Una stella come le altre?

Pensateci: l’idea che il Sole sia essenzialmente la stessa cosa di una stella qualunque non ha nessun senso. Voglio dire, basta guardarli: non potrebbero essere più diversi!

Seriamente. Vi sembrano la stessa cosa? credit: CC-BY-ND Jessie Hodge via flickr

Seriamente. Vi sembrano la stessa cosa del Sole? credit: CC-BY-ND Jessie Hodge via flickr

Come cavolo abbiamo fatto a convincerci di una cosa così stravagante?

Beh, è stato un lungo viaggio, partito da una serie di supposizioni più o meno strampalate di “scienziati” dell’antichità. Qualcuno ci ha pure relativamente azzeccato, ma altri parlavano di pietre incendiate appiccicate in cielo.

Il primo passo davvero scientifico l’abbiamo fatto nel 1838, imparando quanto incredibilmente lontane siano le stelle. Quell’anno, l’astronomo (tra le varie occupazioni) tedesco Friedrich Bessel fu il primo a misurare la distanza di una stella, ora nota come 61 Cygni. Il risultato? Era migliaia di volte più lontane del Sole. Centinaia di migliaia di volte.

Se sono così lontane, si pensò, potrebbero essere anche altrettanto grandi, se non di più ( spoiler: alcune sono molto più grandi). Ok, ma sono la stessa cosa?

Pochi anni dopo abbiamo imparato a leggere la composizione chimica di una stella dalla sua luce. Gli elementi al suo interno, infatti, assorbono la luce in modi caratteristici. Guardando la luce attraverso un prisma, vediamo le sottili strisce scure che si lasciano dietro, da cui possiamo ricostruire di cos’è fatta la stella.

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La luce solare, scomposta nei suoi colori, con le bande nere (o “linee di Fraunhofer”) causate dagli elementi al suo interno. Via wikimedia.

Il prossimo passo fu capire come calcolare la temperatura di una stella dal colore della sua luce (più esattamente, dalle lunghezze d’onda). Tutto ciò che ha una temperatura—cioè tutto—riluce in un modo particolare a seconda di quanto è caldo. Serve la meccanica quantistica per capire come e perché, ma funziona: lo usiamo per i termometri a infrarossi.

Alla fine il Sole si è rivelato essere suppergiù nella media sia per temperatura che per dimensione e composizione. Comunque, rimaneva una stella speciale: era l’unica ad avere pianeti. Anche questo è cambiato. C’è voluto un po’, ma ora troviamo esopianeti (pianeti che orbitano altre stelle) a migliaia.

Il Sole è una semplice stella, quindi. Abbiamo ragionato sull’universo l’abbiamo guardato, e con così poco abbiamo capito questa cosa così violentemente controintuitiva. Non conosciamo nessuna stella che ospiti qualcosa con abilità del genere. E questo credo sia piuttosto speciale.

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Foto copertina: CC0 Mayur Gala, via unsplash.com

Per saperne di più
  • Bessel è stato il primo a misurare la distanza da una stella per un motivo: era davvero difficile. Su wikipedia trovate una spiegazione del metodo ingegnoso che ha usato.
  • La meccanica quantistica non spiega proprio come il bagliore delle cose: in realtà è nata cercando di risolvere quel problema. Questo video di PhysicsGirl spiega come

Basi lunari!

Marte è, senza dubbio, il prossimo grande obiettivo dell’esplorazione spaziale. Però è davvero lontanissimo, per arrivarci e riuscire a tornare serviranno delle basi là. Questo potrebbe essere un problema: siamo sicuri di saperle costruire? Ed è davvero una buona idea iniziare a farlo su Marte? Perché non piantare le tende sulla Luna prima?

Come mi ha detto Emily Lakdawalla della Planetary Society:

La Luna è il primo obiettivo naturale dell’esplorazione esplorazione oltre la Terra. Presenta molte delle sfide di operare nello spazio profondo, ma non tutte. Sarebbe saggio che nazioni che vogliono iniziare ad avventurarsi oltre la Terra inizino con missioni per la Luna.

Anche se non se ne sente parlare spesso, in realtà più o meno tutti ci stanno lavorando. C’è anche un grosso progetto condiviso tra la NASA, l’agenzia europea ESA e la russa Roscosmos per una base che sostituirebbe progressivamente la Stazione Spaziale Internazionale (ISS).

Costruire una base sulla Luna, per certi versi, è anche più facile che costruire una stazione orbitante. Anzitutto, una base starebbe su una superficie invece che fluttuare in orbita; poi si potrebbe costruirla e rifornirla usando alcuni materiali raccolti sul posto, soprattutto acqua. Poi si possono usare tutta l’esperienza e tutte le tecnologie già sviluppate per la ISS.

