UNl’astronomia e la cosmologia possono essere scollegate dalla realtà quotidiana. Ma cosa succederebbe se potessimo fare un tour su un’astronave del 23° secolo della Via Lattea e sperimentare lo spazio come un turista terrestre che visita destinazioni esotiche? Cosa vedremmo dalla nostra finestra?
Sebbene ai fisici piaccia speculare sui motori a curvatura o sull’uso dei wormhole per saltare da un luogo all’altro, attualmente non esiste modo di viaggiare più veloci della luce. Quindi presupponiamo una capacità artistica per farlo, ma oltre a ciò, tutto ciò che incontriamo nel nostro viaggio si basa sulle migliori teorie attuali.
Passaggio di altre sonde
Quando lasceremo il sistema solare ed entreremo nello spazio interstellare, ci fermeremo prima accanto ad esso. Pioniere 11:00, una delle prime sonde a lasciare il nostro quartiere planetario. Non c’è il segno “Stai lasciando il sistema solare”, ma il confine è il confine del fenomeno solare. Il Sole spruzza particelle energetiche che spazzano via il gas e la polvere che si trovano tra le stelle. Ciò non si verifica più a circa 90 volte la distanza della Terra dal sole.
Diverse sonde hanno lasciato il sistema solare. Le attrazioni per i visitatori sono simili. una grande parabola radiofonica montata su una serie di scatole di metallo. Ma l’aspetto più interessante di loro sono i loro tentativi di comunicare con gli spazzini alieni di passaggio. Potremmo guardare i dischi d’oro Su Voyager 1 e 2, lanciati nel 1977 per studiare i pianeti esterni. Oppure potremmo aprire la versione interstellare di una capsula del tempo interstellare nella missione New Horizons del 2006 su Plutone e oltre… Ma siamo arrivati insieme al Pioneer 11, che insieme al suo gemello, Pioneer 10, trasporta un misterioso piatto d’oro. .
Le parti dell’immagine sono chiare. mostra due persone nude con una sonda della stessa scala e una mappa del sistema solare. Ma cosa se ne fa di una delle tre piccole linee verticali sulla linea orizzontale a destra della figura femminile? Oppure l’effetto stella che riempie metà del piatto.
Il concetto alla base di questo è trasmettere messaggi attraverso il simbolismo scientifico che sperava che gli alieni potessero capire. Un insieme di linee (che rappresentano il sistema binario) fornisce l’altezza della donna attraverso le informazioni provenienti da una coppia di regioni collegate sopra la placca (che rappresentano il processo che hanno subito gli atomi di idrogeno).
E per quanto riguarda l’esplosione di stelle, indica la posizione della Terra. Ogni linea rappresenta la distanza e la direzione di una serie di pulsar, stelle collassate che emettono esplosioni regolari di energia elettromagnetica. Una linea temporale mostrata in numeri binari su ciascuna riga mostra la frequenza della pulsar in base al tempo implicito nel diagramma dell’idrogeno. Alcuni temono che questa mappa possa aprire la strada a un’invasione aliena. Fortunatamente, alcuni dati della pulsar sono leggermente errati. Anche se fosse accurato, questo è pur sempre un messaggio in una bottiglia su scala galattica, ed è improbabile che verremo trovati.
Asilo stellato
Lasciandoci alle spalle Pioneer, viaggiamo verso la Nebulosa di Orione. Questa fa parte del paese La costellazione familiare di Orione, il cacciatore. Dobbiamo però ricordare che l’apparente connessione tra le stelle della costellazione è illusoria; non sono realmente correlati. Ad esempio, Alnilam, la stella centrale della cintura di Orione, si trova a circa 1.342 anni luce dalla Terra, mentre Bellatrix, in alto a destra delle stelle principali di Orione, è a soli 245 anni luce di distanza. Un anno luce è la distanza percorsa dalla luce in un anno, circa 5,9 trilioni di miglia (9,5 trilioni di km).
Dalla Terra, la nebulosa appare come una piccola macchia nebbiosa sulla spada di Orione, a circa 1.500 anni luce di distanza. È qui che nascono le nuove stelle dalla polvere e dal gas, ed è il vivaio più vicino a noi conosciuto. Ha un diametro di circa 20 anni luce e contiene circa 1.000 nuove stelle. È processo lento, poiché le particelle che compongono la nuvola, per lo più atomi di idrogeno, vengono lentamente attirate insieme. Quando vengono premuti più vicini, gli atomi si riscaldano e, con sufficiente materiale presente, la pressione e il calore diventano così grandi che inizia la fusione nucleare.
Una giovane stella inizia a convertire l’idrogeno in elio come fa l’energia. Le stelle devono essere enormi perché ciò accada. Il nostro sole, una stella media, contiene il 99,8% del materiale del Sistema Solare e fonde circa 600 tonnellate di idrogeno al secondo.
