Alieno per mancipium

Ne avevo già parlato in “Aes alienum” e in “Aliena loqui” e l’argomento è stato ampiamente trattato ovunque, non solo nelle pubblicazioni puramente scientifiche. C’è vita nell’universo? Ci sono pianeti simili alla Terra?

Piccola digressione: qualcuno lo avrà notato, i due articoli che parlano di alieni hanno nel titolo la parola “alieno”, o giù di lì. Ma sono frasi in latino, e chi non lo ha studiato potrebbe pensare che siano frasi riferite agli alieni. Errore (l’ho fatto apposta, sono bastardo dentro, lo so…).

La parola alieno (dal latino “alienus”, che deriva da “alius”, corrispondente del termine greco ἄλλος, àllos, col vario significato di: “appartenente ad altri, altrui; straniero; estraneo; avverso”) assume diversi significati in funzione del contesto di riferimento. In generale indica una qualunque cosa o soggetto estraneo all’ambiente di riferimento.

Per specie aliena, per esempio, in biologia, si intende una qualsiasi specie vivente (animale, vegetale o fungo) che, a causa dell’azione dell’uomo (intenzionale o accidentale), si trova ad abitare e colonizzare un territorio diverso dal suo areale storico. Nel diritto, la parola “alienazione” assume il significato (sintetizzo) di trasferimento di proprietà o di diritti, mentre la stessa parola nel linguaggio medico ha il significato di demenza, infermità mentale.

Ma cosa significano le frasi succitate?

In realtà “aes alienum habeo” o “in aere alieno sum” vuol dire “avere debiti” mentre “aliena loquor” significa “dire spropositi”. Per questo ho chiamato l’articolo di oggi “alieno per mancipium” (un premio per chi lo traduce…).

Nella cultura popolare, come sappiamo, anche l’extraterrestre è detto alieno. E ora che ho dato sfoggio di conoscenza del latino, vi parlo dell’argomento principale di questo pezzo. Cioè, gli esopianeti.

Un pianeta extrasolare o esopianeta è un pianeta non appartenente al sistema solare, orbitante cioè attorno a una stella diversa dal nostro Sole. Attualmente risultano conosciuti 3583 pianeti extrasolari in 2688 sistemi planetari diversi: non proprio pochi…

Gli esopianeti conosciuti appartengono a sistemi planetari che orbitano attorno a una stella. La possibilità di presenza di sistemi planetari attorno a stelle simili al Sole è valutata in modo molto diverso: molti astronomi ritengono che questa sia la norma, mentre altri stimano che solo il 10% delle stelle di tipo solare posseggano un sistema planetario.

In uno dei due pezzi citati parlai di Kepler 452B, esopianeta che orbita attorno a Kepler-452, una stella di classe G nella costellazione del Cigno, distante 1400 anni luce dal sistema solare. La sua scoperta, avvenuta grazie al telescopio spaziale Kepler, è stata annunciata ufficialmente dalla NASA il 23 luglio 2015. Kepler 452B è il primo oggetto dalle dimensioni simili a quelle terrestri ad essere stato scoperto che orbiti nella zona abitabile di una stella molto simile al Sole.

Il 23 febbraio scorso un gruppo di astronomi guidati da Michaël Gillon dello STAR Institute dell’Università di Liegi, Belgio, ha annunciato attraverso un comunicato dell’agenzia spaziale Americana (NASA), la scoperta che nell’orbita della stella nana rossa ultra fredda “Trappist 1” c’è un sistema planetario che comprende 7 esopianeti rocciosi, con caratteristiche molto simili al nostro.

Nel maggio dello scorso anno il team degli astronomi guidati da Gillon aveva pubblicato la scoperta di tre pianeti intorno a “Trappist 1”. Il risultato delle analisi aveva però spinto Gillon e colleghi a sospettare la presenza di altri pianeti, e per questo il team aveva deciso di condurre nuove osservazioni. Analizzando i dati, gli astronomi hanno potuto identificare quattro nuovi pianeti, portando questo sistema planetario a sette membri, denominati Trappist 1 b, c, d, e, f, g, h in ordine crescente di distanza dalla stella.

Il punto forse più importante della scoperta è che tre di queste “sette sorelle” della Terra si trovano nella cosiddetta fascia di abitabilità, e potrebbero quindi ospitare acqua allo stato liquido, ingrediente fondamentale per lo sviluppo della vita. Un sistema planetario da record, perché allo stesso tempo ospita il maggior numero di pianeti come la Terra e il maggior numero di pianeti nella zona abitabile.

