Autore: Umby

La nebulosa Lamantino e il suo microquasar SS 433

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L’uomo ha sempre inteso scorgere figure a lui familiari in ogni dove 1, nelle nuvole come nella volta stellata, proiettandovi immagini di miti e leggende, facendo nascere così le costellazioni, così diverse da cultura e cultura eppure tutte egualmente degne di essere conosciute. Forse un giorno ve ne parlerò.  

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Pensate di scorgere la figura di un lamantino – una specie di grosso tricheco senza zanne – nel cielo e ampia circa 700 anni luce, per noi grande quanto quattro lune piene, in direzione dell’Aquila. Questa è W50 2, conosciuta anche come Nebulosa Lamantino (Manatee in inglese),  il resto di una supernova esplosa almeno 20000 anni fa a 18000 anni luce dal Sole:  SNR G039.7-02.0.

Normalmente si è portati a pensare che il guscio di una supernova sia grossomodo sferico o giù di lì, eppure i resti di questa supernova dimostrano che non sia sempre così. In questo caso infatti il guscio è notevolmente alterato dai poderosi getti e dai campi magnetici emessi  dal curioso oggetto che ne è al centro: SS 433.

SS 433 3 e in realtà un sistema binario ad eclisse composto dai resti dell’antica supernova, una stella di neutroni oppure – più probabilmente – un buco nero, che risucchia materia dalla stella compagna, una vecchia stella di classe A ancora nella sequenza principale, che una volta doveva essere la componente più piccola di questo stretto sistema stellare. La materia risucchiata dall’accrettore crea un disco di accrescimento attorno al resto di supernova che dà origine a due getti perpendicolari di idrogeno ionizzato che si propagano nello spazio a velocità relativistiche: circa il 26% della velocità della luce.

La nebulosa Lamantino e la sorgente SS 433.
Credit: Il Poliedrico

Per tutte queste peculiarità SS 433 viene oggi considerato un microquasar 4, in quanto rispecchia in scala ridotta quello che le galassie attive fanno nella loro  gioventù.
L’asse di rotazione del resto di supernova non è complanare con l’asse del sistema ma inclinato di circa 20 gradi con questo. Il risultato è che l’asse di rotazione ruota di conseguenza intorno alla perpendicolare del sistema con un ciclo di 162,5 giorni. Il moto precessionale conseguente attorciglia le linee del campo magnetico del disco che si propagano nello spazio, mentre i due getti di plasma emessi spazzano lo spazio con un movimento elicoidale che disegna due coni divergenti. Tutto questo si traduce nel bizzarro spettro di SS 433 che appare contemporaneamente avvicinarsi e allontanarsi da noi, ma che in realtà è dovuto ai flussi di plasma che viaggiano in direzioni opposte.
Non solo, oltre all’effetto Doppler lo spettro di SS 433 è influenzato anche dalla relatività: sottraendo infatti gli effetti dello spostamento Doppler rimane una componente di spostamento verso il rosso corrispondente ad una velocità di circa 12000 chilometri al secondo. Questa non rappresenta l’effettiva velocità di recessione di SS 433, ma è dovuta dalla dilatazione temporale che si manifesta alle velocità relativistiche dei getti dove, per le componenti del plasma e di conseguenza anche per la radiazione da loro emessa, il tempo scorre più lentamente.
E sono appunto questi getti a deformare la sfericità del guscio e a farla somigliare più alla figura abbastanza familiare di un lamantino che riposa.

Ecco spiegata quindi la strana forma della Nebulosa Lamantino e il curioso microquasar che ne è al centro.

Quando l’informazione nuoce a sé stessa

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Umby

Diversi giorni fa comparve  la notizia, poi riportata senza alcuna verifica anche da molte testate giornalistiche, web e tradizionali, della scoperta di un meteorite precipitato sul villaggio di Arangawila, nello Sri Lanka, il 29 dicembre 2012 contenente presunte forme di vita fossili somiglianti agli organismi unicellulari terrestri conosciuti come diatomee.
Lo scarno comunicato originale fu pubblicato sulla rivista scientifica border line Journal of Cosmology il 10 gennaio scorso 1.
Nei giorni  successivi la comunità scientifica internazionale smontò impietosamente  questa notizia, come tra l’altro era già accaduto riguardo ad altri precedenti scoop di questa stessa rivista, dimostrando che i risultati della scoperta erano grossolanamente sbagliati  2.

