Il jazz e l’atmosfera degli esopianeti

L’atmosfera di un pianeta è la chiave per renderlo abitabile, perciò dovremo studiarle bene per scoprire se i pianeti che scopriamo sono abitabili. Gli esopianeti sono troppo lontani per mandarci delle sonde, come facciamo con Marte o le lune di Giove, ma comunque gli scienziati possono studiarle da qua, guardando a come bloccano la luce.

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Cos’è un pianeta abitabile

Giusto pochi giorni fa, la NASA ha annunciato la scoperta di ben sette pianeti rocciosi di dimensioni simili a quelle della Terra in orbita attorno alla piccola stella TRAPPIST1, tre dei quali sembrano essere nella “zona abitabile”. Insomma, abbiamo trovato la casa degli alieni?

 

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La notte delle stelle cadenti

CC-BY-NC-ND David Kingham, via Flickr

Agosto, con le sue serate miti, è un ottimo momento per uscire a guardare le stelle. E quando meglio delle sere intorno al 10, la famosa notte delle stelle cadenti?

L’universo ci regala questo spettacolo grandioso perché, tra luglio e agosto, la Terra attraversa la scia di detriti lasciati dalla cometa Swift-Tuttle. La cometa è ormai ben lontana ma, quando era passata di qua (relativamente vicino al Sole), si era scaldata, eruttando vapore, polvere e sassolini ovunque. Questa roba è rimasta come una scia dietro la cometa e, quando la Terra l’attraversa, i granelli le cadono letteralmente addosso. Mentre attraversano l’atmosfera, diventano incandescenti, lasciando tracce luminose: le stelle cadenti.

Ho sempre pensato fosse l’attrito con l’aria a generare il calore, ma ho recentemente imparato che non è così. Appena entrano nell’atmosfera, infatti, schiacciano una contro l’altra le molecole che incontrano. Per una famosa legge fisica, l’aria si scalda quando compressa, e granelli microscopici che arrivano a velocità pazzesche (migliaia di kilometri l’ora!), la comprimono tantissimo. L’aria, diventata rovente, scalda a sua volta la polvere fino a farla diventare incandescente.

La Terra attraversa i detriti della cometa Swift-Tuttle mentre orbita il Sole. La direzione del movimento e la prospettiva fanno sembrare che le stelle cadenti arrivino da un punto. CC-BY-SA Aanderson@amherst.edu/wikimedia

La Terra, in tutto questo, si sta muovendo lungo la sua orbita, perciò investe i detriti della cometa tutti nella stessa direzione. Di conseguenza, le stelle cadenti sembrano arrivare da un punto nel cielo (detto radiante), come la pioggia che sembra arrivare da un punto davanti a noi mentre guidiamo. Siccome per le stelle cadenti di agosto, questo punto è nella costellazione di Perseo, sono chiamate perseidi.

Ma non sono le uniche. La Terra attraversa altre comete durante l’anno, e vari detriti spaziali la colpiscono di continuo. In totale, secondo una stima, le stelle cadenti “ingrassano” la Terra di 15mila tonnellate l’anno.

Anche se è moltissimo materiale, la maggior parte sono granelli di polvere che si dissolvono nell’atmosfera, quindi non c’è da preoccuparsi. Quelli un po’ più grandi possono arrivare spettacolarmente a Terra (ricordate Chelyabinsk?). Cose ancora più grandi sono effettivamente pericolose. Ma sono rare, molti scienziati—particolarmente quelli della fondazione B612 (dal nome molto puccioso)—stanno lavorando ad una soluzione.

Quindi le stelle cadenti non sono veramente stelle. Però quando abbiamo dato loro il nome, chiamavamo stella più o meno qualunque lumicino in cielo, e queste almeno cadono davvero verso la Terra. Visto quanto ci sbagliavamo su altre cose, questa possiamo prenderla per buona.

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Foto copertina: CC0 DIE_UFOS/pixabay.com

Fulmini e saette!

Lo sapevate? I fulmini non vengono dalla collera degli dei!

Scherzi a parte, la faccenda è tutt’altro che semplice e non c’è ancora molto che non abbiamo capito. Quindi è comprensibile che in antichità abbiamo usato qualche spiegazione fantasiosa..

Di sicuro sappiamo che i fulmini sono una scarica elettrostatica, come la scossa che prendiamo toccando la portiera dell’auto quando scendiamo. In pratica, sfregando sui sedili raccogliamo elettroni, che vorrebbero scaricarsi a terra, ma non riescono perché l’aria (che è un ottimo isolante) gli sta tra i piedi.

Se siamo abbastanza vicini alla portiera, la tensione tra il dito—dove si stanno accumulando elettroni—e il metallo diventa così tanta che strappa letteralmente degli elettroni dagli atomi di aria (un processo pomposamente chiamato ionizzazione). Questi elettroni liberi di andarsene in giro nell’aria ionizzata la rendono un plasma (sì, lo stesso dei televisori), che non è affatto isolante.

