sabato 2 aprile 2011

Tyche, signora delle comete; Nemesis, signora della distruzione; e Nibiru, signore dei creduloni

Giove potrebbe non essere il più grande pianeta del Sistema Solare
Nel novembre dello scorso anno la rivista scientifica Icarus ha pubblicato uno studio [1] degli astrofisici John Matese e Daniel Whitmire che hanno proposto l'esistenza di un nuovo pianeta addirittura più grande di Giove all'estrema periferia del sistema Solare, dentro la nube di Oort.

Questo gigante lontanissimo ogni tanto scaglierebbe verso l'interno del sistema solare qualche cometa dall'immensa riserva di palle di neve sporca che costituisce la nube di Oort.

L'autorevole annuncio viene 30 anni dopo la congettura scientifica di Nemesis e qualche anno dopo la baggianata pseudoscientifica di Nibiru: c'è da crederci?
Cominciamo dal nuovo arrivato. È stato battezzato Tyche, la dea greca della fortuna (probabilmente in antitesi con Nemesis, il terribile nome di un altro ipotetico corpo celeste di cui parlerò tra poco). Orbiterebbe all'interno della cosiddetta nube di Oort, una specie di evanescente guscio sferico che dovrebbe avvolgere il sistema solare, esteso tra le 5.000 e le 50.000 Unità Astronomiche dal Sole. Una Unità Astronomica (U.A.) è pari alla distanza media della Terra dal Sole, ossia quasi 150 milioni di chilometri. Tyche orbiterebbe a circa 15.000 U.A. dal Sole, qualcosa come 500 volte la distanza di Nettuno.
Tyche: Signora delle comete?
Si tratta dunque di distanze enormi. Tanto per intenderci il manufatto umano giunto più lontano, la gloriosa sonda Voyager 1 lanciata nel 1977, nell'agosto 2010 si trovava a 114.3 U.A. dal Sole. All'attuale velocità di 3.6 U.A. per anno, raggiungerà l'ipotetica orbita di Tyche tra più di 4.000 anni [2].

Questo guscio all'estrema periferia del nostro sistema solare dovrebbe essere composto da tanti piccoli corpi ghiacciati, vestigia dell'antica nube interstellare che ha dato origine al Sole e a tutta la giostra siderale che gli gira intorno, compresa la Terra e tutto quello che gli striscia/cammina/nuota/vola/vegeta sopra) e rappresenta la nostra riserva di comete.

Queste grosse palle di neve sporca periodicamente si staccano dalla nube e passano dalle nostre parti. La maggior parte lo fa in modo abbastanza anonimo (la sonda SOHO in quindici anni di attività ne ha viste più di duemila passare vicine al Sole o tuffarcisi dentro). Alcune danno spettacolo come la Hale-Bopp nel suo passaggio del 1997 visibile alle nostre latitudini o come la fantastica McNaught che nel 2007 accese i tramonti dell'emisfero sud. Capita che alcune colpiscano i pianeti. E' successo nel 1994 su Giove (Shoemaker-Levy 9). Accadde probabilmente nel 1908 nella località russa di Tunguska (evento Tunguska), quando una misteriosa esplosione di una potenza stimata di 10/15 megatoni a 5/10 km di altezza devastando un'area di oltre 2000 km quadrati. Si trattava probabilmente di un frammento di una trentina di metri di diametro della cometa 2P/Encke.

Cometa "radente" che si tuffa
nel Sole scoperta da SOHO
Alcune di quelle che non si schiantano sul Sole (dette sungrazers) vengono fiondate via verso lo spazio interstellare. In alcuni casi l'azione di disturbo esercitata dalla gravità dei pianeti interni, specie da quelli giganti (Giove, Saturno, Urano, Nettuno) fa si che le orbite si chiudano. Da iperboliche diventano ellittiche. Nascono così le comete periodiche. È quello che probabilmente capiterà alla cometa C/2010 X1 Elenin recentemente scoperta, che sta già turbando i sogni di qualcuno.

Com'è noto (e come potete leggere sempre al link sulla Elenin) ogni passaggio vicino al Sole toglia alla cometa un po' di massa. Dopo un certo numero di passaggi la cometa sarà esaurita. Visto che dopo 5 miliardi di anni di vita del sistema solare ci sono ancora comete, serve un meccanismo che spieghi come queste si stacchino dalla Nube di Oort per far visita al sistema solare interno. Cosa le spinge? Spingitori di comete, su Rieducational Channel!

Tyche

Finora si è supposto che fosse sufficiente l'azione di disturbo gravitazionale causato dalla nostra Galassia (attorno al cui centro ruota il nostro Sistema Solare) a spiegare perché un certo numero di comete lascino la nube di Oort [3].