Ma il danno se così si può dire, era ormai fatto. Migliaia di siti in tutto il mondo  nei giorni successivi alla pubblicazione del lavoro di N. C. Wickramasinghe 3 ripresero e diffusero la notizia che erano state trovate forme di vita in un meteorite senza attendere alcuna conferma o smentita alla notizia della scoperta da un qualsiasi organo scientifico indipendente.
Certo una notizia è pur sempre una notizia, ma è anche vero che spesso le notizie scientifiche non ancora verificate non si conciliano troppo con l’idea dello scoop 4.

Penso quindi che occorra una certa cautela prima di diffondere una notizia così eclatante come può esserlo la scoperta documentale della vita extraterrestre.
Diffondere questo genere di notizie partendo da un semplice articolo pubblicato su un sito peer review 5  border line senza attendere che si sia espressa la comunità scientifica sull’argomento può solo generare confusione, alimentare false attese e condurre magari a conclusioni sbagliate, come ad esempio far credere che la Scienza Ufficiale con la sua smentita voglia boicottare la scoperta, dimenticando che invece proprio in questo campo La Scienza ha investito tantissimo e continuerà a farlo in futuro.

Infine vorrei fare una chiosa a Wickramasinghe, senza alcun intento polemico.
Il concetto di Panspermia originale è meraviglioso e aiuta a risolvere molti paradossi di cui invece soffre l’Abiogenesi planetaria tradizionale. Forse però un po’ più di cautela e qualche esame in più sul presunto campione meteoritico male non avrebbe senz’altro fatto.
Nelle Scienza non è importante arrivare comunque primi ma contribuire con la solidità delle proprie idee al progresso dell’Umanità.

Le prime novità dell’anno: due nuove iniziative targate Il Poliedrico.

  di

Umby

Anche se alcune maliziose voci possono essere circolate, no, non sono sparito.
Non mi sono ritirato in una sperduta isola del Pacifico e non sono stato rapito dagli alieni. Più semplicemente ho avuto molto da fare per mettere a punto un paio di novità che senz’altro qualcuno di voi saprà apprezzare.
Innanzitutto è tornata la Galleria Immagini che avevo dovuto giocoforza abbandonare già quando ancora questo Blog era ospitato sui server di Altervista. Lo spazio su disco per le immagini era troppo esiguo e con troppi limiti in upload. Inoltre l’avvio del Progetto Drake richiedeva che ad esso fossero destinate le esigue risorse che erano disponibili senza spendere eccessivamente.
Adesso il processo che ha portato al cambio di hosting e di dominio iniziato qualche mese fa può dirsi quasi compiuto.
Dopo che la nuova galleria immagini – a proposito, scegliete e votate le immagini che più vi piacciono – ho creato un nuovo servizio che credo apprezzerete senz’altro.
Si tratta del Calendario degli Appuntamenti Astronomici, nato con lo scopo di tenervi informati su eventi come congiunzioni, sciami meteoritici, transiti di comete e altro.
Così che siate astrofili, appassionati o soltanto dei semplici curiosi, pianificare una osservazione sarà così più semplice ed immediato: la Natura ci offre pressoché tutti i giorni  nuovi e meravigliosi spettacoli che aspettano solo di essere visti.
Per questa agenda avrò senz’altro bisogno anche del vostro aiuto: se siete a conoscenza di qualche evento celeste futuro che ancora non è ancora nel calendario, trovate imprecisioni sulle informazioni tradotte, oppure volete offrire il vostro supporto  a questa nuova iniziativa, comunicatemelo con una e-mail, sulla Comunità Il Poliedrico su Facebook, o anche via piccione viaggiatore. L’importante è partecipare! 

Asteroide Apophis, la storia continua

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Il 2012 è finito in gloria, con buona pace della Fine del Mondo e dei gonzi che ci hanno creduto insieme alle altre balle come Nibiru, le astronavi travestite da comete o da buchi nelle mappe astrali e così via. Invece in sordina …

99924 Apophis osservato da Herschel nelle tre bande di 70, 100 e 160 micron.
Credit: ESA/Herschel/PACS/MACH-11/MPE/B.Altieri (ESAC) and C. Kiss (Konkoly Observatory)