Un’interpretazione artistica di come potrebbe essere una base sulla Luna. Credit: NASA

Alcune idee sono… diciamo futuristiche, tipo stampare la base in 3D direttamente là usando robot prima ancora che arrivino gli astronauti. Altre, invece, le stiamo già mettendo in pratica: l’azienda Orbital ATK ha presentato un progetto congiunto con la NASA per una base orbitante per il supporto alle operazioni sulla superficie; sulla ISS hanno provato (con qualche problema iniziale, poi risolto) BEAM, una capsula simile ad una tenda gonfiabile.

A proposito di gonfiabili: sicuri che Marte sia il posto migliore da colonizzare? Sembrerà incredibile, ma Venere potrebbe essere un candidato migliore (anche se meno probabile). Ok, la superficie di Venere è micidiale, ma l’atmosfera è relativamente ospitale, con temperature e pressioni simili a quelle della Terra. Un progetto NASA propone di abitare su dei dirigibili: dei palloni pieni di aria terrestre galleggerebbero nella pesante atmosfera di Venere come palloncini, e starebbero proprio nella zona più ospitale dell’atmosfera.

Insomma, potremmo avere, prima dei campi di patate di Mark Watney, la Città delle Nuvole di Lando Calrissian?

 

Foto copertina: CC0 Wikilmages, via pixabay.com

Gli alieni sono più probabili di quello che pensavamo

La Terra è l’unico posto che siamo sicuri abbia ospitato vita intelligente. L’unico in tutto l’universo in cui sia mai successo. Siamo sicuri che sia davvero l’unico? Frank Drake provò a rispondere negli anni 60 con una semplice equazione: un’pprossimazione molto… approssimativa ma mostrava che, molto proabilmente, non siamo soli.

Secondo Adam Frank dell’Università di Rochester (USA): “La questione è sempre stata afflitta dalle grandi incertezze nell’equazione di Drake: quante stelle abbiano pianeti abitabili, quanto spesso la vita si evolva in esseri intelligenti, e quanto a lungo durino queste civiltà.” In uno studio pubblicato su Astrobiology, Frank e il suo collega Woodruff Sullivan hanno dimostrato che alcune di queste incertezze si possono raffinare, altre addirittura aggirare.

I termini dell’Equazione di Drake nella forma originale e come vengono raggruppati nello studio di Frank e Sullivan (cliccando si ingrandisce). Credit: University of Rochester

Grazie al telescopio Kepler, ad esempio, sappiamo quante le stelle abbiano pianeti abitabili, ma ancora non sappiamo quanto a lungo sopravvivano ipotetiche civiltà aliene. Frank e Sullivan hanno aggirato il problema chiedendosi “quanto dovrebbe essere improbabile lo sviluppo di civiltà avanzate perché l’umanità sia davvero l’unica ad essere mai emersa?”

Secondo i loro calcoli, perché l’umanità sia unica nella storia serve che la probabilità di evolvere una civiltà sia meno di uno su 10mila miliardi di miliardi. In pratica è centomila volte più difficile essere soli che fare 6 al Superenalotto. Due volte di fila. C’è anche un comodo calcolatore per sapere quanto probabile è essere soli in una fetta di universo.

“Per la prima volta abbiamo una risposta empirica, ed è sbalorditivo quanto sia probabile che non siamo l’unica civiltà ad essersi sviluppata”, dice Frank.

Non sapendo quanto a lungo siano vissute altre civiltà, però, non sappiamo se sono ancora lì, e anche se lo fossero, potremmo essere troppo lontani per essere contattati.

 

Foto copertina: CC0 augustfinster, via pixabay.com

5 cose da tener d’occhio nel 2016

Il 2015 è stato un altro bellissimo anno di fisica. Anche il 2016 promette di regalarci novità esaltanti. Dai principi fondamentali della fisica all’origine dell’universo, passando per nuovi sviluppi di recenti temi caldi, ecco alcune cose che secondo me varrà la pena di seguire. In ordine sparso, in un altro post vacanziero (quindi un po’ più lungo).

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Che aria tira fuori dal Sistema Solare?

Il venti possono rendere abitabili pianeti altrimenti ostili. Dopo molti studi teorici, ora abbiamo la prima vera mappa dell’atmosfera di un pianeta fuori dal sistema solare. Su cui c’è vento. Molto.

HD189733b è poco più grande di Giove, molto caldo, e in circa due giorni orbita intorno alla sua stella.

“La stella è più luminosa al centro che ai bordi”, spiega Tom Louden, astronomo dell’Università di Warwick. “Perciò quando il pianeta le passa davanti, cambia la quantità di luce bloccata da parti diverse dell’atmosfera”.

Come il rumore di un’auto che passa, anche la luce filtrata da HD189733b cambia a seconda che l’aria si stia avvicinando o allontanando da noi. I ricercatori hanno sfruttato questo effetto per mappare i venti, trovando raffiche a oltre 2km al secondo.

Sebbene HD189733b non sia abitabile, spiega un altro autore della ricerca, il metodo si può applicare ad altri pianeti e “permetterà di immaginare il clima su pianeti simili alla Terra”.

Foto: Weather Vane One, CC-BY-SA Ketzirah Lesser & Art Drauglis, via Flickr. Some rights reserved.