Il curioso nome di questa stella deriva dal TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope south (Trappist-south), un telescopio da 60 centimetri di apertura installato all’Osservatorio di La Silla sulle Ande e gestito dall’Università di Liegi. Il telescopio, insieme a un suo gemello installato nell’emisfero nord, sono appositamente progettati per monitorare un campione di stelle nane, allo scopo di scoprire nuovi pianeti extrasolari.

Ma trappista è anche il nome de “I cistercensi della stretta osservanza”, ordine monastico di diritto pontificio; l’ordine ha avuto origine nel monastero di La Trappe, in Francia. Nel 1664 l’abate di La Trappe, reputando troppo liberali i comportamenti dei monaci cistercensi, decise di introdurre una serie di nuove regole più severe da adottare all’interno dell’abbazia (fra le quali l’obbligo di bere solo acqua), facendo così nascere il nuovo ordine (detto appunto della “stretta osservanza”). Col passare del tempo però le regole sono andate rilassandosi e nel diciannovesimo secolo in numerosi monasteri francesi che seguivano la “stretta osservanza” veniva prodotta birra.

Dei 176 monasteri trappisti nel mondo, solo undici producono birra (sei in Belgio, due nei Paesi Bassi, uno negli Stati Uniti, uno in Austria e uno in Italia). Ecco spiegato perché in Belgio c’è una tradizione trappista e perché io conosco i trappisti (grazie alla Chimay, birra trappista belga di Vallonia, molto buona).

Ma torniamo ai nostri pianeti. Vediamo intanto che similitudini ci sono tra il Sole e “Trappist 1”.

Il Sole è una stella di dimensioni medio-piccole costituita principalmente da idrogeno (circa il 74% della sua massa, il 92,1% del suo volume) ed elio (circa il 24-25% della massa, il 7,8% del volume), cui si aggiungono altri elementi più pesanti presenti in tracce. È classificato come una “nana gialla” di tipo spettrale G2 V:

  • “G2” indica che la stella ha una temperatura superficiale di 5.777 K (5.504 °C), caratteristica che le conferisce un colore bianco estremamente intenso e cromaticamente freddo;
  • V (5 in numeri romani) indica che il Sole, come la maggior parte delle stelle, è nella sequenza principale, ovvero in una lunga fase di equilibrio stabile in cui l’astro fonde, nel proprio nucleo, l’idrogeno in elio.

“Trappist 1” è un astro di classe M che ha circa un decimo della massa del Sole e un millesimo della sua brillantezza. Proprio la sua massa ridotta permette ai suoi pianeti di orbitargli molto vicini, pur rimanendo nella fascia di abitabilità. Questo tipo di stelle è il più diffuso nella nostra galassia, dove il numero di nane rosse ultrafredde supera quello di stelle simili al Sole in un rapporto di 12:1. Gli esopianeti appartenenti a questo sistema stellare sono rocciosi, con raggio e massa simili alla Terra.

Come per la maggior parte dei pianeti situati nella zona abitabile di stelle nane rosse, essi sono probabilmente in rotazione sincrona, e hanno probabilmente enormi differenze di temperatura tra la faccia permanentemente illuminata e quella permanentemente scura; per questa ragione potrebbero essere presenti dei venti molto forti intorno ai rispettivi pianeti e in tal modo la vita nelle regioni più esposte (vale anche per le meno esposte, per ovvie ragioni) all’illuminazione della stella sarebbe praticamente impossibile, rendendo dunque i posti migliori per la vita vicino alle regioni crepuscolari, interposti tra le due facce. Inoltre un altro aspetto negativo per la presenza di vita è la variabilità intrinseca delle nane rosse, spesso soggette a brillamenti molto più violenti rispetto alle stelle di classe G come il Sole, in grado anche di spazzar via l’atmosfera di pianeti posti a così breve distanza.