… il nuovo anno ha ben iniziato con l’incontro forse più urgente dell’anno: il passaggio al perigeo di 99942 Apophis 1.
Infatti  il 9 gennaio 2013 l’asteroide Apophis è transitato accanto alla Terra ad  appena a 14,5 milioni di chilometri.
Nell’occasione il telescopio spaziale Herschel è riuscito a stimare le dimensioni e l’albedo dell’asteroide Near-Earth con maggior precisione rispetto alle stime precedenti: così  dai 270 metri finora riconosciuti  si è passati a 325, circa il 20% in più di quanto era stato calcolato prima, mentre l’asteroide è risultato essere un po’ più scuro di quanto si fosse pensato: da un albedo di 0,33, più o meno quello della Terra, a 0,23, quello di un bel pratino.
Ovviamente Apophis non è ricoperto d’erba, non è neppure verde, ma è altrettanto scuro quanto lo è un prato verdeggiante, che non è proprio scuro quanto lo è un pezzo di carbone ma nemmeno bianco come un campo appena innevato. Più tardi vedremo perché questa può essere una informazione importante.
Intanto i nuovi dati raccolti in questo passaggio sono serviti a stimare con una maggiore precisione l’orbita dell’asteroide per gli incontri futuri che si prospettano alquanto interessanti.
Apophis orbita attorno al Sole in un po’ meno di un anno terrestre, 324 giorni, per cui non sempre è così vicino alla Terra mentre altre volte transita un po’ troppo vicino.

Il prossimo incontro ravvicinato accadrà nel 2029,  quando Apophis  sfiorerà la Terra ad appena poco più di 38.000 chilometri, abbastanza lontano da non caderci in testa ma abbastanza vicino per creare forse qualche problema ai satelliti in orbita medio-alta. Comunque, la vastità dello spazio suggerisce che il rischio che l’asteroide spazzi via qualche satellite è piuttosto bassa, la stessa agenzia spaziale americana stima che il rischio di impatto con qualche satellite operativo è piuttosto basso, circa il 2,7%.
Invece qualche motivo di preoccupazione dovremmo averlo per i passaggi successivi: anche se per il passaggio del 2036 la probabilità di un impatto si è ridotta di 30 volte, passando da 1 su 230.000 a 1 su 7 milioni, per il 2068 il rischio di un impatto aumenta, passando da 1 su 400.000 a 1 su 185.000. Le cifre dette così possono spaventare , ma il rischio che Apophis ci cada sulla testa è comunque pari allo 0,000014% per il 2036 e dello 0,0005% per il 2068; è certamente molto più rischioso viaggiare in automobile.

Nel malaugurato caso che comunque Apophis decida di scendere sulla Terra, questo non sarà altrettanto catastrofico quanto l’asteroide di Chicxulub 2 che rilasciò circa 100 milioni di megatoni di energia e provocò l’estinzione dei dinosauri 65 milioni di anni fa, ma di certo non sarà altrettanto indolore come l’Evento di Tunguska 3 del 1908.

Sulla base dei dati precedenti a questo passaggio, la NASA aveva stimato che un impatto di Apophis avrebbe generato energia per 510 megatoni, più del doppio dell’energia rilasciata dall’eruzione Krakatoa del 1883 4, un evento che mutò il clima globale della Terra per i successivi anni.
In attesa che nuove stime del potenziale distruttivo tengano conto delle nuove misurazioni dell’asteroide, si può comunque ipotizzare che questo sarà pari almeno a 850-900 megatoni, pari a circa 17-18 bombe Zar (quella depotenziata) simultanee.

Alcuni anni fa trattai l’argomento su  come deviare un asteroide su questo Blog 5. In quell’articolo illustravo alcuni metodi che la comunità scientifica ha preso in considerazione per deviare un asteroide che si avvicina troppo pericolosamente alla Terra. Ma una nuova proposta 6 è quella di ricorrere all’effetto Yarkovsky 7 per modificare l’orbita di Apophis quel tanto che basta per scongiurare altri incontri pericolosi con la Terra.
Proprio per questo l’ex astronauta americano Russel Schweickart ha proposto di inviare al più presto su Apophis un trasponder per determinarne con estrema precisione l’orbita per decidere entro il 2014 se e quanto è necessario modificare la sua orbita con una missione spaziale. Per Scweickart dopo il 2014 potrebbe non esserci abbastanza tempo per allestire una missione di deflessione prima dell’incontro del 2029. Ogni missione successiva a questa data potrebbe essere molto più difficile, sette anni potrebbero essere non più sufficienti a scongiurare un possibile impatto.

