Stelle di neutroni: quando nasce una kilonova

Abbiamo sentito spesso parlare di supernove, stelle di grande massa che alla fine dei loro giorni esplodono trasformandosi in oggetti cosmici superdensi, ma piccolissimi. Oggi abbiamo la conferma di un nuovo fenomeno fisico altrettanto affascinante: la kilonova. Si tratta di uno scontro cosmico fra due oggetti “estremi” dell’universo, le stelle di neutroni, astri in estinzione che condensano tutta la loro energia (decisamente superiore a quella solare) in pochi chilometri di diametro. È il risultato dell’azione del telescopio SMARTS, ospitato dal CTIO (Cerro Tonolo Inter-American Obesrvatory), pubblicato in questi giorni su Nature. Riferimento al sistema stellare CPD-292176, a più di 11mila anni luce dalla Terra, nel cuore della Via Lattea, dove brillano almeno 200 miliardi di stelle. Una decina appena i sistemi stellari soggetti a fenomeni analoghi, fra cui quello individuato in seguito alla scoperta delle onde gravitazionali, nel 2017, grazie agli interferometri americani e europei. Si indagò la natura e la provenienza di queste perturbazioni cosmiche arrivando a identificare il sistema AT2017gfo, simile a quest’ultimo, ma con una tipica nube di fuoco asimmetrica e in fase evolutiva più avanzata. Qui invece è un rarissimo sistema binario, due stelle ruotanti intorno a un baricentro comune, in equilibrio gravitazionale fra loro; soggetto a una geometria perfetta, riconducibile a una elegante e colorata sfera. Di solito due stelle di questo tipo terminano la loro vista esaurendosi e separandosi. In questo caso, riferibile al termine tecnico “supernovae ultra-stripped”, si osserva un avvicinamento fra i due copri celesti, che fondendosi danno origine a una kilonova. Albert Sneppen, del Niels Bohr Institute di Copenaghen, dice che non era prevedile un’evoluzione del genere, e che probabilmente gli studi necessari a comprendere la genesi delle kilonove sono da riformulare. Lo affianca Darach Wastson, comprimario dello stesso istituto, parlando di “bomba magnetica”, capace di distribuire in modo omogeneo la materia intorno a sé; prima del definitivo collasso che potrebbe portare alla nascita di un buco nero. Magnetar, non a caso, indica una stella di neutroni caratterizzata da un enorme campo magnetico, miliardi di volte più potente di quello terrestre. Con la collisione e la relativa esplosione, si assisterebbe dunque alla produzione di elementi pesanti, come ferro, oro e argento. Di fatto le stelle quando esauriscono completamente il tradizionale “carburante” composto da atomi leggeri come l’idrogeno e l’elio, consumano gli elementi che pesano di più, procastinando l’inevitabile fine. Con una massa elevata si formano stelle superdense nel momento in cui protoni carichi positivamente ed elettroni negativi soggetti a forti pressioni si annichiliscono a vicenda trasformandosi in neutroni. Nelle kilonove potrebbe avvenire il contrario, grazie all’intevento dei neutrini, particelle misteriose, di massa piccolissima, che potrebbero mediare la trasformazione dei neutroni in protoni ed elettroni, e dunque in elementi chimici a tutti gli effetti. Gli scienziati si riferiscono alla nucleosintesi da processo r (che indica rapido) per spiegare la nascita ex novo di elementi in un periodo di tempo ristretto. La coalescenza di due stelle di neutroni con relativa esplosione ed emissione di raggi gamma, potrebbe infine aiutarci a comprendere dinamiche cosmologiche che ci tormentano da tempo. Come il mistero riguardante la velocità di recessione che sta portando a un progressivo allontanamento delle galassie, alla base dell’espansione dell’universo.

Attacco alla fusione (nucleare) # 2

Il presupposto è questo: il deuterio contenuto in un bicchiere d’acqua, con l’aggiunta di un po’ di trizio, potrebbe fornire energia a un comune appartamento per un anno intero. E benché suonino astrusi, deuterio e trizio non sono altro che due semplici forme di idrogeno, l’elemento più diffuso dell’universo. “A differenza del carbone, c’è bisogno solo di una piccola quantità di idrogeno per ricavare energia”, spiega Julio Friedmann, responsabile dell’ente USA Carbon Direct, “l’idrogeno, di fatto, si trova nell’acqua, molecola presente ovunque”. Significa poter contare sulla possiblità di ottenere energia illimitata, incidendo pochissimo sull’ambiente. È il succo dell’attesa conferenza stampa rilasciata ieri dagli scienziati del National Ignition Facility, presso il Lawrence Livermore National Laboratory, in California, USA. Dove è stato reso noto un nuovo procedimento per ricavare energia, imitando le reazioni chimiche che avvengono nelle stelle consentendo la produzione di luce e calore. Jennifer Granholm, segretaria del Dipartimento americano per l’energia ha parlato senza mezzi termini di “risultato storico”. Rincara la dose Arati Prabhakar, consigliere scientifico del presidente Joe Biden, riferendosi a una “pietra miliare scientifica”. E le prospettive sono davvero ghiotte: “Progredendo in questo senso potremo produrre energia in grandi quantità, fornire carburante per i trasporti ed elettricità pulita”. Difficile dire quando, ma il test americano ha fornito una prova inequivocabile: per la prima volta l’energia richiesta per ottenere un processo di fusione nucleare, pressoché identico a quello che avviene negli astri a temperature di milioni di gradi, è stata minore di quella prodotta. Dal punto di vista scientifico è un traguardo eccezionale, che l’ingegneria del futuro potrà raffinare consentendo una distribuzione su larga scala. La strada è ancora in salita, ma si intravede un orizzonte che fino a qualche mese fa era mera utopia. “Ci sono ancora ostacoli da superare e non si possono prevedere risultati concreti se non prima di qualche decennio”, racconta Kim Budil, direttrice del Lawrence Livermore National Laboratory. “Il problema ora è soprattutto di natura tecnologica”. Perché un conto è comprendere e testare un nuovo meccanismo di produzione di energia, un altro è mettere a punto apparecchiature in grado di funzionare con costanza ed efficacia. Al momento gli scienziati hanno bombardato la materia con raggi laser per pochi istanti, obbedendo a un procedimento fisico chiamato “confinamento inerziale”; contrapposto a quello “magnetico”, l’altra tecnica testata in Europa per lo stesso obiettivo. In futuro l’intenzione sarà quella di coinvolgere onde più potenti, non uno sparo al giorno, ma tre o quattro al secondo, con energie ben più elevate. Risultato che potrebbe per la prima volta portare a una tecnologia in grado di produrre energia senza emissioni di carbonio. A tutto vantaggio dell’ambiente. “In futuro dirigeremo i nostri sforzi per dare vita al primo reattore a fusione nucleare a scopo commerciale”, rivela Granholm, “obiettivo che potremmo ottimisticamente raggiungere entro il 2050”. Può sembrare tanto, ma l’uomo non è nuovo a queste sfide contro il tempo. Tony Roulstone, esperto di fusione del Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Cambridge, ricorda che nel 1942 scienziati americani di Chicago tentarono la fissione nucleare facendo funzionare un primo avveniristico reattore. A differenza della fusione, impiega elementi più pesanti e più difficili da reperire; tuttavia furono in grado di far ballare l’impianto a uranio per cinque lunghi minuti. Tredici anni dopo, nell’Idaho, USA, fu la volta della prima centrale nucleare americana. Insomma, il sogno di un’energia pulita capace di soddisfare l’ingente richiesta del genere umano salvaguardando l’ambiente, potrebbe davvero non essere così lontano. “Avremo nuove scoperte e sicuramente battute d’arresto”, conclude Jill Hruby, sottosegretario per l’amministrazione della Nuclear Security and National Nuclear Security Administration (NNSA), “ma è certo il primo passo verso una fonte di energia pulita che potrebbe rivoluzionare il mondo”.  

 

Il telescopio del futuro

Parole cariche di entusiasmo quelle espresse ieri dal presidente degli USA Joe Biden, all’indomani della prima immagine dallo spazio fornita dal James Webb Space Telescope (JWST). “E’ un momento storico per la scienza e la tecnologia, per l’astronomia e l’esplorazione spaziale. Ma anche per l’America e tutta l’umanità”. Un gruppo di galassie lontanissime, brillanti e affascinanti, raccontano una nuova pagina dell’esplorazione spaziale, mondi mai osservati, i primi a essersi formati subito dopo l’esplosione del Big Bang. Con Joe Biden ci sono Kamala Harris, vicepresidente degli Stati Uniti d’America e il capo della Nasa, Bill Nelson, che aggiunge: “Saremo finalmente in grado di rispondere a domande che ancora non sappiamo formulare”. Non un gioco di parole, ma la consapevolezza che il telescopio James Webb è un miracolo dell’ingegneria, capace di indagare angoli dell’universo fino a oggi imperscrutabili. Per risalire alla vera natura dei buchi neri, ai processi che portano alla formazione dei pianeti, alle caratteristiche delle galassie nate più di tredici miliardi di anni fa. La nitidezza dei particolari, colori e profili degli ammassi stellari, che con gli altri strumenti a nostra disposizione non siamo ancora riusciti a decifrare.