Secondo i calcoli e le simulazioni degli astrofisici John Matese e Daniel Whitmire questo meccanismo non sarebbe sufficiente.
Orbita di Sedna. All'interno, quelle
di Plutone e degli altri pianeti
Anche l'orbita del pianeta nano trans-nettuniano Sedna (scoperto nel 2003) presenta delle peculiarità non inseribili facilmente nell'attuale modello del sistema solare.

L'orbita di Sedna è infatti estremamente eccentrica e porta questo pianeta da un minimo di 76 A.U. (afelio) ad un massimo di ben 960 A.U (perielio).

Secondo il suo scopritore, l'astronomo Michael Brown del CalTech, «Sedna non dovrebbe essere lì. Non c'è modo di piazzarlo lì dov'è. Non arriva mai sufficientemente vicino da essere influenzato dal Sole [ nel senso che l'orbita non ne può venire modificata a quella distanza ] e non va mai sufficientemente lontano dal Sole da essere influenzato da altre stelle. Sedna è bloccato lì, congelato in quell'orbita; non c'è modo di spostarlo da lì e nemmeno di mettercelo, a meno che non si sia formato direttamente lì».

Whitmire e Matese hanno dunque supposto che esista un grosso corpo planetario all'interno della Nube di Oort che nel suo lentissimo moto intorno al Sole creerebbe scompiglio tra le comete.

I dati dell'osservatorio automatico orbitante IRAS elaborati dai due astrofisici escludono che possa esistere un oggetto più grande di 5 masse gioviane entro 10.000 U.A. di distanza dal Sole [1]. Hanno pertanto calcolato calcolato che dovrebbe avere all'incirca da due a quattro volte la massa di Giove e si troverebbe a 15.000 U.A. dal Sole, intorno al quale orbiterebbe in circa 1,8 milioni di anni. Sarebbe il più grosso pianeta del Sistema Solare.

La conferma della loro congettura potrebbe venire dai dati dell'osservatorio automatico orbitante WISE, la cui missione di catalogazione del cielo in diverse bande dell'infrarosso si è di recente conclusa e le cui osservazioni sono in fase di elaborazione.

Matese e Whitmire credono che WISE darà loro ragione e - secondo la NASA - il satellite dovrebbe essere in grado di osservare un simile oggetto, se ci fosse. Non resta dunque che aspettare il verdetto di WISE: avranno ragione i due astrofisici o i loro più scettici colleghi?

Nemesis

Nel 1984 due paleontologi, David Raup e Jack Sepkosky presentarono uno studio secondo il quale nelle estinzioni di massa sulla Terra sarebbe individuabile una periodicità di circa 27 milioni di anni. Per spiegare questa periodicità alcuni astrofisici (tra i quali lo stesso Whitmire) proposero l'esistenza di una debolissima stella compagna del Sole, con un orbita che l'avrebbe portata da una distanza minima di 1 anno luce (63.000 Unità Astronomiche) ad una massima di 1,5 anni luce (95.000 Unità Astronomiche). Proposero che la stella potesse essere una nana bianca, una nana rossa o una nana bruna, talmente fioche da non essere osservabili coi telescopi ottici di allora. Tuttavia nei primi due casi gli strumenti moderni avrebbero già dovuto individuare un oggetto simile, se ci fosse; e la comunità scientifica è sempre stata piuttosto fredda rispetto questa ipotesi.

Le nane brune sono stelle mancate. Come composizione chimica sono molto simili alle stelle e ai pianeti giganti gassosi, e in effetti sono una via di mezzo. Si formano nello stesso modo delle stelle (e dei pianeti) per collasso gravitazionale di una nube di gas interstellare, ma non hanno massa sufficiente per innescare la fusione dell'idrogeno. La loro massa varia tra le 12 e le 70/80 masse gioviane. Al limite inferiore si innesca la fusione del deuterio (un isotopo dell'idrogeno) in elio-3. Il deuterio è però e finisce in un centinaio di milioni di anni. Quelle con massa superiore a 60 masse gioviane fondono anche il litio in un isotopo instabile del berillio, che decade in due atomi di elio-4. Anche questa reazione non può durare più di un centinaio di milioni di anni. Oltre le 70/80 masse gioviane la pressione gravitazionale è tale da permettere la fusione dell'idrogeno in elio; e abbiamo stelle regolari.
Finché c'è fusione nucleare le nane brune brillano molto debolmente, soprattutto nell'infrarosso. Finito il combustibile nucleare, le sub-stelle dissipano lentamente nello spazio il calore prodotto dalla fusione (e quello dovuto alla pressione gravitazionale). Le temperature superficiali di quelle note vanno dai 450°C ai 2000°C. Continuano dunque a brillare debolmente nell'infrarosso. Sono praticamente invisibili coi telescopi tradizionali ma possono essere viste direttamente nell'infrarosso (o con le tecniche indirette usate per trovare i pianeti extrasolari). Potrebbero avere un campo magnetico e - nella loro gioventù - una corona di plasma caldo ed essere sorgenti di raggi X  [4].
TWA 5 è un sistema stellare molto giovane, a 180 anni luce di distanza
dal nostro, nella costellazione dell'Hydra. TWA-5b è una nana bruna che
orbita intorno a TWA-5a (una stella simile al Sole) a una distanza di circa
90 U.A. Le dimensioni dei due astri sono paragonate a quelle di Giove.
Le nane brune sono dunque oggetti relativamente massicci che non emettono luce nello spettro visibile, se non quando sono molto giovani, ma che brillano debolmente nell'infrarosso. Il sistema solare ha 5 miliardi di anni ed è escluso che possa contenere una nana bruna giovane. Se c'è, si tratta di un oggetto molto buio e ormai piuttosto freddo, al massimo poche centinaia di gradi centigradi.

