5/01/18

Gli uomini preferiscono le bionde? Gli alieni (forse) le bianche e le rosse, purché piccole piccole...

Cari amici lettori, nonostante il titolo sia abbastanza malizioso, potete stare tranquilli: non sto per continuare il discorso sul sesso tra stelle e affini! In fin dei conti questo è un blog (quasi sempre) serio!! Questa volta mi limiterò a riproporre articoli pubblicati in passato, tornatimi alla mente dopo i nostri recenti discorsi su dove, come e quando cercare i fratelli alieni (QUI e QUI), secondo i quali dovremmo concentrare le ricerche su pianeti orbitanti intorno a nane bianche e rosse (anche se gli alieni "rossi" qualche difficoltà in più dei "bianchi" dovrebbero affrontarla...)

 

I PIANETI DI POPOLAZIONE I

(26/2/2013)

Si sa bene che le stelle si dividono in due popolazioni, quelle più antiche (popolazione II) e quelle più giovani (popolazione I). Sicuramente deve essere esistita (o esiste…) anche la popolazione III, quella delle stelle primigenie. Forse anche i pianeti abitabili hanno tre popolazioni: facciamo qualche seria considerazione a riguardo.

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rappresentazione artistica di un ipotetico pianeta terrestre attorno a una nana bianca. (Fonte: David A. Aguilar - CfA)

Sappiamo bene cosa succederà alla Terra quando il Sole uscirà dalla sequenza principale. Sempre che sia ancora abitabile (possibilità molto dubbia, dato che prima di uscire il Sole avrà i primi acciacchi), lo rimarrà comunque per poco. La gigante rossa prima di innescare il bruciamento dell’elio sarà già arrivata a lambire il nostro pianeta e a sterilizzarlo completamente. Probabilmente, non molto tempo dopo, quando il Sole tenterà di bruciare inutilmente  il carbonio, la Terra sarà incenerita o inghiottita del tutto. Poi, solo una nebulosa planetaria e una nana bianca.

Una stella “pensionata di lusso”, però. Intorno a lei vi è ancora gas e polvere, la stessa materia, anche un po’ arricchita, che aveva permesso la vita circa dieci miliardi di anni prima. L’anziana stellina supermassiccia non è certo agonizzante e può vivere per miliardi e miliardi di anni, producendo ancora calore sufficiente per una “nuova” famigliola. Ovviamente, molto più unita e vicina.

Qualche pianeta che le si avvicina e che viene catturato gravitazionalmente? Teoricamente sarebbe possibile, ma altamente improbabile (come abbiamo spiegato QUI - figure 10, 11 e 12). Molto più probabile che se lo costruisca ex-novo: in fondo il disco c’è e il meccanismo ha bisogno di solo pochi milioni di anni, forse anche meno. Come possiamo chiamarli questi pianeti? Beh, io propendo per popolazione I. E chissà quanti ce ne sono già in giro. Qualcuno mi dirà: “Facciamo fatica a scoprire le nane bianche, figuriamoci i loro piccoli pianeti! Per non parlare poi delle loro atmosfere…”.

E invece, le cose sarebbero ben più facili. Basta un po’ di geometria: i pianeti di popolazione I DEVONO essere vicini alla nana bianca. Inoltre il loro diametro DEVE essere comparabile con quello della stella (una nana bianca è molto piccola). Insomma, le condizioni migliori per localizzare con grande precisione eventuali eclissi! La curva di luce sarebbe nettissima: un pianeta scuro che copre completamente una stella caldissima. Sarebbe, inoltre, anche un transito magnifico per lo studio dell’atmosfera del pianeta, come mostrato nella parte sinistra della Fig. 1. La percentuale di luce “filtrata” dall’ atmosfera del pianeta sarebbe massima e sarebbe il 100% durante il minimo, ossia l’eclisse “totale”.

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Figura 1. La figura mostra il “transito” di un pianeta di tipo terrestre davanti a una nana bianca (sinistra) e davanti a una nana rossa (destra). La parte utile di luce da analizzare per scoprire l’ossigeno è quella “filtrata” dall’atmosfera (in realtà, parte della luce viene assorbita e mette in evidenza la composizione atmosferica). Nel caso della nana bianca è il 100% di quella che giunge a noi. Nel caso di una nana rossa è solo una piccola percentuale, “annegata” nella luce stellare che ci colpisce (ancora peggio per le stelle di tipo solare).
 

Recenti simulazioni hanno dimostrato che basterebbero osservazioni di poche ore per ottenere  segnali chiari sulla composizione atmosferica, contro le centinaia necessarie per transiti davanti a stelle come il Sole, dove la percentuale di luce filtrata dall’atmosfera planetaria sarebbe veramente irrisoria. In altre parole, più una stella è luminosa e “larga” e più è difficile riconoscere gli effetti sulla sua luce degli elementi presenti nell’atmosfera di un piccolo pianeta che le passa davanti.