Il telescopio James Webb è all’inizio del suo lavoro, e nel corso dei prossimi mesi e anni potrà rivoluzionare le conoscenze astronomiche. Perché caratterizzato da congegni mai sperimentati (o sperimentati solo in parte) dall’uomo. Innanzitutto la lettura del cosmo a raggi infrarossi, che bypassano il pulviscolo, rendendo chiare fotografie che oggi direbbero poco o nulla. Per fare un parallelismo, il telescopio Hubble, gigante dei cieli che scruta l’universo da trent’anni, punta soprattutto sulla radiazione visibile e ultravioletta, con lunghezze d’onda sempre più vicine allo spettro dei raggi x. Questione anche di specchi, qui ce n’è uno, quello primario, che misura 6,5 metri (contro i 2,4 metri dell’Hubble); e di materiali. Il James Webb Telescope pesa molto meno dell’Hubble, il vetro, di fatto, è stato sostituito da componenti modernissimi a base di berillio ultraleggero. L’avveniristico telescopio, frutto della cooperazione fra NASA ed ESA, si trova ora in corrispondenza di un’area astronomica strategica: il punto di Lagrange L2. Dove l’azione gravitazionale di due corpi (in questo caso Sole e Terra), consentono a un terzo più piccolo di mantenersi stabile lungo un’orbita, evitando dispendi energetici. Quel che accade a vari satelliti lanciati negli ultimi anni, come la sonda Gaia, che mira a ricostruire con precisione certosina le caratteristiche degli astri a noi più vicini.

Lanciato il giorno di Natale del 2021, a bordo del razzo Ariane-5, il JWST resiste alle bizzarrie solari, grazie alla presenza di un grande scudo termico. Entrato in azione qualche giorno dopo il lancio dalla base dal Centre Spatial Guyanais a Kourou, nella Guyana Francese, è rappresentato da fogli di metallo riflettente, 21 metri di lunghezza per 14 di larghezza (praticamente un campo da tennis). “Un’incredibile prova dell’ingegnosità e delle capacità ingegneristiche dell’uomo, che permetteranno al Webb di centrare i suoi obiettivi scientifici”, dice Thomas Zurbuchen, amministratore associato del direttorato della NASA per le missioni scientifiche. Il futuro, infine, anche aspetti meno romantici delle galassie primordiali o della fame dei buchi neri, ma verosimilmente più importanti dal punto di vista scientifico. Riferimento alle caratteristiche atmosferiche dei pianeti extrasolari. Oggi ne conosciamo più di 4mila, ma è molto difficile dire di cosa siano fatti. Il JWST potrà aiutarci in questo senso, anche se la scoperta della vita al di là del sistema solare rimane un’utopia. “Ci riusciranno forse i telescopi del futuro”, dice Thomas Beatty, dell’Università dell’Arizona. “Di certo il James Webb limiterà il campo di azione, indicando i pianeti con maggiori probabilità di presentare tracce biologiche”.  

Fusione nucleare: pronti al via?

La domanda che sorge è la stessa da decenni, da quando ci siamo resi conto che petrolio e carbone hanno i giorni contati. Dove andremo a recuperare fonti energetiche in grado di sostenere miliardi di persone? Fissione nucleare, pannelli fotovoltaici, pale eoliche, hanno sì dato risultati incoraggianti, ma per un motivo o per l’altro rischiano di non poter essere impiegati su larga scala. In particolare la fissione nucleare su cui s’è puntato dal dopoguerra in poi, ha mostrato tutti i suoi limiti. Senza rievocare i disastri di Chernobyl e Fukushima, c’è un problema insormontabile che a lungo andare potrebbe seriamente compromettere la salute del pianeta: le scorie radioattive. Nessuno ha ancora capito dove e come possano essere efficacemente smaltite. Ecco perché sobilla l’immaginario collettivo la notizia divulgata ieri dai laboratori inglesi dell’Università di Oxford: la possibilità di produrre energia tramite la fusione nucleare, che obbedisce a un processo fisico opposto a quello della fissione, evitando l’accumulo di rifiuti radioattivi.

Non è la prima volta che sperimentiamo la fusione nucleare. Gli studiosi del Joint European Torus (JET), il più grande reattore al mondo per questo tipo di test, perso fra le campagne che circondano le strade fra Londra e Bristol, aveva già dato esiti incoraggianti nel 1997: 21,7 megajoule di energia prodotta fondendo fra loro gli atomi più leggeri della materia. Ma oggi siamo andati oltre e i megajoule ottenuti in cinque secondi di gloria, sono stati 59. Presupposto ottimale per poter presto battezzare ITER, da International Thermonuclear Experimental Reactor, in pratica la prima centrale nucleare basata sullo stesso principio con cui le stelle irradiano l’universo. Di fatto, la fusione nucleare è un principio conosciuto, ma che nessuno è mai stato ancora in grado di realizzare. Per un motivo molto semplice: per avviarlo occorrono milioni di gradi.

Nelle stelle tutto ciò avviene senza problemi: il cuore del sole, per esempio, possiede una temperatura intorno ai quindici milioni di gradi. Diversa la situazione sulla Terra, oggettivamente incompatibile con un calore del genere; raggiungibile solo tramite centrali nucleari come quella, appunto, che sta sorgendo a Cadarache, nel Sud della Francia e che secondo le più rosee aspettative potrebbe iniziare a erogare energia dal 2035 in poi. Come? Con un marchingegno altamente sofisticato appannaggio degli studi di fisica più avanzati testati proprio al JET: il tokamak. Basato sull’azione di potenti magneti superconduttori capaci di confinare e controllare reazioni chimiche ad altissima potenza, e con temperature superiori a quelle registrate nel nucleo stellare. Altrettanto promettente l’ipotesi di avvalersi di un stellarator, per certi versi più vantaggioso del tokamak, ma più difficile da collaudare.

In ogni caso il meccanismo per l’ottenimento dei magajoule sarebbe sempre lo stesso. L’impiego di deuterio e trizio, due forme particolari d’idrogeno, l’elemento più abbondante dell’universo alla base dell’economia stellare, consentirebbe infatti la trasformazione della materia ordinaria in plasma; atomi caratterizzati da una carica elettrica, in grado di fondersi emettendo neutroni a vita breve, innocui per l’ambiente. Anche il boro, quinto elemento della tavola periodica, di poco più pesante dell’idrogeno, promette bene. In tal caso non si avrebbe nemmeno il rilascio di neutroni (a scapito, però, di una richiesta di energia maggiore per l’avvio delle reazioni chimiche). Le prospettive? Arrivare un domani a produrre energia pulita, decarbonizzando lo sviluppo economico e risolvendo definitivamente la dipendenza dagli idrocarburi. Al momento un’utopia, ma grazie a risultati come quelli di oggi seriamente auspicabile. Come ricorda Thomas Klinger, esperto di fusione del Max Planck Institut fur Plasmaphysik (IPP) di Greifswald, in Germania: “L’atmosfera è cambiata, ormai siamo così vicini alla fusione nucleare che ne sentiamo l’odore”.

La rotazione terrestre

Se tutti i ghiacci della Terra si sciogliessero cosa accadrebbe alla rotazione terrestre? 

Una domanda che sa di provocazione, ma con un fondo di verità: di questo passo, infatti, il surriscaldamento globale potrebbe far sparire completamente i ghiacciai montani nel giro di trecento anni; risultato di una ricerca pubblicata su Nature che si affianca a quella di esperti dell’Università di Leeds, in Gran Bretagna, secondo i quali anche Artide e Antartide (seppur con dinamiche differenti) sono seriamente compromessi. E siccome il volume totale di ghiaccio sulla Terra corrisponde a 26 milioni di metri cubi (il 2% dell’acqua terrestre), non è difficile intuire le gravi ripercussioni che potrebbero esserci nei tradizionali movimenti della Terra in ambito cosmologico. 

L’innalzamento dei mari

Di fatto i ghiacci contribuiscono con i mari a mantenere in equilibrio il pianeta con il suo asse di rotazione. Ma se i ghiacci dovessero sciogliersi questo equilibrio verrebbe meno, determinando un incremento del livello marino e innescando potenti correnti oceaniche che avrebbero la forza di cambiare i connotati della Terra, muovendo ingenti quantità di acqua dai poli all’equatore. Il risultato, inevitabilmente, porterebbe a un’alterazione della rotazione terrestre, che subirebbe, per attrito, un rallentamento; come accadrebbe a un pattinatore che allarga le braccia per frenare la corsa. Una ricerca del Global Climate Change entra più nel dettaglio indicando che se si dovesse sciogliere completamente la calotta groenlandese si avrebbe un incremento globale delle acque di circa sette metri, con un rallentamento della rotazione intorno all’asse terrestre, tale da provocare un allungamento del giorno di circa due millisecondi. 

Numeri infinitesimali?

Sì, ma su larga scala (temporale e spaziale) avrebbero certamente un impatto e senza dubbio danno conferma del fatto che la Terra non è mai uguale a se stessa. Al Jet Propulsion Laboratory della Nasa, negli USA, hanno evidenziato che il fenomeno di rallentamento della rotazione terrestre ha subito un’accelerazione dal 2000 a oggi, in corrispondenza con le più alte temperature mai registrate sul pianeta. Mentre Harvard fa sapere che – a causa dell’impatto antropico – lo stesso asse terreste sta subendo una modifica della sua inclinazione, al di là del consueto e riconosciuto moto millenario planetario che vede l’asse terrestre variare la sua inclinazione di quattro gradi ogni 40mila anni. 

E non finisce qui. 

Perché la rotazione terrestre è influenzata anche dalle maree, che dalla notte dei tempi causano un rallentamento della corsa del pianeta intorno al proprio asse. Per lo stesso motivo relativo allo scioglimento dei ghiacci, per via dell’attrazione lunare, masse d’acqua cambiano la loro posizione, sviluppando attrito, e frenando la rotazione planetaria, 0,0016 secondi per secolo. Qui il riferimento è all’energia cinetica (l’energia del movimento contrapposta a quella potenziale), che viene persa dal nostro pianeta, in funzione della Luna che quindi tende ad allontanarsi sempre di più. Dati confermati da studi sui coralli che hanno messo in luce che 350 milioni di anni fa, il giorno durava 23 ore, e probabilmente ancor meno, intorno alle 21 ore, 620 milioni di anni fa. 