Ma di quanto è necessario modificare l’orbita di Apophis?
Sono tre i parametri di cui occorre tener conto. Il primo è quello che gli anglosassoni chiamano keyhole,  che noi possiamo immaginare come la classica cruna di un ago, in cui deve transitare il centro di massa dell’asteroide nel 2029 perché poi colpisca la Terra nel 2036. Questa finestrella è larga appena 641 metri, per cui basterebbe una deflessione di appena 320 metri.
Un altro parametro è legato all’incertezza dell’orbita, che per ora presenta uno scarto di circa 1800 chilometri sulla posizione effettiva dell’asteroide. Usando una tolleranza di sicurezza di $\sigma$ 5 significa dover apportare una deflessione di almeno 9000 km. Per questo la proposta di  Scweickart di inviare un trasponder sul corpo celeste è da prendere in considerazione assolutamente. Man mano che l’orbita di Apophis sarà conosciuta con una migliore risoluzione il grado di incertezza potrà scendere anche molto sotto ai 100 chilometri.
Il terzo parametro, per questo ho detto all’inizio che era importante conoscere l’albedo di Apophis e i dati ripresi da Herchel sono così preziosi, è invece dovuto al noto Effetto Yarkovsky, che modifica continuamente l’orbita del corpo celeste e su cui la proposta di Sung Wook Paek dovrebbe andare a incidere.

Adesso quando i fuffologi vi annunceranno una prossima fine del mondo per mano di Apophis sapete come stanno realmente le cose.

Altre letture suggerite:

Yarkovsky-driven impact risk analysis for asteroid (99942) Apophis
On the impact of the Yarkovsky effect on Apophis’ orbit

Sciagure, disgrazie e catastrofi inventate. Ma la scuola dov’è?

  di

Umby

Quando si dice che al peggio e alla stupidità umana non c’è mai fine – nemmeno di fronte alla Fine del Mondo scorsa – non credo di dire una cosa insensata.
Alcuni turisti che si erano recati al Parco Nazionale di Tikal, in Guatemala, forse per assistere da un luogo privilegiato l’avverarsi della presunta profezia, ignorarono bellamente il divieto di salire sui templi danneggiandoli, alcuni in maniera piuttosto grave.

Il CICAP nei giorni scorsi ha fatto uscire il suo annuale studio sulle previsioni che astrologi, cartomanti e fattucchiere varie fecero lo scorso anno per il 2012 1 .
La ricerca evidenzia – come è ovvio – la totale  invalidità delle opere divinatorie ma mette in evidenza anche un altro fenomeno molto particolare e piuttosto insidioso che sta crescendo: le profezie pseudoscientifiche.
Ora, per quanto riguarda le pseudo-arti divinatorie – essenzialmente l’oroscopo e la cartomanzia anche se ne esistono altre – ne è nota l’inconsistenza anche tra i loro più seguaci sostenitori che però mai l’ammetterebbero, ma quando sciagure, disastri ed ecatombi varie vengono mescolate con dati pseudoscientifici per dare loro una parvenza di credibiltà, allora è molto più difficile dimostrane l’infondatezza al grande pubblico.
In questo periodo di massima attività solare, che poi tanto massima finora non è stata, va per la maggiore il mito secondo cui una eruzione solare gigantesca, una superiore addirittura al Bastille Day Event o a quella che nel 1989 isolò il Quebec 2 possa spazzare via la nostra intera civiltà.
Una eruzione così è possibile anche se piuttosto improbabile; una simile avvenne nel 1859 e bruciò i cavi dei telegrafi degli Stati Uniti, anche se occorre sottolineare che quella il telegrafo era una tecnologia molto, molto giovane e i progettisti dell’epoca non si aspettavano certo che una massiccia eruzione solare potesse mettere fuori uso migliaia di chilometri di cavo aereo. Comunque un’eruzione così massiccia può magari riuscire a danneggiare una regione o addirittura un continente, ma gli altri sarebbero comunque risparmiati dal massiccio EMP 3 e nel giro di qualche mese – o al peggio di qualche anno – è credibile che tutti i danni possano essere riparati. Niente fine della civiltà umana quindi.

Qualche tempo fa un buontempone studiando le mappe online del progetto Sky-Map.org scoprì dei buchi nelle mappe, segno che quelle zone di cielo non erano state ancora registrate. Ecco allora che quei buchi divennero astronavi di una cattivissima flotta di invasione aliena rivolta contro la Terra e che i governi – e la solita cattivissima NASA – tenevano nascosta questa scoperta, non si sa bene per quale motivo, se per paura di spargere il panico globale o per connivenza con l’Invasore Alieno!
Non contento lo zuzzurellone di turno affermò che queste minacciose astronavi di oltre 200 km di larghezza (!) erano state scoperte dal famigerato sistema HAARP 4 nei pressi del Polo Sud celeste. Un bel dramma geometrico, visto che le antenne radio di HAARP sono in Alaska! Inoltre HAARP opera a frequenze  comprese tra 2,8 e 10 MHz (onde corte) mentre su Sky-Map le mappe sono riprese a lunghezze d’onda ben diverse 5.

