pianeti del Sistema Solare non sono gli unici nell’Universo. Negli ultimi decenni, la caccia ai pianeti extrasolari ha permesso di ottenere grandi risultati ed incredibili scoperte al punto che oggi gli scienziati planetari hanno un nuovo strumento d’indagine: modelli numerici che simulano la nascita dei pianeti.

Nella maggior parte dei casi, i pianeti si formano in seguito al collasso gravitazionale di una stella giovane. I gas e le polveri residue formano un disco di accrescimento attorno alla stella e le minuscole particelle del disco, i planetesimi, iniziano a collassare nel corso di milioni di anni formando corpi celesti sempre più grossi finchè prende forma un protopianeta. Sally Dodson Robinson e il suo gruppo di ricerca presso l’Università del Texas a Austin stanno realizzando una serie di simulazioni al computer dei dischi protostellari. Le simulazioni forniscono alcuni parametri importanti, come la turbolenza e la temperatura del disco che influenzano come e dove si formano i pianeti. In un disco con una elevata percentuale di turbolenza, le particelle che formano i planetesimi si muovono molto velocemente e si allontanano le une dalle altre. In una situazione meno turbolenta, invece, esisteranno molte più probabilità che le particelle collidano e si aggreghino per dar luogo ai futuri pianeti. Nel 1988, era noto solo un pianeta extrasolare, mentre oggi se ne conoscono quasi 2400 che attendono di essere confermati. Dunque, comprendere quelle condizioni favorevoli per la formazione di un pianeta permetterà agli astronomi di scoprirne sempre di più e, allo stesso tempo, fornirà nuovi ed importanti indizi sulla nascita e l’evoluzione della Terra e quindi del Sistema Solare.