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IceCube e l’esplorazione del cosmo con i neutrini

22 Mag

Nell’articolo precedente, abbiamo parlato di neutrini:

EniGma con Nadir Mura

come visto nell’intervista, e come sicuramente ricorderete, queste particelle sono balzate agli onori delle cronache soprattutto a seguito della misura, poi trovata affetta da errori strumentali, che voleva i neutrini viaggiare ad una velocita’ superiore a quella della luce.

Ora, vorrei tornare nuovamente a parlare di queste particelle, a causa di una nuova misura fisica che sta facendo molto discutere.

Come sappiamo bene, i neutrini sono particelle molto particolari soprattutto a cusa della loro bassa probabilita’ di interazione con la materia, che li rende difficilmente rivelabili. Fino a pochi ani fa, si pensava addirittura che i neutrini non avessero massa, cosa smentita poi grazie alla ricerca e all’osservazione dell’oscillazione dei neutrini, cioe’ della proprieta’ di queste particelle di trasformarsi durante il cammino da una famiglia all’altra.

Proprio a causa di queste proprieta’ cosi’ particolari, i neutrini vengono studiati in diversi esperimenti e, molto spesso, in condizioni quasi estreme. Come detto, la bassa probabilita’ di osservazione, impone agli esperimenti di eliminare all’origine tutto il “rumore” da altre fonti, cioe’ quanto piu’ possibile, ogni altro evento prodotto da particelle diverse e che rischierebbe di coprire, a cuasa della maggiore probabilita’, i neutrini da rivelare.

Proprio per qusto motivo, si sente spesso parlare di rivelatori disposti in angoli remoti del mondo, all’interno delle miniere, sotto kilometri di roccia come nei laboratoridel Gran Sasso o anche immersi ad elevate profondita’ nel mare. Il motivo di questo e’, come anticipato, avere uno schermo naturale in grado di fermare le altre particelle lascinado passare i neutrini. Questi ultimi, a causa della bassa probabilita’ di interazione, passano con molta facilita’ kilometri di materiale senza interagire con la materia.

Posizionamento di uno dei rivelatori di IceCube nel ghiaccio

Posizionamento di uno dei rivelatori di IceCube nel ghiaccio

Dopo questa doverosa introduzione, vorrei parlarvi di IceCube, uno dei maggiori rivelatori di neutrini, costruito addirittura sotto i ghiacci dell’Antartide. IceCube e’ composto da un elevato numero di elementi sensibili, sepolti ad ua profondita’ variabile tra 1500 e 2500 metri di ghiaccio. La matrice cosi’ ottenuta consente di avere una superficie da rivelare dell’odine di 1 kilometro cubo.

Perche’ sto parlando di neutrini ed in particolare di IceCube?

Scopo di questi esperimenti e’ quello di studiare i neutrini provenienti dal sole o dai raggi cosmici, anche per rivelare nuove sorgenti astrofisiche. Il motivo di questo e’ molto semplice: studire le emissioni di neutrini da parte di oggetti nell’universo, consente di ottenere una sorta di telescopio con queste particelle e dunnque poter analizzare, anche in questo modo, lo spazio che ci circonda.

Bene, l’anno scorso, quasi per caso, IceCube ha individuato due neutrini con l’energia piu’ alta mai registrata sulla Terra, dell’ordine del petaelettronvolt. Per capire quanto sia elevata questa energia, basti pensare che LHC, il grande collisore del CERN, fa scontrare particelle con energia di 3.5 teraelettronvolt, cioe’ circa 300 volte inferiore a quella osservata da ICeCube. Durante l’analisi dei dati condotta per studiare questi eventi particolari, ci si e’ accorti che tra il 2010 e il 2012, il rivelatore avrebbe visto 26 eventi di alta energia, circa 10 volte quella di LHC.

Perche’ sono importanti questi eventi? Nel nostro sistema solare, l’unica sorgente di neutrini presente e’ il Sole. Questi pero, avendo energia molto piu’ bassa, non possono aver generato quanto osservato dai fisici di IceCube. Come potete capire, si tratta, con ottima probabilita’, di una sorgente extragalattica, non ancora identificata.

