Mar 31

La scala dell'Universo: dalla farfalla alla nova **

Le leggi dell'Universo funzionano molto bene e perché allora non utilizzarle a qualsiasi scala?

Spesso si parla di scala dell'Universo e si conclude che essa è ben diversa dalla nostra sia per tempi che per dimensioni. Ci si dimentica, però, che anche un insetto fa parte dell'Universo e che quindi è molto facile ritrovare lo stesso tipo di evoluzione sia nel "molto piccolo" che nel "molto grande". Abbiamo già evidenziato qualcosa di simile parlando della spirale, una forma che ritroviamo sia nel DNA, che nella flora e nella fauna, ma anche nei dischi di accrescimento e nelle immense galassie.

Prendiamo ad esempio una farfalla e analizziamo le sue fasi evolutive. Prima di tutto abbiamo l'uovo, poi da questo fuoriesce un bellissimo bruco, segue la fase di pupa dove l'insetto è racchiuso all'interno dell'involucro della crisalide e, infine, una splendida farfalla spicca il volo con i suoi splendidi colori. Tutte fasi della vita di un solo animale, ma a un occhio disattento potrebbero apparire come quattro esseri diversi, del tutto scollegati tra loro. Il tempo per passare attraverso queste quattro fasi, però, è molto breve per l'essere umano che ha buone possibilità di capire, sempre che ne abbia voglia, la miracolosa trasformazione e ammirarla in tutta la sua complessità.

Tuttavia, se i tempi tra una fase e l'altra diventano molto più lunghi, al di fuori della portata di quelli umani, il legame diventa ben più difficile da cogliere e non c'è da stupirsi che certe convinzioni errate perdurino a lungo.

Andiamo a leggere, allora, le caratteristiche di questi quattro tipi di stella e/o di fenomeno ad essa collegati (più esattamente di un sistema binario di stelle):

tipo nova (nova-like): cambiamenti di luminosità di piccola scala o cadute occasionali di luminosità

nana nova (dwarf nova): presenza di instabilità nel disco

nana bianca (white dwarf): stato finale di una stella di tipo solare che ha espulso i suoi strati superficiali. Può vivere in compagnia di una stella più giovane ancora in fase di gigante rossa

nova: nana bianca che dà luogo a un'enorme esplosione nucleare a causa dell'accumulo di idrogeno sulla superficie, proveniente da una compagna.

Anche se in qualche modo queste stelle e le loro caratteristiche sono sempre legate al fatto di avere una compagna e di essere nane bianche, i quattro fenomeni venivano solitamente considerati variazioni sul tema e quindi classificati in gruppi separati delle variabili cataclismiche (tranne il caso della nova in fase quiescente).

Fonte: NASA/JPL-Caltech
Fonte: NASA/JPL-Caltech

Sono 35 anni che parecchi studiosi hanno  proposto una visione unitaria dell'intera evoluzione di una nana bianca accompagnata, ma solo oggi accurate simulazioni al computer, confrontate con i quattro stati precedenti, hanno confermato che sono tutte e quattro fasi di evoluzione di uno stesso... animale.

Partiamo dall'esplosione di una nova. Dopo di questa abbiamo la fase di tipo-nova, poi si giunge alla fase di nana nova. Segue una fase di riposo in cui le due stelle sembrano staccarsi una dall'altra e vivere senza contatti reciproci. Poi, un po' alla volta, si ritorna alla fase di nana nova, di tipo nova, fino alla nuova esplosione di una classica nova.

Questa è già di per sé una scoperta importante, anche se attesa. Una conferma che si è potuta avere solo oggi attraverso la potenza raggiunta dai computer. Tuttavia, si è trovato anche qualcosa di più sottile e forse ancora più importante. Nei sistemi appena nati una nova riesce a dare luogo a una tipo-nova che torna velocemente a causare una nova. Con l'avanzare dell'età si riesce ad arrivare fino alla fase di nana nova e, nelle più anziane, il sistema passa anche un lungo periodo con le due stelle separate, quasi dicessero: "Noi? non ci conosciamo nemmeno!".

Guardiamo, però, i tempi per ognuna di queste possibilità. L'evoluzione più rapida nova - tipo nova - nova avviene soltanto nel primo 5% della vita di un sistema binario di questo tipo. L'evoluzione nova - tipo nova - nana nova - tipo nova - nova per circa  il 10% della vita. Il restante 90% della loro vita seguono l'evoluzione completa spendendo il maggior tempo come sistema staccato.

Questo fatto implica, però, che tra due fasi di nova della gioventù passino solo qualche migliaio di anni, mentre per i sistemi adulti ne passino anche milioni. Statisticamente, questo vuol dire che le nove ricorrenti che si osservano oggi sono quasi tutte relative a sistemi giovani, sempre pronti a esplodere in modo ben visibile. Tuttavia, la maggior parte dei sistemi capaci di dar luogo a nove ricorrenti sono in fase di riposo e non vengono osservati.

In altre parole, stiamo osservando solo la punta dell'iceberg: chissà quante stelle ci sembrano tranquille e separate e invece stanno solo aspettando il momento giusto per passare all'azione. Non resta che andare a cercare stelle deboli e staccate, in cui vi sia una nana bianca e una stella normale e cercare di evidenziare la loro falsa condizione di tranquillità.

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2 commenti

  1. Mario Fiori

    Quello che mi chiedo caro Enzo . ma forse sono troppo filosofico, è questa ricorrenza dei cicli nella natura e nell'universo tutto che mi colpisce sempre di più. Quale disegno dobbiamo analizzare a fondo con la Scienza aiutata dalla tecnica, con il pensiero aiutato appunto dalla filosofia?

  2. non so Mariolino. Forse è solo che la Natura ha imparato con l'esperienza ha seguire le regole più semplici per sopravvivere e per evolvere. Regole che sono comuni a tutto ciò che è Natura... Insomma, ha imparato da se stessa attraverso tentativi, errori, ripensamenti, ecc., ecc. Non c'è bisogno di una regola scritta fin dall'inizio, ma di tanta esperienza valutata, compresa e seguita con umiltà. Siamo noi che non riusciamo ancora a comprendere come si possano sfruttare  le situazioni con mente libera e aperta e non cercando di cambiare, forzare e manipolare.

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