Insomma, stelle come il Sole hanno ben poca voglia di svelare i misteri dei suoi pianeti di popolazione II (come la Terra). Il transito della Terra sarebbe forse visibile dagli alieni vicini, ma anche loro avrebbero dubbi se quel piccolo pianeta ha una composizione atmosferica capace di sostenere la vita. Ovviamente, ipotizzando che tutti i pianeti di popolazione II abbiano una capacità tecnologica simile.

Sono già stati fatti esperimenti di laboratorio che dicono che l’ossigeno sarebbe facilmente individuabile durante i transiti, sempre che le osservazioni abbiano la giusta durata in relazione alla quantità percentuale di atmosfera che assorbe la luce stellare. L’ossigeno è fondamentale, in quanto se la vita biologica fosse sparita a causa della trasformazione della stella in gigante e poi in nana bianca, l’elemento farebbe in fretta a sparire anch’esso dall’atmosfera, per finire negli oceani o ossidare il suolo. Trovare, quindi, ossigeno nell’atmosfera vorrebbe dire che la vita è ancora -o nuovamente- in pieno vigore.

Concludendo, è estremamente più facile scoprire la vita nei pianeti di popolazione I, quelli nati da poco, attorno a calde e accoglienti nane bianche (per sopravvivere, basterebbe girarci intorno in circa dieci ore, a una distanza di circa un milione e mezzo di chilometri). Sì, d’accordo, vi sarebbero problemi di blocchi mareali e altre cosucce del genere. Comunque facilmente superabili… E poi se ci fosse ossigeno, vorrebbe dire che “qualcuno” ha risolto questi problemi… Non vi pare?

Calcoli statistici fanno pensare che vi sia almeno un pianeta “abitato” (da cosa non chiedetemelo) ogni 500 nane bianche. E di nane bianche ce ne sono tante vicino a noi… Tra pochi anni, quando entrerà in funzione il nuovo telescopio spaziale Webb, le nane bianche avranno certamente un occhio di riguardo nelle osservazioni.

Non dimentichiamo, però, i pianeti di popolazione III. Quali sono? Beh, quelli formatisi attorno a nane rosse, che probabilmente vivono da qualche miliardo di anni prima del Sole e hanno già fabbricato ottimi mondi abitabili. A parte problemini logistici dovuti al "caratterino ribelle" di questo tipo di stelle, oltre agli effetti mareali e alle dense atmosfere (come quelli che devono sopportare i sette pianeti scoperti intorno a Trappist-1: NEWS del 23/2/2017), che sicuramente la lunga vita ha già fatto risolvere, essi non hanno problemi legati alla stella: la sua vita è quasi eterna…

Trovare nane rosse non è poi così difficile e molti pianeti terrestri sono già stati individuati. Purtroppo le nane rosse sono nane, ma non come le sorelle bianche. Il loro diametro è sempre grande rispetto al pianeta che le transita davanti e  la luce che giunge a noi è sufficiente per dare problemi nell’analizzare la presenza di ossigeno nell’atmosfera planetaria (decine e decine di ore di osservazione). Tuttavia, gli abitanti di questi pianeti sarebbero nati molto tempo prima di noi (se le stelle sono quelle primigenie o quasi) e hanno sicuramente risolto i loro problemi esistenziali (anche quello di non vederci… questa volta sono serio!).

Io non ci sarò più, ma vorrei fare una scommessa. Il primo pianeta con condizioni abitabili sarà scoperto intorno a una nana bianca (io spererei che fosse in un ammasso globulare, sai che vista! Peccato che siano troppo distanti… ma chissà… le nane bianche si vedono anche lì…), mentre la prima razza tecnologicamente avanzata comparirà attorno a una nana rossa. Sì, avete ragione… io gioco “facile”, dato che ho passato mesi a contatto con Rosetta e lei mi ha spiegato tutti i misteri dell’Universo! Se volete conoscerli anche voi basta che leggiate la sua avventura!

 

 

Non solo riduzione di luminosità della stella per individuare esopianeti che le transitano davanti! QUI abbiamo esopianeti scoperti grazie alle variazioni di luminosità della stella dovute al moto intorno al baricentro del sistema stella-pianeta e altri grazie sempre a variazioni di luminosità della stella dovute, però, agli effetti mareali provocati dal pianeta. QUI, invece, la storia di Peter Van De Kamp, che negli anni ’60 aveva ipotizzato l’esistenza di molti “pianetoni”. Purtroppo la tecnologia del tempo non era ancora pronta a dargli la soddisfazione che meritava.

 

 

La vita dopo la fine del Sole

(20/4/2011)

Si conoscono ormai oltre 400 pianeti attorno a stelle che non siano il Sole (NEWS: Al 31/12/2017 gli esopianeti confermati sono 3.750 e l'elenco, che potete consultare QUI è in continuo aggiornamento). Nessuno di questi ha, però, dato chiari segni di poter essere abitabile. E se non avessimo ancora cercato nei posti migliori? A volte, come cantava Fabrizio De Andrè: “…dai diamanti non nasce niente, dal letame nascono i fior…”

L’idea avuta da Eric Agol dell’Università di Washington sembrerebbe, a prima vista, strana, ma in fondo non impossibile.