Oppure ci fu il caso della povera cometa Elenin 6 che fu sciolta da un’eruzione solare nei pressi di Venere ancor prima di transitare al perielio. Anche quella per gli pseudoscienziati doveva essere un’astronave di alieni, stavolta buoni, che venivano a salvarci dal fantasmagorico pianeta Nibiru (!) che stava per spazzare via l’intero Sistema Solare 7.

Qui ho portato solo alcuni esempi di catastrofi pseudoscientifiche ma ne potrei fare mille altri, come l’inversione dei poli magnetici, enormi caverne come basi aliene 8, oppure le scie chimiche.

Questo mi porta seriamente a dubitare della qualità della cultura di massa e a suggerire che occorrano molti più investimenti nell’insegnamento universale e nella cultura in generale in tutto il mondo. A mio avviso occorre pensare a nuovi modelli di sviluppo globale dove l’accesso alla cultura e all’alfabetizzazione sia altrettanto necessario e vitale quanto l’accesso al cibo, all’acqua e all’energia, checché ne dicano altre scuole di pensiero che non hanno il mio appoggio.

E in Italia?
Da padre di due bimbi in età scolare posso dire che la situazione che vedo quotidianamente è semplicemente mortificante. A fronte di insegnanti capaci e innamorati del proprio lavoro, ce ne sono altrettanti che sinceramente dovrebbero fare qualcos’altro. Poi quella che una volta era una Scuola Pubblica d’eccellenza è stata volutamente mortificata da chi aveva giurato di difenderla. La continua riduzione dei finanziamenti pubblici e il congelamento delle assunzioni a fronte di chi se ne va, ha rovesciato il quadro di tanti anni fa, dove dalla scuola pubblica uscivano molte menti eccellenti che oggi sinceramente farebbero molta fatica ad emergere dalla media. Piuttosto che a pensare a continui tagli lineari di spesa e a premi in base al credito scolastico raggiunto dai singoli istituti come ha suggerito qualcuno che forse non ha mai letto o capito la Costituzione della Repubblica Italiana, sarebbe meglio che in Italia si torni ad investire veramente sulla Scuola Pubblica, almeno il doppio di quanto lo si faccia oggi, tagliando altre spese, come ad esempio quelle militari, che in un quadro europeo hanno molta meno necessità di esistere.

Buon Anno Nuovo!

  di

Happy New Year!
新年快乐！
С Новым Годом!
Bonan Novjaron!
Ευτυχισμένο το Νέο Έτος!
新年あけましておめでとうございます！
Feliz Ano Novo!
¡Feliz Año Nuevo!
מזל ניו יאָר!
سنة جديدة سعيدة!
Yeni Yılınız Kutlu Olsun!
Blwyddyn Newydd Dda!

Addio a Rita Levi-Montalcini

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Rita Levi-Montalcini

Anche qui sto male.
Non vorrei raccontare di questi tristi momenti ma credo che un posticino lo meriti anche Lei.

E’ morta la Premio Nobel per la medicina Rita Levi-Montalcini.
Il Nobel le fu assegnato nel 1986, 35 anni dopo aver scoperto il Nerve growth factor, una proteina che promuove la crescita delle cellule nervose.
Rita Levi-Montalcini si laureò in medicina nel 1936 e per tutto il periodo bellico della II Guerra Mondiale i suoi  studi furono alquanto discontinui per motivi di persecuzione religiosa.
Nel settembre del 1946, Levi-Montalcini accettò un incarico semestrale presso la Washington University di St. Louis , sotto la supervisione del professor Viktor Hamburger, dove vi rimase poi però per trent’anni.
Fu proprio lì che compì il suo lavoro più importante: riuscì a isolare il fattore di crescita nervoso (NGF) osservando come alcuni tipi di cellule tumorali riescono a causare una crescita estremamente rapida delle cellule nervose.

Forse però per molti è ricordata come la distinta Senatrice che votò sempre la fiducia al governo durante la XV Legislatura della Repubblica Italiana ricevendo in cambio epiteti poco signorili e insulti da molti membri dell’allora coalizione di opposizione.

Io invece preferisco ricordarla così, come Donna e Scienziato che non ha mai abbassato la testa di fronte a tutte le avversità che ha incontrato nei suoi 103 anni.