Previsioni future? 

Certo, per l’uomo, non si possono prevedere pericoli, tuttavia è chiaro che le giornate tenderanno ad allungarsi sempre di più, impercettibilmente; e la Luna continuerà ad allontanarsi. Esasperando il primo caso si potrebbe fantascientificamente immaginare un cambiamento drastico della disposizione dei continenti; con potenti terremoti che sconvolgerebbero la litosfera, e acque che – per via della scomparsa dell’energia centrifuga – migrerebbero in massa verso i poli. Nel secondo caso, l’espansione del sole e relativa morte del sistema solare, programmata fra 4,5 miliardi di anni, avverrà (con ogni probabilità) prima che il nostro satellite giunga a separarsi completamente dal pianeta azzurro. 

Alla conquista di Venere

Ci abbiamo provato fino agli anni Novanta, nella fantasiosa convinzione che potessero davvero esserci: i venusiani. Poi, però, l’amara verità. Un pianeta infernale, totalmente inadatto alla vita e dunque all’uomo. Ma qualcosa sta cambiando, tant’è vero che abbiamo deciso di tornarci. L’appuntamento su Venere è fra la fine degli anni Venti e l’inizio degli anni Trenta. Con due missioni, entrambe riconducibili al Discovery Program della Nasa, solo apparentemente di basso profilo; finalizzato a operazioni ultraspecializzate, come quelle che hanno portato Messanger su Mercurio e Deep Impact su una cometa. Il ritorno su Venere prevede Davinci+ e Veritas, missioni che intendono scandagliare l’atmosfera del pianeta e la sua superficie. Motivo? La vita extraterrestre e la geologia  del corpo celeste. La vita su Venere, lo sappiamo, è improponibile. Perché fa troppo caldo, c’è una temperatura costante di 460 gradi; concentrazioni di anidride carbonica pari al 96%, e altri gas assolutamente nocivi. Tuttavia siamo al corrente del fatto che non è sempre stato così. Probabilmente tre miliardi di anni fa sussistevano condizioni tali da poter ospitare acqua allo stato liquido. Affascinante e comprensibile. Venere è a ridosso della cosiddetta “habitable zone”, area ideale nella quale un corpo celeste è potenzialmente in grado di consentire lo sviluppo di molecole organiche. Presupposto per la vita. Sulla Terra è iniziato tutto così e simile potrebbe essere stato il percorso su Venere. Fino all’enigmatico blackout climatico che ne ha cambiato ferocemente i connotati. Non del tutto, forse. Perché non risale a più di un anno fa la confortante notizia che anche su Venere potrebbero resistere dei microrganismi. Non sulla sua mefistofelica superficie, ma fra le nuvole d’alta quota. Dove sussisterebbero potenziali tracce di vita, intuibili dalla presenza di una molecola a base di fosforo e idrogeno, la fosfina. La conosciamo perché è quella che si sviluppa anche sulla Terra dalla decomposizione di materiale organico, inequivocabilmente legata a esseri in grado, se non di pensare, di respirare e metabolizzare. Veritas, invece, scandaglierà le rocce, la geologia del pianeta, ancora avvolta nel buio. Poche le informazioni a disposizione e tutte piuttosto datate. Sputnik 7, 1961; Mariner 2, 1962; Pioneer, 1978; Vega, 1984; Venus Express, 2005. È ora di andare più in là. E il primo passo sarà quello di capire se Venere è vivo almeno dal punto di vista geologico. Sembrerebbe di sì. Le analisi dalla Terra parrebbero infatti indicare la presenza di vulcani attivi, con tracce di enormi colate di lava. Di certo, a differenza di Marte e Mercurio, la sua attività geologica si è protratta nel tempo. La tipica superficie venusiana è priva di aree fortemente craterizzate come gli altri due pianeti terrestri; a riprova del dinamismo crostale appanaggio della  famosa tettonica a zolle e di un’atmosfera pesante, capace di contrastare il cammino dei meteoriti. Veritas potrebbe aiutarci a comprendere il legame fra gli hotspot terrestri e quelli di Venere; punti caldi con risalita di magma direttamente dal mantello. L’ipotesi è che possano essere caratterizzati da materiale semifluido fortemente basico, in contrasto con le eruzioni vulcaniche più devastanti, di carattere esplosivo. Su Venere, in pratica, potrebbero esserci eruzioni come quelle che avvengono abitualmente alle Hawaii. Alla mappatura del pianeta e all’analisi delle rocce contribuirà l’Italia, con tre apparecchiature di bordo: l’IDST (Integrated Deep Space Transponder); l’antenna HGA (High-Gain Antenna); il Visar (Venus Interferometric Synthetic Aperture Radar). Serviranno anche alle comunicazioni con la Terra e allo studio della gravità venusiana. 

Le prime prove del multiverso

Abbiamo iniziato a prendere seriamente la cosa quando Stephen Hawking, il più grande astronomo del Novecento, scomparso a marzo di quest’anno, ha dato alle stampe l’articolo A Smooth Exit from Eternal Inflation. Prima erano solo congetture di scienziati frustrati o scrittori con il pallino della fantascienza. Ora tutto cambia, e iniziamo a crederci anche noi. E anche l’intellighenzia scientifica; ché se chiediamo a un fisico qualunque se sia d’accordo o meno sull’esistenza di altri universi oltre al nostro, la risposta sarebbe quasi certamente affermativa. Dunque, punto a capo. Astronomia, tutto da rifare. E se fino a dieci anni fa anche a scuola si parlava in successione dimensionale di Terra, Sistema solare, Via Lattea, Superammasso locale, Universo; ora, anche l’universo, già di per sé fin troppo grande per essere compreso dalle nostre menti limitate, non sarebbe che un punto infinitesimale in mezzo a qualcosa di ancora più immenso, e oggettivamente imperscrutabile. Si è dato a questa “infinità” il nome di multiverso; definendo una mostruosa realtà composta da un numero inimmaginabile di cosmi. Prima dell’articolo di Hawking si pensava a una semplice inflazione cosmica dovuta all’energia sprigionata in seguito al Big Bang, che deflagrò quel che c’era prima (il nulla?), per dare origine al tempo, allo spazio, all’universo nel quale viviamo; 13,6 miliardi di anni fa. Ma adesso sempre più studi propendono per l’ipotesi alternativa: il Big Bang non sarebbe una prerogativa del nostro universo, ma di molti altri, situati chissà dove. Hawking riferisce di ondate di inflazione cosmica, che avrebbero determinato la nascita di “bolle cosmiche”, con caratteristiche specifiche per ogni distretto spaziale; e che mandano pertanto in soffitta l’interpretazione classica che contempla un’unica espansione lineare dell’universo post-Big Bang. Dunque, non un solo universo, ma tanti, la cui natura rimane un mistero. Il multiverso patchwork, per esempio, prevede l’infinita ripetizione di universi solo in parte analoghi al nostro, che non possono comunicare fra loro. Il multiverso inflazionario contempla l’azione di una forza di gravità negativa in grado di generare il cosiddetto “inflatone”, particella di grande potenza, forse simile al fantomatico bosone di Higgs. All’Università di Cambridge indicano, invece, la possibilità che le tradizionali leggi fisiche in altri cosmi possano funzionare al contrario, o comunque in modo diverso. Ancora più suggestiva l’idea che ogni potenziale forma di materia possa sussistere da qualche parte. Significa infinite copie di noi stessi, del nostro pianeta, del nostro Sistema solare, di tutto ciò che ci circonda. Anche se, da calcoli probabilistici, l’altro nostro  “io” non potrà essere raggiungibile perché situato tanto lontano da rendere ridicola anche una navicella che viaggia alla velocità della luce. Non sono concetti facili da comprendere, tuttavia l’immagine offerta a Hugh Everett III, fisico di Princeton, autore di Relative State formulation of quantum mechanics, (nonché padre di Mark Oliver della nota band rock americana Eels), alla fine degli anni Cinquanta, offrì un esempio abbastanza eloquente per risolvere ogni dubbio. Prendiamo un dado e lanciamolo. Il risultato non si farà attendere: sarà un numero compreso fra 1 e 6. Nel campo della fisica spaziale, però, e in particolare della meccanica quantistica, arriveremmo a ottenere contemporaneamente le sei soluzioni: e dunque, riflettendo in termini cosmici, significherebbe ottenere un universo diverso per ogni faccia del dado. Tutto ciò ha anche implicazioni di natura filosofica. Poiché in simili situazioni, fato, destino, e casualità, perderebbero il loro senso: ogni possibilità, di fatto, sarebbe lecita. E si arriva alla cosiddetta “teoria delle stringhe”, che di nuovo riporta al genio di Hawking. Con essa diviene inevitabile l’esistenza di tanti universi leggermente diversi fra loro, ma riconducibili a un substrato comune. Prove dell’esistenza di universi paralleli? Siamo ancora lontani dalla verità, ma qualche dato inizia a essere raccolto. Ranga-Ram Chary, ricercatore presso il Planck Space Telescope, ha recentemente rivelato delle anomalie ai confini del nostro universo; che potrebbero confermare l’esistenza di un mondo parallelo. Lo scienziato ha analizzato la radiazione di fondo (figlia dei primi istanti post Big Bang), individuando una anomalia sottoforma di radiazione inusuale; 4.500 volte più potente delle aspettative. Chary ipotizza che possa essere il risultato di una “ferita” dovuta a uno scontro con un'altra bolla universale, un universo straniero a tutti gli effetti. Ritiene che questa considerazione possa essere valida al 70%. Ma che ci vorranno altri studi per confermarla. Simile il risultato di un’indagine condotta dagli scienziati della Durham University; secondo i quali esiste una zona ai confini dell’universo (a 1,8 miliardi di anni luce da noi), dove la temperatura è di circa 0,00015 gradi centigradi minore rispetto alle aree circostanti. Tom Shanks, a capo dello studio, parla di una “macchia fredda” che confermerebbe un angolo lontanissimo dello spazio con tracce che rimanderebbero alla collisione con un altro universo. Tutti d’accordo tranne il matematico Peter Woit, da sempre contrario alla teoria delle stringhe, secondo il quale “il multiverso è solo una scusa sempre buona per non essere in grado di spiegare la fisica delle particelle”.