Le prime stime del Planetary Habitability Laboratory dell’Università di Porto Rico ad Arecibo, indicano per “Trappist 1 d” un Earth Similarity Index, in italiano “Indice di similarità terrestre” (noto anche con la sigla ESI, in pratica la misura di quanto un pianeta sia fisicamente simile alla Terra) pari a 0,90, il più alto in assoluto tra i pianeti extrasolari, superando “Kepler-438 b” (0,88) e “Proxima Centauri b” (0,87). La temperatura di equilibrio del pianeta “d” però non tiene conto dell’effetto serra prodotto da un’eventuale atmosfera ed è stimata essere di 264 K (-9°C). Anche il pianeta “e” ha un ESI elevato (0,86), con una temperatura di equilibrio attorno ai 230 K (-43°C), mentre le temperature dei pianeti f e g sono state stimate rispettivamente di 200 K (-73°C) e 182 K (-91°C).

Il gruppo di Michaël Gillon ha suggerito che i pianeti b, c e anche d (nonostante l’alto ESI), potrebbero aver sviluppato un effetto serra incontrollato, come è avvenuto nel sistema solare per Venere, che nonostante abbia una temperatura di equilibrio simile a quella terrestre, ha in realtà una temperatura superficiale di oltre 400 °C, a causa della densa atmosfera che non permette al calore che riceve dal Sole di disperdersi nello spazio.

Gli stessi hanno ipotizzato che i pianeti e, f e g siano i migliori candidati in questo sistema per ospitare oceani di acqua allo stato liquido. I parametri orbitali del pianeta h non sono noti con precisione, tuttavia dovrebbe ricevere solo il 13% della radiazione che riceve la Terra dal Sole, ed è probabile che abbia una temperatura troppo bassa per consentire la vita, anche se non è escluso che un eventuale riscaldamento interno dovuto al blocco mareale possa innalzare la temperatura al punto di fusione dell’acqua.

Che sia chiaro, essere nella zona di abitabilità non equivale ad essere abitabile. Per esempio Venere e Marte, pur trovandosi nella fascia di abitabilità del Sole, non sono abitabili (almeno non da noi). La vicinanza di una stella nana rossa che rilascia raggi X ed ultravioletti potrebbe non essere l’ideale per ospitare la vita, ma è anche vero che questi tipi di stelle sono ancora incredibilmente giovani. Quando il Sole avrà cessato la sua vita tra qualche miliardo di anni, “Trappist 1” avrà ancora 10 trilioni (10 mila miliardi) di anni davanti a sé: c’è quindi tutto il tempo perché la vita si evolva.

La cosa curiosa sarebbe comunque il panorama. Se abitassimo su “Trappist 1 f”, si scorgerebbe una stella 10 volte più grande del Sole (perché molto più vicina) e il cielo sarebbe color salmone. Gli altri pianeti apparirebbero due volte più grandi della Luna. Ma vista la vicinanza dei pianeti alla loro stella, importanti sarebbero gli effetti di marea.

La forza di marea è un effetto secondario della forza di gravità. Quando un oggetto molto grande subisce l’influenza gravitazionale di un altro, la forza gravitazionale può variare considerevolmente da una parte all’altra dell’oggetto. Questo tende a distorcerne la forma, senza cambiarne il volume. Supponendo che l’oggetto fosse inizialmente una sfera, le forze di marea tenderanno a distorcerlo in un ellissoide, con l’asse maggiore allineato verso il corpo che produce la forza di gravità.

Un esempio comune è dato dalla interazione della Luna con la Terra: la maggiore attrazione lunare in aree superficiali a minore distanza con la luna causa vasti movimenti di acque oceaniche (maree), mentre contemporaneamente in aree superficiali più lontane tale attrazione è minore. Oltre alla luna, sul nostro pianeta si esercitano anche forze di marea dovute al sole, pari circa alla metà delle prime.

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Fig. 1 Andamento delle forze di marea sulla superficie terrestre. Esse si possono vettorialmente calcolare dalla differenza tra l’attrazione gravitazionale della luna nel baricentro della terra e su di un punto in superficie

Non confondiamo però le forze di marea con la marea stessa. Le prime sono la causa mentre la seconda è l’effetto. Le forze di marea esercitate su corpi mobili (ad esempio le acque oceaniche) provocano infatti ingenti spostamenti di masse acquatiche, influenzati poi da numerosi aspetti morfologici (superficie della massa d’acqua, forma della costa, differenza di profondità dei fondali).