Dai modelli elaborati, le sorgenti di neutrini nello spazio potrebbero essere le esplosioni di Supernovae, i gamma ray burst o i quasar. Nell’idea, come anticipato, di realizzare un telescopio a neutrini dell’universo, molto interessante sarebbe individuare questa sorgente. Purtroppo, ad oggi, questo non e’ stato ancora possibile, soprattutto a causa dei pochi eventi raccolti all’esperimento.

Anche se manca la spiegazione ufficiale, possaimo provare a formulare ipotesi circa l’origine di questi eventi, soprattutto per capire l’importanza di questo risultato.

Dei gamma ray burst abbiamo parlato in questo post:

WR104: un fucile puntato verso la Terra?

Ccome visto, la conoscenza di questi eventi, ma soprattutto, eventualmente, il poter studiare il loro comportamento diretto, ci permetterebbe di aumentare la nostra conoscenza dell’universo e, perche’ no, magari in futuro farci confermare o smentire idee catastrofiste.

In passato, precisamente nel 1987, sulla Terra arrivarono, ad esempio, i neutrini prodotti da una supernova molto distante nella Nube di Magellano. Anche in questo caso, eventi come quelli delle esplosioni di supernovae ci consentono di comprendere meglio importanti meccanismi alla base dell’universo.

Altre ipotesi formulate riguardano invece la materia oscura, di cui abbiamo parlato in questi post:

La materia oscura

Troppa antimateria nello spazio

Come visto, ad oggi, ci accorgiamo della presenza di materia oscura mediante considerazioni indirette. Purtroppo, non e’ stato ancora possibile individuare questa curiosa forma di materia, anche se molte ipotesi sono state formulate. Proprio l’astrofisica a neutrini potrebbe aiutare a sciogliere qualche riserva. Secondo alcune ipotesi infatti, i neutrini potrebbero essere stati prodotti dallo scontro di materia oscura nel centro della nostra Galassia. In questo caso, studiare in dettaglio i parametri dei candidati, aiuterebbe molto ad individuare la sorgente di produzione dei neutrini ma anche, e soprattutto, di ottenere maggiori informazioni sull’origine della Via Lattea e sulla natura della meteria oscura.

Concludendo, IceCube ha individuato 26 neutrini di alta energia che hanno attraversato i suoi rivelatori. Statisticamente, la probabilita’ che si tratti di un errore e’ inferiore  allo 0,004% per cui sara’ interessante analizzare i dati e capire meglio quali test organizzare nel futuro per cercare di risolvere importanti dubbi che ormai da troppo tempo sono in attesa di una spiegazione ufficiale.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Marconi, Tesla e l’evidenza aliena

23 Gen

Nel precedente post:

Black Knight e segnali dallo spazio

abbiamo parlato del presunto satellite alieno Black Knight e dell’ipotesi complottista che vorrebbe una massiccia operazione di copertura per impedire la diffusione delle prove dell’esistenza di forme di vita extraterrestre gia’ vicine a noi.

Come visto, anche in questo caso, si tratta di una montatura mediatica, in cui vengono messi insieme diversi elementi, anche relativi a periodi storici diversi, creando appunto una storia apparentemente credibile, ma che cede ad un’analisi cronologica dei fatti.

Nel precedente post, abbiamo pero’ lasciato un punto in sospeso. Resta da chiarire e discutere se veramente durante i primi esperimenti di ricezione e trasmissione di onde radio, fossero stati trovati segnali inspiegabili dal punto di vista naturale e imputabili a forme di vita non terrestre.

Solo per completezza di informazione, in alcuni casi si parla non solo di evidenza di segnali alieni, ma addirittura che Tesla e Marconi fossero in stretto contatto con queste forme di vita e che proprio da queste comunicazioni abbiano ottenuto l’ispirazione per le formidabili innovazioni scientifiche pensate in quegli anni.

Tralasciando queste ipotesi fantasiose, concentriamoci invece sui segnali.