Il destino dell’universo

Sarà legato a un’espansione continua del cosmo, finché tutte le stelle non avranno esaurito il loro carburante (idrogeno, elio, e via via elementi sempre più pesanti), e ogni angolo dell’universo non sarà divenuto freddo e buio. La teoria prende spunto dagli studi del fisico americano Edwin Hubble, che per primo stabilì il progressivo allontanamento delle galassie a velocità sempre maggiori. Un concetto che cozza con il Big Bang, esplosione avvenuta quasi 14 miliardi di anni fa, che dovrebbe avere a che fare con galassie che, anziché correre di più, dovrebbero rallentare. Ma secondo Gary Gibbons dell’Università di Cambridge è il frutto di una nostra erronea percezione temporale. Le previsioni indicano che l’universo del futuro potrebbe trasformarsi in un gigantesca bolla congelata dove anche il tempo cesserebbe di esistere.

Lo strano caso delle nane brune

S’è parlato a lungo di nane bianche e nane nere, ma solo recentemente di nane brune. Sono corpi celesti molto particolari, a metà strada fra un pianeta e una stella. Possono arrivare a una massa 75 volte quella di Giove. In pratica sono troppo grandi per essere dei pianeti, e troppo piccole per innescare le tipiche reazioni termonucleari che avvengono negli astri. I principali studi a riguardo sono stati condotti da Serge Dieterich, che ha pubblicato le sue conclusioni su The Astrophysical Journal. Lo scienziato dice che il destino delle nane brune e delle stelle normali è diverso. Le prime esauriscono subito il loro “carburante”, si raffreddano e diventano corpi bui vaganti per il cosmo; le seconde possono invece continuare a brillare per miliardi di anni.

10 miliardi di volte più forte dell’acciaio

È la misteriosa sostanza individuata all’interno delle stelle di neutroni da studiosi dell’Università dell’Indiana, in Usa. Battezzata “pasta nucleare”, ricorda la struttura filiforme degli spaghetti. È il risultato del collasso di stelle di grandi dimensioni, che porta a un addensamento della materia tale da annullare l’effetto di elettroni e protoni, ma non quello dei neutroni; che si compatterebbero fino a formare stelle di altissima densità e con un diametro medio compreso fra 10 e 20 chilometri. Gli studiosi ritengono che un cucchiaino composto da questo materiale reggerebbe un peso pari a 170 milioni di elefanti. Mentre il suo potere gravitazionale sarebbe milioni di volte più intenso di quello terrestre.

L'universo di Hawking

L’ultima considerazione sul cosmo la espresse pochi giorni fa, indicando che prima del Big Bang non ci fosse nulla. Si auspicano infatti altre tesi, ma nell’intervista effettuata per il programma Star Talk dice chiaramente che il tempo non avrebbe avuto senso di esistere prima della grande esplosione che portò alla formazione dell’universo, circa 13,6 miliardi di anni fa; perlomeno non nella forma con cui noi siamo soliti valorizzarlo. E per esprimere questa tesi non ha rinunciato ancora una volta alla sua proverbiale fantasia e ironia: “Non c’è nulla a sud del Polo Sud, quindi non c’era niente prima del Big Bang”. Il Big Bang, appunto. Da qui infatti partono gli studi di Stephen Hawking per capire il significato dell’universo, ricerche che gli hanno fatto compagnia dai tempi dell’università fino alla cattedra di Cambridge che ha gestito dal 1979 al 2009. Secondo Hawking tutto ha avuto inizio con il Big Bang e ha fine con i buchi neri, concetto riconducibile a una lettura trasversale delle teorie einsteniane. In particolare, il suo grande contributo alla scienza, arriva da una scoperta che porta il suo nome: la radiazione di Hawking. Occorre una piccola premessa. Far sposare la relatività einsteniana e la meccanica quantistica (in pratica l’infinitamente grande con l’infinitamente piccolo) non è cosa facile. Le leggi che regolano il moto dei pianeti cozzano con quelle che giustificano il comportamento degli atomi. I buchi neri sono corpi galattici capaci di inghiottire ogni cosa, anche la luce. Ma lontano dal loro cuore è possibile prevedere un concetto che in qualche modo fa sposare gravità e quantistica. Tecnicamente il riferimento è alla “teoria quantistica dei campi nello spazio-tempo curvo” che può essere spiegata con l’intuizione di Hawking. Lo scienziato afferma che anche i buchi neri sono in grado di produrre una radiazione luminosa. Tuttavia non si tratterebbe dell’emissione vera e propria di un buco nero, bensì di particelle virtuali che per un meccanismo quantistico divengono tangibili a causa della forza di gravità. Cosa significa? Vuol dire che i buchi neri sono molto più complicati di quello di credevamo e che non è vero che sono davvero capaci di divorare ogni angolo di materia; anzi. La verità è che anch’essi disperdono energia, tanto da poter un giorno sparire del tutto o addirittura “evaporare”. Da qui parte la “teoria del tutto”. Gravità e quantistica vanno a braccetto, sottoforma di particelle e antiparticelle, in corrispondenza del cosiddetto “orizzonte degli eventi”: il punto dello spazio-tempo limitrofo al buco nero che separa i posti da cui possono sfuggire segnali, da quelli da cui niente può “scappare”. E’ stato formulato da Hawking in compagnia di un altro gigante dell’astrofisica, Roger Penrose, dell’Università di Oxford.  La conclusione è che l’orizzonte degli eventi è sottoposto a continua espansione. Fenomeno che ricorda uno dei paradigmi fondamentali della fisica: l’entropia. Con questo termine si designa il grado di disordine di un sistema; (si può pensare a un uovo che cade e si rompe, passando da una condizione di ordine a una di disordine, soggiacendo all’incontrovertibilità del tempo). L’universo si comporterebbe nello stesso modo: si espande all’infinito e diviene sempre più disordinato, come accade con l’orizzonte degli eventi: il più bel regalo che Stephen Hawking potesse lasciarci in eredità.

Alla scoperta di Xi, la nuova particella subatomica

La visione antropocentrica con cui approcciamo qualunque analisi filosofica o scientifica determina una visione distorta della realtà, e ci impedisce di dare il giusto valore alle cose che ci circondano. È il motivo per cui di fronte alla scoperta dell’ennesima particella subatomica gran parte di noi resta sostanzialmente indifferente; ma non i fisici e chi mastica scienza tutti i giorni che invece sollazzano come se avessero vinto il più ricco premio della lotteria. E dunque è proprio a questa categoria di persone che dovremmo guardare con passione, perché è grazie ai loro studi che ogni giorno ci avviciniamo sempre più alla verità, all’intimità, all’essenza che permea tutto l’universo. Per anni abbiamo inseguito il paradigma del bosone di Higgs, la particella di Dio, teorizzata nel 1964, ma “toccata” con mano solo nel 2013. E oggi, dunque, siamo a un nuovo eclatante capitolo: la scoperta della particella Xi. Era nell’aria e finalmente, al Large Hadron Collider (Lch) di Ginevra, il più grande acceleratore di particelle del mondo, il sospirato traguardo. Di che cosa stiamo parlando?

Appunto, di una particella subatomica. Ce ne sono molte; un tempo erano solo elettroni, protoni e neutroni. Oggi è quasi difficile stimare il numero esatto. E non sempre concernano le caratteristiche tipiche della materia, ossia la massa di un atomo. I neutrini, con la loro massa infinitesimale (inferiore perfino a quella di un elettrone) sono un esempio. Ma sembra di essere sempre all’inizio. Se ne scopre una e contemporaneamente si realizza che ce ne possono essere altre; come un’infinita danza di matrioske. La nuova particella presenta le seguenti caratteristiche: una grossa massa (oltre 3.600 Mev, quasi quattro volte quella del protone); una potente carica elettrica positiva; un’instabilità tale da non permetterle di vivere per più di un millesimo di miliardesimo di secondo; e un cuore formato da due quark pesanti (quark charm), che probabilmente funzionano come un sistema di stelle doppie. E sono proprio i quark a fare sussultare gli scienziati, perché mai prima d’ora era stata individuata una particella caratterizzata da due “pesi massimi” di questo tipo. Giustificano, di fatto, l’esistenza di neutroni e protoni, ma solo se rappresentati da masse leggere. Qui, invece, si parla di due quark pesanti, che probabilmente ebbero grande risonanza durante la nascita dell’universo (Big Bang); e che oggi sono relegati all’interazione fra particelle in un acceleratore, o nel punto di contatto fra i raggi cosmici e l’atmosfera.