Si dice sempre che tra circa cinque miliardi di anni il Sole morirà esplodendo, dopo essere diventato una gigante rossa, e si trasformerà in una nana bianca. Sicuramente la Terra verrà investita dall’esplosione solare e la vita con lei. Poco ci importerà a quel punto del destino di ciò che resta del nostro vecchio Sole, quella stellina fredda e super densa circondata da una magnifica nebulosa planetaria (magari "scolpita", come QUESTA, dalla nostra stella quando sarà in fase tipo-Wolf-Rayet). Tuttavia, la storia della nana bianca non è solo una storia di “morte”, ma potrebbe essere qualcosa di ben diverso. Valutiamola con attenzione.

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L’esplosione di una stella simile al Sole provoca una bellissima nebulosa planetaria, mentre il nucleo centrale si comprime diventando una nana bianca, con dimensioni dell’ordine di quelle della Terra.

 

Essa possiede ancora il 60% della massa del Sole anche se le sue dimensioni sono simili a quelle della Terra. E’ molto fredda ed emette una piccola frazione dell’antica energia. Tuttavia, è ancora in grado di regalarla a qualcosa che le stia veramente vicino. Facendo un po’ di conti, si vede che ad una certa distanza, la temperatura di un ipotetico pianeta sarebbe sufficiente per mantenere acqua allo stato liquido (NEWS del 12/10/2013: Le osservazioni della nana bianca GD 61 dimostrano che quella stellina era in grado di formare pianeti di tipo terrestre e con una buona percentuale di acqua). Queste condizioni potrebbero durare anche a lungo.

Il nucleo della nana bianca avrebbe una temperatura di circa 5000 °C ed essa scenderebbe molto lentamente, come quella della brace preparata per un bella grigliata. Prima di spegnersi darebbe calore per almeno tre miliardi di anni: un periodo non trascurabile. Voi potreste dirmi: “Sì, tutto bello, ma i pianeti “abitabili” sono stati bruciati o disintegrati dall’esplosione e si trovano a distanze tali che non potrebbero certo sfruttare quel confortevole tepore”. Avreste ragione, ma che dire di quelli più lontani? Essi sarebbero sopravvissuti e potrebbero iniziare a migrare verso la stella, seguendo le regole della nuova dinamica del sistema planetario. Non solo. I frammenti di quelli investiti dall’esplosione potrebbero velocemente agglomerarsi in nuovi pianeti, come è successo sicuramente alla Luna e a molti satelliti di Saturno.

In entrambi i casi, un pianeta potrebbe portarsi molto vicino alla nana bianca fino a diventare “abitabile”. Diciamo che basterebbe una distanza tra gli 800 000 e i 3 milioni di chilometri, meno della distanza di Mercurio dal Sole. Le dimensioni apparenti della nuova “mamma” sarebbero superiori a quelle attuali del Sole e il suo colore più arancione. Il panorama, però, non sarebbe molto diverso da adesso.

Nascerebbe sicuramente qualche problema, come quello della sincronizzazione del periodo orbitale con quello di rotazione. In altre parole, il pianeta mostrerebbe sempre la stessa faccia alla nana bianca. Luce tutto il giorno in un emisfero e buio nell’altro. Brutta situazione per viverci, ma non così drammatica lungo il “terminatore”, ossia la fascia tra luce e oscurità.

In conclusione, perché non provare a cercare pianeti “abitabili” attorno alle Nane Bianche? Il grande vantaggio sarebbe che un telescopio da un metro sarebbe sufficiente a rivelare un pianeta in transito davanti (e dietro) alla stella. Data la vicinanza e la fioca luce della nana bianca, le eclissi mutue sarebbero quasi assicurate e le variazioni di magnitudine ben osservabili.

Agol ha proposto un’intensa campagna osservativa sulle 20 000 Nane Bianche più vicine, utilizzando telescopi dell’ordine del metro. Basterebbero 32 ore di osservazione continua di ogni singola stella, dato che un pianeta abitabile deve avere sicuramente un transito in tale periodo.

Trovare una nuova “Terra” attorno a una nana bianca sarebbe importantissimo per la ricerca della vita nel Cosmo, ma potrebbe essere anche molto utile per la futura razza umana se fosse costretta a lasciare un giorno il nostro pianeta. La nana bianca più vicina a noi è Sirio B, a solo 8,5 anni luce. Essa era in origine cinque volte più massiccia del Sole, mentre oggi ha la massa della nostra stella con dimensioni poco più grandi di quelle della Terra. Che ne direste di usare un suo possibile pianeta come scialuppa di salvataggio… un giorno?

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La freccia indica Sirio B, la nana bianca più vicina a noi.

 

A proposito di nane, QUI parliamo di una rossa e una bruna a spasso nella nube di Oort e QUI di una bianca e di una che è diventata bruna per amore!

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