Altri mondi
La nostra prossima tappa è il disco protoplanetario, un disco vorticoso di gas denso che circonda una giovane stella. In generale, la materia nello spazio si muove. Poiché le nubi di gas e polvere che formano le stelle non sono distribuite uniformemente, il materiale inizia a ruotare mentre la gravità lo attira verso l’interno. Proprio come i pattinatori ruotano più velocemente mentre allungano gli arti a causa della conservazione del momento angolare (la grinta che fa girare qualcosa), così la rotazione di una stella accelera man mano che la materia si accumula.
La stella centrale ha una forza di attrazione gravitazionale sufficiente a rimanere sferica, ma il materiale più lontano dal centro si appiattisce in un disco rotante, proprio come gira una pallina di pasta per pizza. In entrambi i casi si verifica un’attrazione verso il centro, ma non a 90 gradi rispetto al senso di rotazione, provocando l’appiattimento. Il materiale nel disco alla fine si coalizza a causa della gravità per formare pianeti.
Durante il nostro tour ora possiamo visitare un pianeta extrasolare. più di 5.000 di questi sono stati identificati entro il 2020. Trappist-1e è uno dei siti più probabili per le scoperte sulla vita dell’inizio del 21° secolo. È roccioso e di dimensioni simili alla Terra. Sebbene incerto negli anni 2020, sembra avere acqua liquida e un’atmosfera simile alla Terra. È vero che il suo rapporto con la stella non è come quello della Terra; completa la sua orbita in sei giorni, essendo circa 15 volte più vicino alla sua stella di quanto Mercurio lo sia al sole. Tuttavia, si tratta di una stella a bassissima energia, il che rende Trappist-1e un potenziale luogo di vita.
Gernova
L’area intorno alla nostra prossima fermata non sarà sicuramente abitabile a lungo: Betelgeuse, la stella rossa brillante in alto a sinistra di Orione. Negli anni 2020, si sapeva che questa supergigante rossa sarebbe diventata una supernova entro i successivi 100.000 anni. Noi siamo fortunati. la nostra astronave immaginaria è arrivata proprio mentre Betelgeuse subisce questo cambiamento catastrofico.
Una supernova è una potente esplosione stellare. Dalla Terra, ciò significa che alcune stelle precedentemente invisibili stanno brillando di luminosità, da qui il termine “nova” dal latino per “nuovo”. Betelgeuse è sempre stata visibile, ma sta per diventare molto più luminosa. Il suo punto di fusione si sta esaurendo. Man mano che si formano elementi più pesanti, arriva un punto in cui la fusione richiede più energia di quella che la stella può fornire, e si spegne. In questo modo non si possono formare atomi più pesanti del ferro.
Ormai l’energia della reazione nucleare ha ammorbidito la stella. Ora il suo interno sta collassando per formare una stella di neutroni così densa che un cucchiaino ha una massa di circa 100 mt. Quando il nucleo collassa, rimbalza indietro, facendo esplodere gli strati esterni della stella, fornendo energia sufficiente per formare elementi più pesanti. Nel corso dei secoli, quegli strati esterni formeranno un diverso tipo di nebulosa, un residuo luminoso come la Nebulosa del Granchio.
via Lattea
La nostra ultima fermata prima di tornare a casa ci dà la possibilità di vedere la nostra galassia, la Via Lattea. Questo è parzialmente visibile dalla Terra, ma difficile da vedere nelle aree edificate a causa dell’inquinamento luminoso. Nel cielo scuro appare come un nebbioso arco di luce. Ciò che vediamo dalla casa è la vista dall’interno. Ma qui, dall’esterno, lo vediamo in tutto il suo splendore.
Fino agli anni 2020, non avevamo mai visto la Via Lattea dall’esterno, ma si sapeva che era un’enorme spirale, larga circa 100.000 anni luce, con uno strato centrale densamente fitto di stelle. Sebbene sia solo una dei circa 200 miliardi di galassie nell’universo osservabile, la Via Lattea ospita circa 100 miliardi di stelle.
Anche se da qui non possiamo vedere nulla di così piccolo come il sole, possiamo posizionarlo approssimativamente sul bordo di uno dei bracci esterni della spirale.
Tornare a casa
Con l’ultimo salto torniamo sulla Terra. È piccolo in termini di galassia, per non parlare dell’universo. Tuttavia, questo è un posto speciale. Rari sono i pianeti come il nostro con così tante cose adatte alla vita. Sono state raccolte tutta una serie di funzionalità.
La Terra si trova nella “zona Riccioli d’Oro”, né troppo calda né troppo fredda per l’acqua liquida, che sembra essere necessaria per la vita. La nostra luna insolitamente grande stabilizza l’orbita terrestre e la superficie attiva della Terra causata dalla formazione della Luna aiuta a mantenere il nostro ambiente in equilibrio. Abbiamo una stella stabile, oltre a un forte campo magnetico e uno strato di ozono che protegge la Terra dalle radiazioni solari mortali. Alcuni dicono che la Terra non è niente di speciale. Ma è davvero così e dovremmo mantenerlo così.