La notizia è stata divulgata dalla prestigiosa rivista Physical Review Letters e promette di approfondire ulteriormente la caccia all’essenza del creato. A proposito sappiamo pochissimo. La materia oscura suggerisce che ancora non sappiamo quale sia il reale valore di ciò che ci circonda; e l’energia oscura indica che l’universo si sta costantemente espandendo senza una spiegazione tangibile. I dati in nostro possesso sono deplorevoli. Del 4,9% della materia abbiamo una idea vaga; ma brancoliamo nel buio per ciò che riguarda il 26,8% della materia oscura, e il 68,3% dell’energia oscura. Come si può notare, i grandi progressi della fisica sono solo all’inizio. E la particella Xi vuole aiutarci proprio in questo. In particolare nel campo della ricerca delle quattro forze fondamentali che tengono in vita l’universo. La Xi potrebbe dare interessanti ragguagli sulla forza nucleare forte che permette la formazione degli atomi; e senza la quale i protoni e i neutroni non potrebbero esistere.

I Signori degli anelli

Un tuffo nei misteriosi anelli di Saturno, a 124mila km/h. La sonda Cassini è riuscita nell'intento di penetrare la coltre di polveri e detriti che circonda uno dei più spettacolari pianeti del sistema solare, per fare luce sulla loro natura. E' la sua ultima missione: il 15 settembre 2017 compierà, infatti, un viaggio di non ritorno verso il cuore del corpo celeste, dopo venti anni di onorata carriera. Le foto che ha spedito parlano di un'atmosfera saturniana più calda del previsto e di un gigantesco uragano in corrispondenza del polo nord del pianeta, dove soffiano venti ad altissima velocità. La missione permette, dunque, di riconsiderare la storia e le caratteristiche degli anelli planetari. Di cosa si tratta? Sono polveri, detriti, cristalli di ghiaccio, massi, che orbitano intorno a un pianeta, proprio come fa un satellite soggetto alle leggi kepleriane. Si pensa che siano appannaggio di Saturno, ma non è così. Senza dubbio a ridosso del sesto pianeta del sistema solare risultano particolarmente visibili, tuttavia sono una prerogativa anche degli altri giganti gassosi: Giove, Urano e Nettuno. E da poco si ipotizza che possano rappresentare anche lune e asteroidi. Uno studio pubblicato nel 2008 da Geraint Jones, dell'University College di Londra, a capo del team che coordina le operazioni di Cassini, racconta di Rhea, un satellite di Saturno, di appena 1.500 chilometri di diametro; intorno al quale orbiterebbero detriti e polveri, a circa 6mila km dal cuore della luna saturniana. Così accadrebbe in prossimità di Chariklo, fra i più importanti dei Centauri, asteroidi che danzano intorno a Giove e Saturno; un tempo comete, ma oggi potenzialmente caratterizzati da sottili anelli di materiale roccioso.

Che siano pianeti, satelliti o asteroidi, la formazione di anelli parrebbe dovuta a due fenomeni: la collisione fra oggetti del sistema solare o la distruzione di un corpo celeste dovuta al superamento del cosiddetto "limite di Roche". Il primo caso si riferisce all'impatto fra due corpi celesti. La storia dell'astronomia è ricca di eventi di questo tipo. La Luna potrebbe essersi generata in questo modo, e anche l'asse tanto inclinato di Urano (di 98 gradi, contro i 23 gradi terrestri) potrebbe derivare da uno scontro fra titani cosmici. Se, però, non si genera un satellite e non si instaura un piano di rotazione anomalo, l'urto potrebbe determinare la nascita dei caratteristici anelli che seguono un'orbita precisa, obbedendo alla forza di gravità. Un oggetto qualunque proveniente dai confini del sistema solare può impattare sulla superficie di un normale corpo celeste; e il risultato può essere la disintegrazione dell'oggetto più piccolo che, ridotto in frammenti, finisce per essere catturato dal campo gravitazionale del corpo di dimensioni maggiori, trasformandosi in uno o più anelli. Il limite di Roche, invece, prende il nome dallo scienziato Edouard Albert Roche, nato a Montpellier il 17 ottobre 1820. Si occupò di Saturno e il suo lavoro è ancora oggi ricordato per le conclusioni relative al mistero degli anelli saturniani. Indicò un limite chilometrico oltre il quale un satellite non è più in grado di mantenere la sua stabilità. Pensiamo alla Luna. Se il suo piano orbitale dovesse abbassarsi sempre più, finirebbe per essere "triturata" dalla gravità terrestre; significa che le forze di coesione (che tengono insieme gli elementi di un corpo) verrebbero meno, a vantaggio di quella gravitazionale (o meglio, delle "forze di marea", effetto secondario della forza di gravità). Si presume che sarà quello che accadrà a Phobos, satellite di Marte, fra cinquanta milioni di anni.

Dunque, gli anelli di Saturno e degli altri pianeti gassosi potrebbero derivare dal disequilibrio fra forze differenti, che alla fine impedirebbero a una luna di continuare a girare intorno a un pianeta o addirittura ne comprometterebbero fin dall'inizio la sua formazione. Oltre il limite di Roche, invece, le condizioni consentono ai detriti di compattarsi e formare un satellite; così si sono formati la Luna (distante dalla Terra 384mila chilometri), Europa, Io, Ganimede, Titano. Il limite di Roche varia pertanto da pianeta a pianeta. Giove lo possiede a 175mila chilometri di distanza dalla superficie; Nettuno a 59mila. Altra particolarità: in prossimità degli anelli possono presentarsi dei "satelliti pastore", strettamente legati alla sopravvivenza degli anelli planetari; interferiscono con essi a livello gravitazionale e consentono la formazione di spazi chilometrici fra uno strato detritico e l'altro. Prometeo e Pandora sono due esempi, in corrispondenza dell'anello più esterno di Saturno, spesso non più di cento chilometri. Entrambi scoperti nel 1980 dalla sonda Voyager, presentano una forma schiacciata e una superficie porosa, e ogni quindici ore si avvicinano o allontanano dalle polveri. Lo stesso fenomeno è riscontrabile su Giove e Urano con i satelliti pastore Metis, Adrastea, Cordelia e Ofelia. Cambia tutto però se si considera uno degli enigmi più intriganti dell'astronomia: le stelle doppie. Sono corpi celesti che brillano di luce propria e che, in pratica, orbitano uno intorno all'altro. In questo caso non sussiste un vero limite di Roche poiché le masse dei due soli possono fondersi fra loro, scambiandosi parti di materia.  

Occhio alla cometa

Altrettanto affascinanti sono le comete, oggetti spaziali che girano intorno al sole compiendo tragitti fortemente ellittici. Ed è questo un periodo dell'anno propizio per la loro osservazione. Ad aprile è arrivata la cometa 41P/Tuttle-Giacoini-Kresak e nella prima settimana di giugno sarà la volta della Johnson C/2015V2. Quest'ultima potrà essere vista fino a luglio anche dall'Italia con un semplice binocolo, e sarà riconoscibile per il colore verde brillante che contraddistingue la sua scia. Si muove a 120 milioni di chilometri dalla Terra e il 12 giugno sarà alla minima distanza dal sole (a 245 milioni di chilometri).

Il respiro della cometa

Anche questi corpi celesti hanno un loro modo di "respirare". In certe situazioni, infatti, emettono ossigeno, elemento strettamente legato al metabolismo degli organismi aerobi. Si è visto che transitando vicini al sole liberano vapore acqueo che, sottoposto all'azione dei raggi ultravioletti, si trasforma in atomi carichi elettricamente (ioni). Contemporaneamente il vento solare (lo stesso che genera le aurore boreali) interagisce con l'ossigeno dell'acqua allo stato gassoso, consentendole di legarsi a un altro elemento con lo stesso numero di elettroni e protoni, generando una molecola di ossigeno biatomico. La stessa prodotta dal meccanismo della fotosintesi clorofilliana che consente la vita sulla Terra da 3,5 miliardi di anni.

Il pianeta bollente

Nel frattempo non si placa la rincorsa al pianeta extrasolare più bizzarro. L'ultimo è un corpo che ruota intorno alla sua stella ogni due giorni; un astro relativamente giovane, di "appena" 1,3 miliardi di anni. E' un pianeta bollente, per via della straordinaria vicinanza alla stella, battezzato WASP-167b/KELT-13b e di dimensioni poco superiori a quelle di Giove. La scoperta è avvenuta grazie agli studiosi della Keele University di Newcastle al lavoro presso il South African Astronomical Observatory. Si è giunti alla sua individuazione tramite la consueta "analisi del transito", basata sull'osservazione indiretta del pianeta che provoca piccole eclissi facilmente perscrutabili dai nostri telescopi. 

La temperatura dei buchi neri

È stata misurata per la prima volta la temperatura di un buco nero; in particolare le nubi di polvere che oscurano il “corpo celeste” al centro della galassia NGC 1068 e che hanno la forma di un “krapfen”: la galassia si trova a circa 60 milioni di anni luce dalla Terra ed è il prototipo di una classe di galassie attive la cui fonte di energia si pensa possa essere un buco nero supermassiccio corrispondente a 100 milioni di masse solari. 

Gli scienziati hanno visto che la temperatura all’interno della nube arriva a 700 gradi centigradi a causa dell’intensa radiazione proveniente dall’interno del buco nero, mentre le parti esterne giungono a 50°C. Walter Jaffe e colleghi dell’Osservatorio di Leiden, Olanda, sono giunti a queste conclusioni servendosi dei dati ricavati dall’attività del Very Large Telescope Interferometer dell’European Southern Observatory in Cile. 

I buchi neri sono il risultato dell’esplosione di stelle molto più grandi del sole, il cui nucleo centrale subisce delle pressioni così elevate che nemmeno la luce è in grado di sfuggirgli. Gli atomi che lo compongono vengono addirittura stritolati e fusi insieme lasciando in “vita” solo un fluido di neutroni supercompatto. 