Il corpo umano contiene al suo interno masse solide, come il sistema scheletrico e una notevole quantità di liquidi, come ad esempio il sangue e il citoplasma. L’entità di queste forze sul corpo umano è da calcolarsi come per qualunque oggetto fisico dotato di massa, conoscendo la sua posizione sulla superficie della terra e le posizioni relative di sole e luna nello spazio. Per chiarire con un esempio, la parte della Terra opposta alla Luna dista 12.756 km di più del lato rivolto al satellite e quindi sente un’attrazione minore. Ciò comporta un allungamento longitudinale che coinvolge tutta la massa della Terra e soprattutto le masse liquide. Ma se un uomo in piedi ha la Luna sopra di sé, avrà i piedi circa 175 centimetri più distanti della testa. Rispetto alla Terra è un valore di oltre 7 milioni inferiore (1.275.600.000 contro 175) che elevando al quadrato ci dà un effetto di marea un cinquantamiliardesimo (se si può dire) inferiore. Per quello non lo avvertiamo distintamente.

Ma su “Trappist 1” e i suoi figli, risentiremmo delle maree?

Facciamo due calcoli. Sulla terra, in base alla formula

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in cui G è la costante di gravitazione universale, M la massa della Terra, m la massa della Luna, 2rh la distanza dal centro della Terra di una persona alta h, abbiamo che h è trascurabile, come dicevo.

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Fig. 2

Prendo in considerazione la Luna perché gli effetti di marea sulla Terra sono maggiori rispetto a quelli del Sole, ma i calcoli sono suppergiù gli stessi.

Su “Trappist 1” e i suoi pianeti, date le distanze ravvicinate, gli effetti di marea si sommano (non si annullano, come sostiene il mio amico Vincenzo). Le masse in gioco, però sono sicuramente più piccole. Abbiamo detto che le due stelle hanno una proporzione con “Trappist 1” che ha l’8% della massa del Sole e il suo raggio è il 12% più piccolo della nostra stella. Ma il più lontano dei sette pianeti, “Trappist 1 h”, è più vicino alla propria stella di quanto non sia Mercurio al Sole, per cui le influenze dovute alle minori distanze sono sicuramente maggiori. E le masse dei sette pianeti oscillano tra la metà e una volta e mezza quella della Terra. Lascio ai volenterosi i calcoli (esistono dei programmini per calcolare gli effetti di marea facilmente scaricabili dal web).

Supponendo siano abitabili, sarebbe possibile andarci? “Trappist 1” si trova a 39 anni luce di distanza dalla Terra, che equivale a 369 mila miliardi di chilometri. Se sul piano cosmico non è una distanza notevole, per noi terrestri lo è, e come. Se viaggiassimo alla velocità della luce impiegheremmo 39 anni. Il problema è che nessun veicolo spaziale finora costruito può anche solo avvicinare quella velocità di crociera.

“New Horizons”, ad esempio, è una sonda spaziale sviluppata dalla NASA per l’esplorazione di Plutone e del suo satellite Caronte il cui lancio è avvenuto il 19 gennaio 2006 dalla base di Cape Canaveral e che ha sorvolato lo spazio di Plutone nel 2015. Con una velocità di lancio di 58.536 km/h (circa 16,26 km/s) è l’oggetto artificiale più veloce mai creato dall’uomo. Attualmente è in viaggio fuori dal Sistema Solare, a una velocità di 14,31 km/s, ovvero circa 51.499 Km/h. Avanzando a questo ritmo, New Horizons impiegherebbe circa 817mila anni per raggiungere “Trappist 1”.

Fra quelli ipotizzati, l’unico veicolo spaziale che potrebbe raggiungere “Trappist 1” in un arco di tempo più breve sarebbe quello previsto dall’iniziativa “Breakthrough Starshot” promossa dal miliardario russo Yuri Milner, dal fisico Stephen Hawking e da Mark Zuckerberg. Si parla di piccole sonde a propulsione laser che in linea teorica potrebbero raggiungere una velocità pari al 20% della velocità della luce (circa 216 milioni Km/h). Cioè circa 4.000 volte superiore a quello di New Horizons, ma ancora troppo basso. Un veicolo spaziale di questo tipo potrebbe raggiungere “Trappist 1” in poco meno di 200 anni. Il vero problema è che al momento è solo un progetto teorico.

La conclusione è che con le tecnologie attuali nessun essere umano potrebbe arrivare su “Trappist 1” nell’arco di una sola vita. A meno di non fare come nel film “Passengers”, dove un’astronave effettua un viaggio interstellare di 120 anni con a bordo 5.258 persone sottoposte a sonno criogenico. Ma per ora, l’ibernazione resta, ineluttabilmente, un espediente narrativo.

4 pensieri su “Alieno per mancipium

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