Da speculazioni recenti, sarebbe proprio la periodicità di 27 milioni di anni a escluderne l'esistenza; in primo luogo perché un oggetto massiccio come una nana bruna perturberebbe l'orbita di tante comete, e le evidenze di impatto dovrebbero essere molte di più; poi perché con un'orbita così ampia il legame gravitazionale di Nemesis col Sole sarebbe debolissimo. La sua orbita sarebbe fortemente perturbata dall'attrazione delle altre stelle vicine, e si modificherebbe in modo pesante ad ogni passaggio ravvicinato con una di esse [5].

Ad ogni modo, potrebbe WISE scoprire un oggetto simile? Certamente. Anzi, in questo caso il verdetto di WISE dovrebbe essere definitivo. Una nana bruna così vicina se ci fosse dovrebbe quasi sicuramente essere visibile nell'infrarosso.

Nibiru

Se ne è già parlato qui e qui. A essere molto generosi, è una sciocchezza.

Archeologicamente, nasce da un'interpretazione personale del sedicente archeologo autodidatta Sitchin degli scritti sumeri, contraddetta da tutti gli studiosi seri (gli archeologi e gli storici veri).

Astronomicamente è una barzelletta, perché non c'è il verso che nel Sistema Solare possa esistere un pianeta con la massa e l'orbita proposti da Sitchin; e se ci fosse un tale pianeta allora sarebbe il Sistema Solare così com'è a non esistere. Non c'è simulazione che non sconquassi irrimediabilmente il sistema solare in pochissimi passaggi, figurarsi in miliardi di anni. Non solo, ma un oggetto del genere dovrebbe essere sicuramente visibile, e osservabile anche con strumenti amatoriali.
La presunta orbita di Nibiru
Concludendo, Nemesis e Tyche sono due congetture scientifiche - due possibili spiegazioni alternative per le perturbazioni che strappano comete alla nube di Oort e le mandano all'interno del Sistema Solare - sulle quali i dati raccolti dalla sonda WISE dovrebbero dare un verdetto [6]. Tyche ha forse qualche probabilità in più di esistere di Nemesis. Entrambe le ipotesi sono affascinanti. Penso a Nemesis: se esistesse potrebbe avere un piccolo sistema planetario. Sarebbe avvolto nelle tenebre, ma probabilmente sarebbe anche ricco d'acqua. E chi sa mai che questa non possa essere liquida, su un pianeta sufficientemente vicino a Nemesis da esserne scaldato per gli effetti di marea? E lo stesso non potrebbe accadere per un'eventuale luna di Tyche?

Nibiru invece resta la sciocchezza che è sempre stata e quella degli Anunaki che lo abiterebbero non riesce nemmeno ad essere un'ipotesi affascinante per quanto è grossolana. È fantascienza di serie C, di quella scritta da chi di fronte a un cielo stellato non ha mai sognato e non si è mai sentito piccolo.



Riferimenti:
  1. Persistent Evidence of a Jovian Mass Solar Companion in the Oort Cloud (Cornell University Library, PDF)
  2. Voyager, the interstellar mission (NASA Jet Propulsion Laboratory);
  3. Sun's Movement Through Milky Way Regularly Sends Comets Hurtling, Coinciding With Mass Life Extinctions (Science Daily)
  4. X-rays from a Brown Dwarf's Corona (Chandra X-Ray observatory, Harvard University)
  5. Sun's Rumored Hidden Companion May Not Exist After All (Space.com)
  6. Can WISE Find the Hypothetical "Tyche"? (NASA)
Approfondimenti:

4 commenti:

  1. Bell'articolo.
    Da tenere pronto per i fuffari di passaggio.

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  2. Ottima analisi riguardo le conoscienze attuali dei confini esterni del sistema solare.

    un'ultima cosa: la sonda New Horizont potebbe essere d'aiuto a riguardo?

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  3. Ho letto che passato Plutone, potrebbero dirigerla verso qualche oggetto della cintura di Kuiper. Ma per arrivare solo alla nube di Oort interna le servirebbero comunque secoli.

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