Due nuovi pianeti scoperti rivelano il futuro destino della Terra

Hanno dimensioni praticamente identiche a quelle della Terra, ma del tutto inospitali: sono infatti sopravvissuti (si fa per dire) all’inferno del loro sole trasformatosi in gigante rossa. Come accadrà alla Terra tra 5 miliardi di anni.

Due nuovi pianeti scoperti rivelano il futuro destino della Terra.

Non è solo l’ennesima scoperta di nuovi esopianeti, a cui ci stiamo abituando quasi quotidianamente grazie alla straordinaria missione Kepler della NASA, che attraverso strumenti raffinatissimi ha individuato decine e decine di pianeti, molti dei quali di dimensioni simili a quelle della Terra, in orbita intorno a stelle lontane; è anche una prima verifica sperimentale di quale potrebbe essere il destino del nostro sistema solare nel remoto futuro. Come accadrà alla Terra tra cinque miliardi di anni, infatti, KOI 55.01 e KOI 55.02 (questi i loro nomi in codice) sono stati devastati dalla trasformazione del loro sole in una gigante rossa che li ha trasformati in copie dell’inferno dantesco.

Individuati dalla sonda Kepler, i dati riguardanti questi due pianeti sono stati elaborati da due équipe di ricercatori delle Università di Montreal, in Canada, e Tolosa, in Francia, che hanno ora pubblicato i risultati del loro studio su Nature. La scoperta è avvenuta casualmente. Gli scienziati, infatti, non stavano cercando nuovi mondi, ma analizzando – da buoni astrofisici – le proprietà di alcune stelle variabili nelle costellazioni della Lira e del Cigno, circa 3900 anni-luce dalla Terra. Quando a un tratto una delle circa centomila stelle analizzate in un arco di tempo di diversi anni ha dato segnali di avere in orbita intorno ad essa alcuni pianeti particolarmente interessanti. Sono tre, anche se solo su due ci sono dati abbastanza certi da poter parlare di una scoperta. Orbitano intorno a una stella, provvisoriamente battezzata con il poco fantasioso nome in codice KIC 05807616, ciò che resta di una gigante rossa, una stella cioè nella fase finale della sua evoluzione, come il nostro Sole tra cinque miliardi di anni.

La Terra ai tempi della Gigante rossa

Fino a oggi, si ipotizzava che la trasformazione del Sole in una gigante rossa avrebbe segnato la fine della Terra. Quando una stella esaurisce l’idrogeno presente nei suoi strati più interni, per poter sopravvivere – sfruttando la fusione nucleare – ha bisogno di quello che è presente nei livelli più superficiali. Ciò comporta, tuttavia, un’espansione delle sue dimensioni. Espandendosi, la stella si raffredda ma finisce per inglobare nel suo raggio anche i pianeti più vicini. Secondo le stime degli astrofisici, il nostro Sole aumenterà significativamente le sue dimensioni: nella fase di gigante rossa, arriverà a toccare 2 UA, cioè due volte la distanza attuale dalla Terra, circa cento volte le dimensioni attuali. È ovvio che dunque tutto ciò che si trova all’interno di quel raggio finirà per cadere nella brace: Mercurio, Venere, la Terra e la Luna saranno inghiottite, e probabilmente le mutate condizioni del sistema solare provocheranno l’evaporazione di Giove.

Questo scenario non convince tutta la comunità scientifica. Secondo alcuni, infatti, la Terra dovrebbe sopravvivere alla catastrofe: nella sua violenta fase di espansione, il Sole dovrebbe produrre un fortissimo vento solare, tale da alterare l’orbita terrestre: il nostro pianeta potrebbe così spostarsi verso l’esterno, in misura sufficiente da sfuggire all’abbraccio mortale della gigante rossa. In ogni caso, tuttavia, il calore del Sole sarà sufficiente a renderla del tutto inabitabile. Questa teoria è in realtà minoritaria. I modelli oggi accettati indicano che la Terra cadrà nel Sole insieme ai pianeti più interni, venendo completamente distrutta. Ma ora le indicazioni di KOI 55.01 e KOI 55.02 mostrano che c’è speranza.

Inferno cosmico

I due pianeti, infatti, sono sopravvissuti alla trasformazione della loro stella in gigante rossa. Certo, “sopravvissuti” non è il termine più adatto. La loro temperatura superficiale è stimata intorno agli 8000 gradi, e probabilmente dal cielo cadono gocce di ferro fuso. La gigante rossa intorno alla quale continuano a orbitare ha raggiunto i 28.000 gradi di temperatura. C’è da specificare che i due pianeti scoperti non sono del tipo terrestre. Si tratta infatti di pianeti gassosi simili a Giove. Cos’è successo qui? L’involucro gassoso è stato spazzato via, lasciando solo il nucleo interno solido – costituito presumibilmente da ferro – esposto alle intemperie dello spazio. Ma la cosa che più interessa gli scienziati è che i due nuclei, pur ricadendo all’interno del raggio di devastazione della gigante rossa, non sono andati distrutti, sopravvivendo al calore della stella. Cosa simile dovrebbe allora accadere anche ai pianeti rocciosi.