La conferma delle onde gravitazionali

Delle numerose frasi a effetto ricondotte a Einstein, ne sarà vera una su cento. Ma è indubbio che il grande scienziato ha consegnato all'umanità una teoria straordinaria: l'energia corrisponde alla massa di un corpo moltiplicata per la velocità della luce elevata al quadrato. Senza essere dei fisici chiunque può comprendere la portata dell'enunciato: vuol dire che un corpo sparato a folle velocità a un tratto si trasforma in energia pura. Per avere la conferma di una tesi tanto azzardata si dovette aspettare l'eclisse del 29 maggio 1919. Alla fine Einstein divenne Einstein proprio perché predisse con successo che la gravità fosse in grado di attrarre non solo corpi dotati di una certa massa, ma anche la luce. Ebbene, sono passati da allora 97 anni. E proprio oggi abbiamo di nuovo il piacere di convalidare il paradigma einsteniano: grazie alle cosiddette onde gravitazionali, individuate per la prima volta il 14 settembre 2015.

Sono vibrazioni che si propagano nello spazio, provenienti da sorgenti lontanissime come buchi neri, supernove o pulsar. Più precisamente arrivano da masse in accelerazione, come due stelle che ruotano intorno allo stesso centro di massa. La scoperta ci presenta una visione nuova del cosmo. Lo studio delle onde gravitazionali potrebbe, infatti, aiutare a comprendere com'è nato l'universo, e dare un senso (anche se siamo ancora molto lontani) alla cosiddetta "gravità quantistica" che tenta di unificare il modello standard delle particelle fondamentali alla relatività generale einsteniana. «Le onde gravitazionali trasportano intatta l'informazione del fenomeno che le ha prodotte e per questo ora abbiamo uno strumento molto potente per studiare l'universo, sia da un punto di vista astrofisico che cosmologico», ci spiega Pia Astone, primo ricercatore dell'INFN di Roma. «La rivelazione ha portato con sé un'altra scoperta importante, quella della fusione di due buchi neri. E', dunque, molto probabile che continueremo ad avere delle sorprese ed è possibile che arriveremo a sapere qualcosa in più sull'universo primordiale».

Lawrence Krauss, cosmologo dell'Università dell'Arizona, con un tweet aveva anticipato al mondo l'importante scoperta. Le onde gravitazionali possono modificare lo spazio-tempo. E' la prova che la velocità della luce, la forza di gravità e la geometria del cronotopo sono unità sinergiche e complementari. La forza di gravità, in particolare, può essere intesa come una curvatura dello spazio-tempo, provocata dalle masse che la riguardano. Difficile semplificare, ma potremmo riferirci a un foglio di carta sul quale lasciamo cadere delle biglie. La gravità subita dai corpi sferici produce un avvallamento del foglio, idealmente assimilabile alla dimensione spazio-temporale.

Ligo, acronimo di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observastory, è il protagonista. E' un interferometro, strumento in grado di studiare gli effetti di composizione delle onde, in questo caso finalizzato alla comprensione di quelle gravitazionali; che risultano particolarmente difficili da analizzare perché molto più deboli di quelle elettromagnetiche o nucleari. Ligo, battezzato dal California Institute of Technology e dal Mit di Boston, funziona dal 2004. Consiste in un lungo tunnel a forma di L, caratterizzato alle estremità da due specchi capaci di rivelare, con l'ausilio di raggi laser, le onde gravitazionali. La missione è stata portata a termine grazie alla captazione di onde gravitazionali derivanti da due giganteschi buchi neri, dopo un viaggio di centinaia di milioni di anni luce.Perché sono così importanti le onde gravitazionali? Perché a differenza di molte altre onde non vengono "catturate" dallo spazio, dandoci l'opportunità di indagare fenomeni astronomici riferibili agli arbori dell'universo. L'argomento è caldo e in continua evoluzione. Virgo è un altro interferometro progettato per individuare le onde gravitazionali. Sorge nei pressi di Pisa e consta di due bracci lunghi tre chilometri calibrati per rispondere al "suono" di questi misteriosi messaggi spaziali. E in futuro ci sarà anche Lisa (Laser Interferometer Space Antenna): un interferometro costituito da tre satelliti distanti fra loro un milione di chilometri in orbita intorno al sole. 

Questioni di scala

Europa, un mondo pieno di vita (nascosta)

Europa, una delle lune di Giove, più o meno grande come la Luna, potrebbe essere un posto meraviglioso per la vita. Sono le dichiarazioni rilasciate da un team di studiosi del California Institute of Technology di Pasadena, in USA. Gli esperti ritengono che la vita possa, in particolare, prosperare al di sotto della superficie del satellite, dove si nasconderebbero oceani allo stato liquido. Mike Brown, a capo dello studio, non ha dubbi e rivela che "se potessi leccare la superficie di Europa, la luna ghiacciata di Giove, sentirei il sapore del mare sottostante". Come si è giunti a questo risultato? Brown ha analizzato con grande precisione i dati elaborati dalla missione Galileo della NASA, avvenuta fra il 1989 e il 2003. Su Astronomical Journal compaiono le descrizioni dettagliate delle caratteristiche di Europa, un mondo che nei prossimi anni potrebbe lasciare basiti anche gli scienziati più recalcitranti all'ipotesi della presenza di attività organica sul piccolo corpo celeste. L'attenzione è incrementata anche grazie all'azione del Keck II Telescope, posizionato sul Mauna Kea, nelle Hawaii e ai dati forniti dallo spettrometro OSIRIS. Dalle analisi svolte da Brown è infatti emerso che la superficie di Europa è ricca di un sale di solfato di magnesio, che i geologi chiamano epsomite, noto anche come sale inglese. Le ipotesi suggeriscono che questo tipo di minerale possa derivare dall'ossidazione di materiali provenienti dal mare sottostante. La vita potrebbe, dunque, nascondersi sotto uno strato di ghiaccio, all'interno di mari che non ricevono la luce del sole, ma potrebbero fornire materia prima ai viventi ospitando numerosi principi chimici. La pensa così anche Richard Greenberg, fra i più autorevoli studiosi dei satelliti che orbitano intorno al pianeta più grande del sistema solare. Greenberg assicura la presenza del mare sotto uno strato di ghiaccio disomogeneo, con spessori estremamente variabili, da pochi metri a oltre trenta metri. Incuriosisce, a tal proposito, l'individuazione di una fessura dalla quale, probabilmente, il mondo sottomarino sbuca in superficie. Gli scienziati confermano che in superficie la vita non è consentita per le temperature medie intorno ai centosettanta gradi sotto zero e il continuo bombardamento di radiazioni letali da parte della magnetosfera di Giove, ma sotto potrebbe essere tutto un altro mondo. Murthy Gudipati del Jet Propulsion Laboratory della NASA ha, infatti, evidenziato che gli elettroni ad alta energia (circa 100 MeV) penetrano il ghiaccio per circa ottanta centimetri; al di là di questo limite, la vita potrebbe prosperare. Gli esperti sono riusciti anche a fare delle stime e a stabilire che l'oceano di Europa potrebbe essere profondo 150 chilometri, con un volume riconducibile a quello di tutti i mari della Terra. Ma se così fosse di che forme viventi staremmo parlando, visto che non sarebbe possibile nessun tipo di attività fotosintetica? I ricercatori puntano a organismi che possono fare a meno del sole, basando la loro esistenza sulla chemiosintesi, vale a dire lo sfruttamento di sostanze chimiche disciolte nell'acqua. Accade anche a varie specie presenti sulla Terra, in contesti ambientali assurdi come le bocche dei vulcani. Nuove rivelazioni potrebbero, in ogni caso, giungere nel 2022 con il lancio della sonda Juice (da Jupiter Icy Moons Explorer), da parte dell'ESA. Il 21 febbraio, gli esperti dello Science Programme Committee dell'ESA, hanno confermato che la missione porterà a bordo undici esperimenti scientifici per lo studio complessivo delle lune gioviane. Raggiungerà il sistema gioviano nel 2030 e pur non atterrando su Europa (costerebbe troppo, circa 46 triliardi di dollari!!), potrà darci molte indicazioni interessanti sulla sua misteriosa natura. Anche l'Italia partecipa al progetto con la camera ad alta definizione JANUS, elaborata dai ricercatori dell'Università Parthenope di Napoli e lo spettrometro MAGIS, che vedrà la luce dal lavoro congiunto fra l'Istituto di Astrofisica e planetologia Spaziale dell'INAF di Roma e l'IAS francese. 

Tempeste solari, spauracchio 2013

Finito il timore della fine del mondo programmato per il 2012, si riaffaccia lo spauracchio dell'apocalisse per il 2013. Più serio questa volta, poiché è coinvolta anche la NASA. Ma attenzione a non fare confusione. Vediamo esattamente cosa sta succedendo... Tempeste solari, spauracchio 2013

Pubblicato su Lettera43: 

Non si è ancora placato il rumore provocato dal vaticinio Maya, che già si torna a parlare di fine del mondo. Se poi è un organo come la NASA a prendere la parola, le antenne dell’immaginario collettivo non possono fare a meno di tornare a vibrare con intensità. Cosa sta succedendo di nuovo? Questa volta le attenzioni sono rivolte al Sole che, come è noto, con periodicità undecennale, cambia la sua attività: lo prova la ciclicità delle cosiddette macchie solari - luoghi di intensa attività magnetica - che appaiono e scompaiono sulla superficie della stella, confermando dinamiche fisiche non ancora del tutto chiare, che l’uomo tiene sotto controllo dal 1750. Ebbene, secondo gli esperti dell’ente americano, nel corso della primavera del 2013, il cuore pulsante del Sistema solare raggiungerà il suo picco di attività, interferendo con le numerose apparecchiature tecnologiche che caratterizzano il genere umano, e delle quali, ormai, non si può più fare a meno. Rischiano gli astronauti in orbita, i satelliti, i sistemi GPS, le centrali idroelettriche, le apparecchiature che consentono l’estrazione del petrolio...