La Zona Circumstellare Abitabile delle altre stelle

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Umby

Abbiamo visto nello scorso articolo 1 come si quantifica in linea di massima la Zona Circumstellare Abitabile del Sole, un passaggio importante, se non obbligato, per comprenderne il significato.  Ma come si stima una Zona Goldilocks attorno ad un’altra stella?
In realtà è molto più semplice di quanto si pensi, bastano le quattro operazioni elementari, sapere cosa siano la radice quadrata di un numero e un logaritmo, e un po’ di pazienza.

Innanzitutto occorre stimare quanta energia emette una stella, cosa non poi così difficile come può sembrare.
Si parte calcolando la magnitudine assoluta 2 della stella in esame.
L’equazione nuda e cruda che lega la luminosità apparente e la luminosità assoluta è questa:
\[

M_v = m_v – 5 * \log{\left(\frac{D}{10}\right)}

\]

dove $M_v$ e $m_v$ sono le magnitudini visuali, cioè come sono percepite le luminosità dall’occhio umano 3, mentre D è la distanza espressa in parsec (3,26 anni luce).
Detta così dice poco, ma per fare un esempio prendiamo il nostro Sole, la cui magnitudine apparente è di -26,75 e distante 0,000004848137 parsec:
\[
Mv = -26,75 – 5 * \log{\left(0,000004848137/10\right)}
\]
\[
Mv = -26,75 – 5 * \log{\left(0,00004848137\right)}
\]
\[
Mv = -26,75 – 5 * -6,31442
\]
\[
Mv = -26,75 –31,57212
\]
\[
Mv = 4,82212
\]

mica è difficile!

[table “21” not found /]

Ma purtroppo la magnitudine assoluta calcolata si riferisce solo alla luce visibile così come noi la percepiamo, mentre le stelle emettono energia in uno spettro infinitamente più ampio che dipende dalla loro temperatura superficiale 4.
Allora perché si riesca a tenere conto di tutta l’energia emessa da una stella occorre correggere il dato visuale di conseguenza. Il primo passo consiste nell’applicare la Correzione Bolometrica ($BC$) da cui poi si giunge alla luminosità assoluta:
\[
M_{bol} = M_v + BC
\]

Dove $M_{bol}$ è la magnitudine bolometrica assoluta, $M_v$ come sopra e $BC$ la costante di correzione bolometrica (in linea di massima possiamo usare i valori della tabella qui accanto).
Sempre riferendosi alla nostra stella il valore di $BC$ è -0,08, per cui sviluppando l’equazione precedente abbiamo:
\[
M_{bol} = 4,82 + -0,08 = 4,74
\]

che è appunto la magnitudine bolometrica assoluta del Sole.
Ora trasformiamo la magnitudine bolometrica assoluta ricavata sopra  in unità solari per maggiore praticità e comprensione. In questo modo la Fascia Goldilocks ci verrà restituita in unità astronomiche.
\[
\frac{L_{Stella}}{L_{Sole}} = 100^{\left[\frac{M_{bolStella} – M_{bolSole}}{-5}\right]}
\]

Per il Sole questo rapporto è ovviamente 1 , ma vedremo presto come si applica alle altre stelle.
Un ottimo metodo di calcolo della CHZ fu messo a punto da Daniel Whitmire, James Kasting e Ray Reynolds nel 1992 e poi rivisto negli anni successivi. Questo studio tiene conto di diversi parametri come la chimica atmosferica, l’albedo etc., si riassume in due costanti che, usate ai denominatori di queste equazioni, restituiscono una stima abbastanza affidabile delle dimensioni della Zona Goldilocks per le varie stelle espresse in UA:

\[

r_{i} =\sqrt {\frac{L_{stella}}{1,1}}  \Longleftrightarrow r_{o} =\sqrt {\frac{L_{stella}}{0,53}}

\]

Il raggio limite interno che rappresenta il confine più caldo è dato dalla prima equazione nel valore di $r_i$, mentre il limite più esterno e più freddo è dato dalla seconda in $r_o$.
Se provassimo ad applicarlo per il Sistema Solare, allora avremmo $r_i=\sqrt{1/1,1}=0,95$ e $r_o=\sqrt{1/0,53}=1,37$, un po’ diversi da quelli del precedente articolo che non teneva assolutamente conto dell’albedo e dell’atmosfera, ma non poi così tanto.