Piccole porzioni di aria ionizzata, poi, ionizzano a loro volta altre lì vicino, in un effetto domino che sviluppa rapidamente uno stretto canale verso la portiera.

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Un canale di aria ionizzata si allunga dalla nuvola a terra, fino ad incontrare quello che arriva dall’edificio. CC BY-SA 3.0 Anynobody via Commons

Da lì, intanto, parte lentamente un altro canale, attirato da tutta la carica del nostro dito.

Ad un certo punto, i due si incontrano, come i due lati di un tunnel in costruzione. Così parte la scossa vera e propria: gli elettroni che avevamo accumulato hanno finalmente un passaggio verso terra e ci si buttano dentro.

Un fulmine funziona allo stesso modo, solo che deve attraversare chilometri d’aria, non pochi millimetri. Quindi tra la nuvola e il terreno si sviluppa un sacco di tensione e la corrente all’interno del fulmine è così devastante che il canale al plasma diventa incandescente e si illumina.

Primulas and graupel

Il graupel è una specie di sottile grandine, CC-BY Peter Stevens, via Flickr.

E qui arrivano i problemi, perché non sappiamo da dove arrivi tutta quella tensione. Una spiegazione ha a che fare con tipo di ghiaccio—detto neve tonda o graupel, una via di mezzo fra neve e grandine—e la sua fichissima capacità di caricarsi elettricamente quando si raffredda.

Semplificando un po’, questo materiale si scontra con cristalli di ghiaccio all’interno delle nuvole, si raffredda e si carica. Poi, essendo relativamente pesante, si accumula sul fondo della nuvola, generando una tensione con il suolo. Solo che non sappiamo se basti a far scoccare un fulmine.

Insomma, anche piccole palline di ghiaccio possono avere conseguenze enormi. E rendere un pochino epico anche quel fastidiosissimo momento quando scendiamo dall’auto.

 

Foto copertina: Thor, CC-BY-NC sharkhats, via Flickr. Some rights reserved.

E se l’acqua non fosse arrivata?

Scienziati dell’Università di Glasgow pensano che l’acqua possa non essere mai arrivata qui. Piuttosto, la Terra si sarebbe tenuta quella che ha sempre avuto.

“Per capire da dove viene l’acqua in un corpo celeste, guardiamo ai diversi tipi di idrogeno che contiene.”, dice Lydia Hallis, che guida il progetto. Finora, ad esempio si erano confrontati l’acqua degli oceani con quella di comete ed asteroidi, che sembravano simili.

Analizzando microscopiche tracce d’acqua all’interno di rocce prodotte in un’eruzione vulcanica, però, i ricercatori hanno visto che l’acqua nel profondo della Terra è diversa sia da quella in superficie che da quella delle comete. “La composizione dell’acqua nel Sistema Solare primordiale è molto simile a quella che troviamo in queste rocce ora—aggiunge Hallis—perciò l’idrogeno in superficie è stato modificato”, probabilmente dall’atmosfera.

Se davvero i pianeti potessero nascere con l’acqua sopra, mondi simili al nostro potrebbero non essere così rari.

Foto: Przemysław Sakrajda/unsplash.com

 

 

Il paese che rompe i televisori

C’è un paese ricco di bellezza: foreste, deserto, sterminati laghi salati, montagne altissime. Un paese dove guidare può diventare molto pericoloso. Un paese dove il vostro nuovo televisore al plasma durerà poco. ¡Bienvenidos a Bolivia!

Lo schermo al plasma è fatto di tante piccole lampade simili a quelle al neon. Funzionano facendo passare una corrente elettrica attraverso un contenitore di gas (sorprendente esempio: il neon), la corrente eccita gli elettroni del gas, che emettono raggi UV. Il rivestimento del contenitore è fluorescente, cioè trasforma raggi UV in luce visibile.

Nelle lampade al neon è luce bianca, in ogni pixel dello schermo è verde, rossa o blu, per formare tutte le immagini della nostra serie preferita.

Visto che ci piacciono schermi ad alta definizione molto piatti, le “lampade” al loro interno sono barattolini di gas sottili e delicatissimi.

Per questo, se la pressione esterna diventa troppo bassa, il gas si espande e deforma il barattolino, rendendo più faticoso il passaggio della corrente. Quindi il televisore deve lavorare di più, affaticando soprattutto il sistema di raffreddamento.Il risultato è un sacco di rumore e TV che invecchiano in fretta.

Normalmente non è un problema: la pressione atmosferica è più o meno sempre quella… al livello del mare.

Col crescere dell’altitudine, però, la pressione cala. Ecco cosa c’entra la Bolivia: molte delle sue principali città sono così in alto che creano problemi agli schermi al plasma.

 

Foto: Jungle and Mountains – Coroico, Bolivia, CC-BY-NC-ND Geee Kay, via Flickr. Some rights reserved

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.