A dire il vero s’è già sentito parlare di tempeste magnetiche in grado di provocare danni al pianeta: basta ricordare l’evento del 1989, in Quebec, Canada, che provocò l’annientamento dei trasformatori energetici, con gravi ripercussioni su tutto il territorio; e la gigantesca aurora boreale del 1859 che, in piena notte, rischiarò gran parte dei territori americani compresi fra il Polo Nord e la Florida, mandando in crisi i sistemi telegrafici di Europa e Nord America. Un altro evento eccezionale si verificò nel 774, e causò un aumento sproporzionale di C14 nell’atmosfera. Ma a quei tempi, soprattutto nel Diciannovesimo secolo e prima dell’anno Mille, non eravamo così interconnessi e dipendenti dalle varie forme di energia: oggi il sistema uomo-ambiente è molto più delicato e suscettibile alle bizzarrie della natura.

La tempesta prevista per quest’anno sta suscitando un clamore più acceso del solito, anche perché si sono messi in gioco professori di livello come Daniel Baker, dell’Università del Colorado e Mike Hapgood, studioso di Oxford e consulente del governo sulla meteorologia spaziale; e perché vari media, all’indomani della pubblicazione di uno studio sul New Scientist, hanno calcato la mano con titolazioni eloquenti del tipo, “potente tempesta solare spegnerà gli USA per mesi”. Cosa c’è di vero in tutto ciò?

Il rischio viene ricondotto a gigantesche emissioni di gas ionizzato che verrebbero espulse ad alta velocità dalla corona solare: attraversando 150 milioni di chilometri in due o tre giorni. Queste particelle – perlopiù costituite da raggi x e onde radio – potrebbero, in effetti, mandare in tilt i chip di computer e satelliti e a mo’ di una radiazione nucleare a bassa energia provocare danni alla salute dell’uomo. “Il fenomeno potrebbe peraltro interferire con i fili di alluminio e rame che determinano il regolare funzionamento della rete elettrica”, dice Hapgood. “A livello atmosferico ci possono essere complicazioni legate ai segnali radio e i sistemi GPS potrebbero andare fuori uso per un paio di giorni”.

Tuttavia va considerato che l’uomo, grazie a strumenti hitech che orbitano intorno alla Terra (come GOES e POES) e aerei specializzati è costantemente aggiornato sulle condizioni solari. Si avrebbe, perciò, la possibilità di correre ai ripari prima che sia troppo tardi. I più pessimisti pensano che durante la primavera del 2013 la Terra sprofonderà in un nuovo Medioevo, ma non ci sono reali presupposti per pensare che questo dato sia attendibile. Meglio attenersi alle voci degli esperti, tenendo a bada la fantasia e le manie catastrofistiche. Hapgood dice che una forte tempesta solare potrebbe creare diffusi blackout e che è giusto considerare il pericolo, ma non allarmarsi in modo esagerato. “Non occorre sollevare il panico, ma le analisi fatte finora sono corrette ed equilibrate”, ha rivelato recentemente a un tabloid britannico. “Continuerò a studiare il Sole per capire come si comporterà nei prossimi mesi, considerando che le tempeste solari sono fenomeni naturali che potrebbero avere enormi ripercussioni sul PIL di una nazione”.

Non sarà la fine del mondo, ma il campo magnetico si sta invertendo

Che il campo magnetico terrestre si stesse progressivamente indebolendo lasciando presagire una sua imminente inversione lo si sapeva da tempo (ne abbiamo parlato anche su Spigolature: http://gianlucagrossi.blogspot.it/2009/06/il-campo-magnetico-terrestre-potrebbe.html), ma che il processo fosse specificatamente in atto in aree precise della Terra è una novità. A diffondere la notizia è uno studio pubblicato su Nature da Gauthier Hulot dell’Institut de Physique du Globe a Parigi. Per riuscire a fornire un quadro dettagliato della circolazione nelle regione più centrali della Terra composte di materiali fluidi a base di ferro, prerogativa del magnetismo terrestre, sono stati utilizzati i satelliti. Gli scienziati hanno messo a confronto i dati recenti registrati dal satellite danese Oersted con quelli raccolti da Magsat venti anni fa: in questo modo è stato possibile verificare per la prima volta dei punti di “flusso invertito” concentrati in due regioni differenti del mantello terrestre. In una zona ubicata sotto l’estrema punta del continente africano, si è visto che il campo magnetico punta nella direzione del centro della Terra, muovendosi dalla parte opposta rispetto a quanto accade normalmente. Mentre è stato possibile appurare una seconda area di inversione, più piccola della prima, in corrispondenza del Polo Nord. Secondo Peter Olson della Johns Hopkins University, a Baltimora negli USA, gli esperimenti mostrano che l’inversione complessiva del magnetismo terrestre non è molto lontana, e che quindi sarebbe utile fin da ora premunirsi contro i due fenomeni che, a causa di ciò, potrebbero maggiormente creare problemi all’uomo: le tempeste solari e la relativa azione dei raggi ultravioletti, e il buco dell’ozono che rischierebbe di aumentare ulteriormente. Il campo magnetico è prodotto dallo sfregamento degli strati nel nucleo interno del pianeta che si ripercuote verso gli strati più superficiali: in questo modo l’energia meccanica si converte in elettromagnetismo, dando luogo a un fenomeno simile a quello dei generatori dell’auto, dove l’energia meccanica viene trasformata in elettricità. L’inversione del campo magnetico terrestre è stato per la prima volta identificato nei primi anni del ‘900. La conferma di ciò la si è avuta dallo studio delle rocce magmatiche. Esse conservano al loro interno il tipo di “magnetismo” relativo a ogni singolo periodo geologico: basta infatti immaginare di percorrere il fondo dell’oceano Atlantico dall’Europa alle Americhe, attraversando la dorsale medio atlantica, per rendersi conto del continuo avvicendarsi di strati di rocce che indicano prima il “nord” a nord, e poi a sud.

Voyager 1, il viaggio infinito

È una storia cominciata 35 anni fa che nessuno avrebbe mai immaginato potesse andare così bene. È la storia delle sonde Voyager, in viaggio nello spazio dal 1977 e ancora oggi perfettamente funzionanti, benché si trovino ormai oltre i confini del sistema solare. Sono decollate a bordo di un razzo Titan IIIE-Centaur. Ancora oggi nel centro di ascolto del Deep Space Network della NASA a Goldstone, arrivano, infatti, costantemente messaggi dalla sonda Voyager 1, raccontandoci di mondi lontanissimi e condizioni di vita pressoché impossibili. Usano ancora registratori a nastro, concetti tecnologici già ampiamente superati, ma ancora, in questo caso, incredibilmente “vitali”. Complice il fatto che, dal 1990, sono stati disattivati tutti gli strumenti “ottici” - idonei per fotografare i miracoli di Giove e Saturno, ma non le profondità monotone del cosmo - per recuperare energia preziosa. Attualmente Voyager 1 si trova a 18 miliardi di distanza dalla Terra, circa 120 volte la distanza che separa il nostro pianeta dal sole. La lunga antenna della base americana capta segnali particellari, figli del vento solare. Ad agosto, per esempio, i messaggi parevano più turbolenti del solito, dimostrazione che la sonda stava attraversando un'area del cosmo particolarmente “insidiosa”. La situazione è cambiata il mese successivo, passando da 25 particelle al secondo a 2 particelle al secondo. La NASA fa inoltre sapere che da queste osservazioni sarà possibile stabilire il limite esatto dell'eliopausa, con la formazione della tipica bolla formata dallo spazio interstellare. In generale, per giungere sul nostro pianeta, i dati raccolti dalla sonda spaziale impiegano 16 ore e 38 minuti. Voyager 1 è in azione da 35 anni, 1 mese e 10 giorni (dato riferibile al 15 ottobre 2012). Il viaggio interstellare di Voyager è, invece, iniziato il 15 giugno 2012, diventando il primo oggetto umano a lasciare il sistema solare. La sua prima missione ufficiale risale al 1980, con l'esplorazione di Giove e Saturno. Per l'esattezza la sonda iniziò a fotografare Giove nel gennaio 1979. Le scoperte iniziarono fin da subito, con l'individuazione dei vulcani di zolfo su Io e l'approfondimento delle caratteristiche degli anelli di Saturno. Secondo i dati raccolti da Nature, Voyager 1 ha superato il cosiddetto “termination shock” (in corrispondenza del rallentamento delle particelle del vento solare), nel 2003. Oggi si muove a 17mila chilometri al secondo, alimentata da una batteria RTG – un generatore termoelettrico a radioisotopi. Dovrebbe andare avanti così fino al 2025, anche se la corrispondenza con la Terra potrebbe bloccarsi nel 2016, con l'avaria del giroscopio, non più in grado di puntare i suoi occhi verso il pianeta blu. Ma la sua corsa non si arresterà. Davanti a sé c'è il muro di idrogeno (fra l'eliopausa e il bow shock, fenomeno particolare della magnetosfera) che potrebbe superare intorno al 2040 e la costellazione dell'Ofiuco: fra 40mila anni Voyager 1 si troverà dalle parti di AC+793888, una stella dalla quale disterà “appena” 1,6 anni luce. Alla luce di queste considerazioni suonano incredibili le parole da poco pronunciate da Ed Stone, scienziato del progetto Voyager presso il Caltech: «Quando le sonde Voyager furono lanciate, nel 1977, l’era dell’esplorazione spaziale aveva appena 20 anni», spiega il ricercatore. «Molti di noi del team sognavamo di arrivare allo spazio interstellare, ma non avevamo idea di quanto esattamente poteva durare il viaggio o se le due sonde in cui abbiamo investito così tanto tempo ed energia sarebbero rimaste operative per abbastanza tempo da arrivarci». Un messaggio, quindi, per E.T.: Voyager 1 porta con sé un disco registrato di rame e placcato d'oro che contiene immagini e suoni terrestri, assieme a qualche istruzione su come suonarlo... 