Adesso proviamo un esempio pratico. è notizia di questi giorni che sia stato trovato un sistema planetario attorno alla stella $\tau$ Ceti 5, una delle stelle a noi più più vicine, solo 11,89 anni luce e di $m_v$ 3,50 6.

\[
M_v=3,5 -5 * log{\left(\frac{\left(11,89/3,26\right)}{10}\right)} = 3,5 – -2,19 = 5,69
\]
\[
M_{bol}=5,69+(BC=-0,21) = 5,48
\]
\[
\frac{L_{\tau Ceti}}{L_{Sole}} = 100^{\left[\frac{5,48 – 4,79}{-5}\right]}\approx {0,529}
\]
\[
r_{i_\tau Ceti} =\sqrt {\frac{0,529}{1,1}}=0,694   \Longleftrightarrow r_{o_\tau Ceti} =\sqrt {\frac{0,529}{0,53}} =0,999
\]

Anche se questi numeri sono solo indicativi, è interessante vedere come non sia poi così difficile cercare di quantificare una fascia abitabile intorno a una stella. La CHZ per $\tau$ Ceti si estende quindi tra le 0,7 e 1 unità astronomica. Chissà, probabilmente aveva ragione Isaac Asimov, il cielo di Aurora è un più aranciato del nostro.

Riferimenti:
Whitmire, Daniel; Reynolds, Ray, (1996). Circumstellar habitable zones: astronomical considerations. In: Doyle, Laurence (ed.). Circumstellar Habitable Zones, 117-142. Travis House Publications, Menlo Park.

La Zona Circumstellare Abitabile del Sole

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Credit: Il Poliedrico

Si fa presto a parlare di Zona di Abitabilità, Goldilocks o Riccioli d’Oro intorno ad una stella.
Anche se sarebbe più corretto parlare di Zona Circumstellare Abitabile (CHZ), con queste parole si indica una fascia, sarebbe meglio parlare di guscio, una zona più o meno estesa che si estende intorno alla stella, né troppo vicina e né troppo lontana da garantire un flusso di energia costante da mantenere per eoni l’acqua allo stato liquido.

Ho detto eoni appunto perché il flusso energetico deve essere abbastanza costante nel tempo per dare modo alla Vita di crescere e svilupparsi sul pianeta che ha la fortuna di orbitare in quella zona.
Ma come si fa a calcolare quanto è capiente e quanto è distante una Goldilocks dal suo sole?

L’energia emessa da un corpo nero 1 dipende esclusivamente dalla quarta potenza della temperatura moltiplicata per la costante di Stefan-Boltzmann che vale  $5,67 \cdot{10^{-8}} W/m^2 K^4$ e indicata con la lettera greca $\sigma$ (sigma).
Quindi proviamo a calcolare l’area del Sole:

\[

4 \cdot  \pi \cdot {6,96 \cdot 10^{8}}^2= {6,087 \cdot {10^{18}} \ \ m^2

\]

Adesso è possibile calcolare per la temperatura superficiale del Sole, 5778 Kelvin, l’energia emessa in watt per ogni secondo dal Sole:

\[

{6,087 \cdot{10^{18}} \cdot 5,67 \cdot{10^{-8}} \cdot 5778^ 4 = {3,85 \cdot{10^{26}

\]

Una cifra veramente astronomica, magari insignificante rispetto a molte altre stelle 2 come Sirio, Canopo o Vega, da cui dipende però la nostra vita e che è necessario conoscere per i passaggi successivi.
Si è detto che dunque la Zona Goldilocks è quel guscio attorno alla stella in cui l’acqua si presenta allo stato liquido, per cui considerando una pressione ambientale di 100 kPa (una atmosfera) come sulla Terra, l’acqua è liquida in un intervallo di temperature compreso tra 0 e 100° C, ovvero tra 273,15° K e 283,15° K.

Una vista mozzafiato della Terra vista dallo spazio.