Infatti, quando una stella si trasforma in gigante rossa aumenta sì le sue dimensioni, ma diminuisce anche bruscamente la sua temperatura superficiale, insieme alla sua luminosità. Si stima infatti che lo strato esterno del Sole scenderà dagli attuali 6000 gradi centigradi a circa 3000 gradi. Non certo una temperatura capace di permettere la sopravvivenza di qualsivoglia forma di vita; ma non tale, forse, da provocare necessariamente la distruzione dell’intero pianeta. “Per noi questo significa che i pianeti possono sopravvivere, e difatti ci riescono, alla fase di gigante rossa. Ciò è molto importante in termini di evoluzione e formazione dei pianeti”, puntualizza Gilles Fontaine dell’Università di Montreal.

Da stella variabile a nana bianca

Perché cercare queste prove nelle costellazioni della Lira? Perché è lì che si trovano la maggior parte delle stelle cosiddette variabili, come diventerà anche – presumibilmente – il nostro Sole nelle sue ultime fasi. Una stella variabile è una stella che varia la sua luminosità in tempi brevi, a causa di variazioni della sua temperatura. Secondo la legge di Stefan-Boltzmann, la luminosità di una stella varia proporzionalmente alla variazione di temperatura, ma alla quarta potenza. Il che vuol dire che piccole variazioni di temperatura provocano rilevanti modifiche della luminosità di una stella. Quando essa entra nella fase di gigante rossa, diventa altamente instabile, cosicché la temperatura – e di conseguenza la luminosità – varia rapidamente. Tra i tanti esempi di stelle variabili, ci sono le RR Lyrae, un tipo di stella a cui il nostro Sole assomiglierà tra cinque miliardi di anni.

Le RR Lyrae prendono il nome da un’omonima stella della costellazione della Lira, con una magnitudine (la misura della luminosità apparente di una stella) che varia tra i 7,4 e i 8,6 in meno di un giorno. Si tratta di stelle vecchie, al termine della loro vita. Proprio tra queste è stata trovata KIC 05807616. Ma cosa succederà quando il nostro Sole abbandonerà la fase di gigante rossa? Per fortuna, al nostro sistema solare sarà risparmiato un destino davvero catastrofico, quello cioè che subiscono le stelle di massa molto superiore a quella del Sole. In quei casi, il processo di fusione nucleare, arrestatosi, produce un’immane esplosione, e la stella diventa supernova. Al termine, il nucleo – divenuto pesantissimo in seguito alla produzione per reazione nucleare di elementi chimici pesanti e alla sua contrazione – collassa formando un buco nero, una rottura dello spazio-tempo, come se in una vasca si togliesse il tappo: la materia (in questo caso gradualmente, ma inesorabilmente), come l’acqua, finisce per cadere nel buco nero, dove non c’è possibilità di uscita. Il Sole è fortunatamente di dimensioni assai minori: al termine della sua vita, quando tutto l’idrogeno sarà stato trasformato in elio e a sua volta l’elio in carbonio, la gigante rossa sarà spazzata via dal vento solare, lasciando solo il nucleo, pesantissimo: una nana bianca. Intorno ad essa si formerà una spettacolare nebulosa di gas, mentre la nana bianca, calda ma piccolissima, pesantissima (un cucchiaio di materia peserebbe quanto la Terra), languirà nel cosmo fino alla fine dei tempi.

Cosa accadrà alla Terra? Se davvero sopravvivrà alla fase di gigante rossa, certo non ospiterà nessuna forma di vita e tutto ciò che sarà stato costruito andrà perduto. La nana bianca che una volta era il Sole non sarà più sufficiente a scaldare nulla, e il nostro pianeta si raffredderà gradualmente, trasformandosi in un corpo morto. È il destino che attende KOI 55.01 e KOI 55.02. Forse non è consolante, ma un po’ prima di allora la Terra potrebbe esser interessata da un altro catastrofico evento: la collisione tra la Via Lattea e Andromeda. Avverrà, secondo le stime, tra tre miliardi di anni, e non è chiaro quali conseguenze potrebbe comportare per il nostro sistema solare. Quasi certamente, per un po’ di tempo saremo gettati fuori dalla nuova galassia risultante, vagando nello spazio esterno. Finché il Sole continuerà a scaldarci, la cosa potrebbe lasciarci indifferenti; ma non è detto. Comunque, probabilmente non saremo qui a raccontarcelo.

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Pubblicato il 25 dicembre 2011 su Misteri dell'Universo. Aggiungi ai preferiti il collegamento . Lascia un commento.

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