La fine del Sistema Solare

4,5 miliardi di anni. È l'eta del nostro sistema solare. Un raggruppamento di corpi celesti di mezza età, visto che prevedibilmente ha ancora davanti a sé vari miliardi di anni di vita. Dopodiché tutto cambierà repentinamente e si trasformerà in qualcosa di molto diverso da quello a cui siamo soliti pensare. Ciò accadrà in seguito all'esaurimento del “combustibile” dell'astro: la nostra stella, dopo una decina di miliardi di anni, avrà infatti consumato tutti gli elementi più leggeri – idrogeno ed elio – e a causa della sua piccola massa non sarà in grado di passare a bruciare elementi più pesanti. Ma cosa accadrà effettivamente quando il sole perderà la capacità di produrre energia mediante le odierne reazioni nucleari? Le previsioni non sono entusiasmanti e, sebbene non si possa minimamente immaginare quale sarà stato nel frattempo il destino dell'uomo (magari potrebbe essersi estinto da miliardi anni), c'è da aspettarsi una spettacolare trasformazione del sistema solare con la distruzione di quasi tutti i suoi componenti. Innanzitutto è indispensabile considerare la massa del Sole, poiché da essa dipendono le modalità della fine di un astro. La massa solare è pari a circa 333mila volte la massa della Terra e 27 milioni di masse lunari; da sola rappresenta il 99,8% della massa complessiva della nostra piccola realtà cosmica. Ma al contrario di quel che i numeri paiono suggerire, non è una massa così grande. Nell'universo ci sono, infatti, corpi molto più massicci: VY Canis Majors, per esempio, che brilla nella costellazione del Cane Maggiore, ha un diametro di circa 2mila volte quello del Sole, mentre la sua massa è stimata 30-40 volte maggiore di quella della nostra unica fonte di energia. Per questo motivo gli astronomi hanno classificato il Sole come una stella nana gialla, un astro di dimensioni medie, composto soprattutto da idrogeno ed elio, i primi due elementi della tavola periodica. Una stella come VY Canis Majors, un iper-gigante rossa, con una massa così imponente è segnata da un destino incontrovertibile: l'esplosione in una supernova. Con questo termine si intende l'esplosione di una stella di grande massa, con l'espulsione degli strati esterni della stella a grandissime velocità, migliaia di chilometri al secondo. Ma per le stelle come il Sole, molto più piccole, si prevede un finale meno rocambolesco. Gli scienziati spiegano che i primi cambiamenti cosmici nel Sistema solare avverranno fra circa quattro miliardi di anni quando il Sole esaurirà l'idrogeno nel suo interno (nel nucleo). Aumenteranno la luminosità e la temperatura della fotosfera solare, passando da 6mila a 6.500°C; in questa fase è prevedibile supporre che la Terra possa subire un incremento di temperatura di circa 4-5°C, tale da provocare lo scioglimento totale dei ghiacci montani e polari e l'evaporazione di mari e oceani. In seguito il nostro astro subirà una contrazione a livello nucleare, accompagnato dall'espansione degli strati esterni del corpo celeste con progressivo raffreddamento degli stessi. Il raggio della stella finirà per raggiungere le orbite di Mercurio e presumibilmente Venere. Dalla Terra il Sole apparirà, dunque, di dimensioni enormi e occuperà un terzo del cielo. Successivamente il Sole continuerà ad espandersi fino alle dimensioni di una gigante rossa. «Il raggio del Sole attuale è 6.9 x 10^8m, ovvero circa 7x100 milioni di metri, cioè circa 0.00465 Unità Astronomiche, UA)», dice Cesare Chiosi, professore del'Università di Padova. «Le dimensioni del Sole cresceranno di circa 500–1000 volte quelle attuali per raggiungere dimensioni di circa 4 UA. L’orbita di Giove, pensata circolare, ha un raggio di circa 778 milioni di km, cioè 5.2 UA. Quindi tutti i pianeti più interni, da Mercurio a Marte verranno inglobati dal Sole e scompariranno, Giove stesso sarà a rischio». Difficile, però, prevedere il destino dell'uomo, e le eventuali chance di sopravvivenza. «Temo che la fine del Sistema solare sarà accompagnata da tanta emissione di radiazione X e gamma da sterilizzare ogni cosa», spiega Cesare Barbieri, astronomo dell'Università di Padova, «ma, per quanto riguarda l'uomo, non riesco a immaginare dove si possa rifugiare. Per fortuna si tratta di un evento così remoto del futuro che chissà se esisterà ancora l'umanità come la conosciamo oggi e quali mezzi avrà a disposizione». Per i pianeti esterni, però, il destino potrebbe essere diverso, e anziché finire fagocitati dalla massa solare, potrebbero perdersi nell'universo o essere catturati da corpi massicci di maggiori proporzioni: «Potrebbero in effetti staccarsi dal Sole», continua Barbieri; «se in un lontano futuro un'altra stella ci passasse abbastanza vicino, potrebbe inglobarli nel suo sistema gravitazionale, ma attualmente non ci sono evidenze di questo evento». In ogni caso il Sole manterrà la sua forza gravitazionale anche quando sarà ridotto a un “lumicino” siderale; e quindi agirà come sempre sui corpi che gli vorticano attorno, anche se con minore intensità: «Se anche venisse meno la sorgente nucleare rimarrà sempre un corpo in grado di esercitare la sua forza gravitazionale sui pianeti che lo circondano», afferma Barbieri; «di fatto l'attrazione gravitazionale dipende dalla massa e non dalla luce irraggiata». Raggiunte le dimensioni di una gigante rossa, (per intenderci, nel famoso diagramma H-R, il Sole finirà per occupare la parte in alto a destra), la temperatura sarà cresciuta dagli iniziali dieci milioni di gradi centigradi a 100 milioni di gradi. Sarà possibile accendere e bruciare l'elio (mediante il cosiddetto fenomeno di Helium-flash). Il nucleo di elio si trasformerà in carbonio e ossigeno. Questa fase durerà solo da duecento a trecento milioni di anni. Essa sarà seguita da una nuova contrazione del nucleo, anticamera della formazione di una nana bianca; mentre non è possibile (come accennato all'inizio dell'articolo) la formazione di una supernova – ossia un'esplosione stellare a tutti gli effetti, perché la massa del Sole non è grande abbastanza. «Dopo l’esaurimento dell'idrogeno, il Sole, nel centro, in condizioni radiative (trasporto di energia verso l’esterno, da zone calde a zone fredde, mediante il continuo assorbimento, emissione di fotoni da parte di atomi variamente ionizzati e diffusione dei fotoni da parte di elettroni liberi)», spiega Chiosi, «costruirà un piccolo nocciolo di quasi puro elio (con tracce di elementi pesanti) circondato da uno strato in cui brucia ancora idrogeno (H-shell) che si sposta verso l’esterno della stella facendo crescere la massa del sottostante nucleo di He. Nel frattempo il Sole si espanderà negli strati esterni crescendo in dimensioni, diminuendo la temperatura superficiale ed aumentando la luminosità (a causa delle maggiori dimensioni)». Finito di consumare l'elio nel centro, il nucleo di carbonio e ossigeno aumenterà la sua densità e temperatura (passando dai 100 milioni di gradi a circa 600 milioni di gradi) ma non sarà in grado di continuare nella sequenza dei “bruciamenti nucleari”. Il Sole diventerà a questo punto una Nana Bianca. Gli astronomi ritengono che la nana bianca che nascerà dal Sole avrà un diametro di circa 15mila chilometri e sarà circa cento volte più piccola delle dimensioni attuali dell'astro, ma con una temperatura superficiale dieci volte maggiore. La nana bianca brillerà per milioni di anni, ma poi il suo potere radiativo perderà forza, fino a generare una nana nera. Il riferimento è a un oggetto scuro, un ammasso di plasma condensato, vagante nello spazio, prevedibilmente, all'infinito. Per raggiungere questo stadio, però, sono necessari miliardi di anni. «La definizione di nana nera è ambigua», dice Chiosi. «Spesso per nana nera si intende una stella che è diventata così poco luminosa da non essere facilmente visibile. Il che è ovviamente soggettivo e mutabile nel tempo. La definizione corretta di nana nera invece si basa sulle condizioni fisiche che devono essere verificate affinché una stella possa arrivare all’innesco del bruciamento dell’idrogeno». In ogni caso l'universo e in particolare la Via Lattea continuerà a brillare, grazie alle tante altre stelle che, al contrario del nostro Sole giunto alla fine dei suoi giorni, inizieranno il loro cammino: «Nascono continuamente stelle, così come pianeti», conclude Barbieri, «e una delle zone più “prolifiche” è la Nebulosa di Orione, abbastanza vicina a noi (appena 1500 anni luce) da poterci rivelare molti dettagli. Ottime immagini di 'incubatrici' di stelle e pianeti sono state catturate di recente dall'Hubble Space Telescope». 

(Pubblicato sulla rivista Newton)