Calcolando quindi a quale distanza dalla sorgente di radiazione di corpo nero si ha l’equilibrio per queste due temperature – tralascio i passaggi di mero calcolo per evitarvi il mal di testa,  si ottiene una Zona Goldilock compresa tra 0,55 e 1,04 UA. La Terra senza un po’ di effetto serra atmosferico sarebbe molto più fredda.
Ma questo intervallo di temperature non è poi così corretto.
Il vapore acqueo ha un potenziale serra molto alto. La Terra si trova in un’orbita di equilibrio termico appena al di sopra del punto di congelamento dell’acqua (278° K). Questo significa che l’emissione radiativa 3 del pianeta cade nell’infrarosso, proprio dove alcuni gas, vapore acqueo, metano e anidride carbonica assorbono e riemettono di più, trattenendo di conseguenza questa radiazione. Questo fa crescere la temperatura reale fino a 20° C di media. Ma se questa arrivasse a soli 40° C, l’evaporazione dell’acqua innescherebbe un effetto valanga capace di portare la temperatura fino a livelli incredibilmente alti; più o meno quello che è successo al pianeta Venere.
Inoltre alcune zone della Terra presentano condizioni di temperatura ben al di sotto del punto di congelamento dell’acqua, pertanto una temperatura di -10° C (263° K) può essere considerata tollerabile per la vita, anche in virtù delle probabili sorgenti di calore endogeno localizzate originate dal decadimento radioattivo delle rocce di cui un pianeta è composto.
Con questi nuovi valori, la Zona Goldilocks del nostro Sistema Solare può estendersi ragionevolmente tra le 0,8 e 1,2 AU dal Sole, è proprio una fortuna esserci capitati proprio in mezzo.

Comunque sono molti i fattori che incidono sulla temperatura effettiva di un pianeta: la composizione chimica dell’atmosfera, l’albedo alle lunghezze d’onda dove la stella ha il picco di emissione, il calore endogeno, solo per citarne alcuni più importanti. Questo potrebbe ampliare – o magari ridurre – anche di molto l’estensione della Zona Goldilocks, tant’è che magari un pianeta grande il doppio del nostro potrebbe essere abitabile anche nell’orbita di Marte.

Per uno sciame che va un’altro se ne viene, forse.

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La cometa 46P/Wirtanen responsabile dello sciame. Photo credit: T. Credner, J. Jockers, T.Bonev / Max-Planck-Institut fur Aeronomie

In questi giorni uno sciame meteorico incrocia l’orbita della Terra: le Geminidi 1, e come dice il nome,  il suo punto radiante è nella costellazione dei Gemelli.

Le Geminidi sono originate da un oggetto alquanto strano: 3200 Phaethon (3200 Fetonte). Scoperto dal compianto telescopio infrarosso IRAS nel 1983, 3200 Fetonte 2  è classificato come asteroide Apollo 3 ma il suo perielio è addirittura inferiore all’orbita di Mercurio!
Forse per le grandi forze mareali del Sole, forse per uno scontro avvenuto al di là dell’orbita di Marte o forse, più semplicemente, perché è solo il nucleo solido di una antica cometa ormai estinta, fatto sta che 3200 Fetonte si sta disintegrando, tant’è che le Geminidi fra qualche centinaio di anni si saranno estinte.

Ma per uno sciame che scompare eccone un altro che arriva: ancora non ha un nome, anzi ancora non si è vista una meteora, o forse sì, proprio in queste sere.

La 46P/Wirtanen sarà la protagonista del mese di dicembre 2018, quando passerà velocemente tra Aldebaran e le Pleiadi ad appena 10 milioni di chilometri dalla Terra.
Credit: Il Poliedrico

L’origine di questo – per ora teorico – sciame è la cometa periodica 46P/Wirtanen, scoperta solo nel 1948 e probabile obiettivo di una futura missione spaziale 4

Il periodo di questa cometa è di 5,4 anni e il suo perielio è curiosamente appena fuori all’orbita terrestre. La causa di questo perielio così ampio è dovuto ai ripetuti passaggi nei pressi di Giove che di fatto ha reso caotica l’orbita di 46P/Wirtanen.
Nonostante i ripetuti passaggi ravvicinati della Terra nei pressi del nodo ascendente dell’orbita della cometa, finora non erano mai state osservate meteore riconducibili a questo radiante, ma stando alle simulazioni orbitali del cacciatore di meteore russo  Mikhail Maslov quest’anno la Terra dovrebbe intersecarne la coda dei detriti tra il 10 e il 14 dicembre.

Mentre il radiante delle Geminidi è sopra l’orizzonte per tutta la notte, il nuovo sciame  – se ci sarà – sarà visibile solo nelle ore prima della mezzanotte.
Anche lo sciame sarà particolare: la ZHR previsto è solo di 30 meteore per ora con una velocità di ingresso molto più bassa delle Geminidi 5, il cui ZHR è previsto di 120.

I due radianti degli sciami meteoritici di cui si parla nell’articolo alle ore 20:00 UTC per il meridiano di Roma.
Credit: Il Poliedrico

Ora freddo e nubi permettendo, con la Luna Nuova e il cielo non inquinato dalle luci dei centri urbani, comunque vada lo spettacolo meteoritico è assicurato per venerdì 14 e le prime ore di sabato 15.
Cieli Sereni