Di Tesla abbiamo gia’ parlato in due post precedenti:

Il Raggio della Morte

Il Raggio del Dolore

Come detto in questo caso, Tesla rappresenta da sempre una delle figure piu’ amate e citate nelle teorie complottiste. Le sue innovazioni hanno spinto, a volte anche per colpa della disinformazione o anche della censura subita dallo scienziato, ipotesi incredibili di invenzioni miracolose e ancora oggi non del tutto capite. Come detto in precedenza, stiamo parlando di un grande scienziato, non capito al tempo, ma la cui memoria viene solo sporcata ulteriormente e coperta di ridicolo attraverso queste idee complottiste.

Fatta questa doverosa premessa, veniamo al dunque, cioe’ ai segnali captati sotto forma di onde radio.

Storicamente, sembrerebbe che entrambi gli scienziati abbiano evidenziato segnali non spiegabili mediante le loro apparecchiature. E’ possibile che si tratti veramente di segnali alieni? Qual’e’ l’origine di questi messaggi?

Prima di saltare a facili conclusioni, vi invito a fare una riflessione. Storicamente, siamo intorno ai primi anni del 1900. Questo solo per inquadrare il contesto storico anche in base alle conoscenze scientifiche che si avevano al tempo.

Concentrandoci su Marconi, a riprova di quanto affermato, vi mostro un articolo del 1920 del New York Times in cui si parla proprio di questi misteriosi segnali e della ricerca dell’origine aliena proposta dallo stesso Marconi:

Articolo storico del New York Times che parla dei segnali alieni di Marconi

Articolo del 1920 del New York Times che parla dei segnali alieni di Marconi

Come vedete, non stiamo parlando di falsita’ storiche. L’articolo e’ reale e il nostro Marconi aveva veramente formulato l’ipotesi che potesse trattarsi di un segnale di origine aliena, o meglio non di origine terrestre, non conoscendo sorgenti possibili in grado di produrre oscillazioni di questo tipo.

Per capire l’origine di questi segnali, dobbiamo ripensare al contesto storico in cui siamo inseriti.

Al tempo, non si aveva una conoscenza come quella attuale delle onde elettromagnetiche, ma soprattutto si ignoravano molte sorgenti, anche di onde radio, presenti a terra e nello spazio.

La prima ipotesi semplice che possiamo fare e’ che i segnali fossero codici Morse trasmessi da un altro punto della Terra. Nel 1920, questa tecnologia era gia’ conosciuta ed utilizzata, ma si ignorava che segnali di questo tipo potessero viaggiare anche per lunghe distanze attraverso la nostra atmosfera. Solo nel 1926 venne infatti scoperta la ionosfera.

Una prova di questo, potrebbe essere, come riportato anche nell’articolo del NYT, il fatto che di questi segnali non ve ne fosse traccia negli esperimenti di Eiffel. Vista anche la tecnologia del tempo, non possiamo certo escludere che si potesse trattare di un rumore di fondo presente nelle apparecchiature elettriche utilizzate.

Se proprio vogliamo uscire dai confini della Terra, oggi come oggi, sappiamo che il nostro universo non e’ affatto muto dal punto di vista delle onde radio. Esistono tantissime famiglie di oggetti in grado di emettere onde radio a frequenza e potenze diverse. Per chi lo ignorasse, esiste proprio una branca dell’astronomia che si chiama radio-astronomia. In questo contesto, si esplora proprio l’universo scadagliando e cercando emettitori di onde radio. L’esempio piu’ semplice e che forse ricorderete tutti, giusto per rimanere in tema, e’ il radio telescopio protagonista del film Contact.

Vediamo quali possono essere le sorgenti di onde radio anche vicine a noi.

Prima tra tutte, dobbiamo sicuramente annoverare Giove. Questo pianeta ha una magnetosfera, cioe’ la zona in cui fa sentire l’effetto del suo campo magnetico,  molto estesa e la cui ampiezza puo’ superare l’orbita di Saturno. Effetto di questo forte campo magnetico sono le persistenti aurore che si formano sui poli di questo pianeta e, appunto, le intense emissioni radio emesse verso lo spazio. Si pensi che in base a queste caratteristiche, Giove viene spesso indicato anche come una debole radio-pulsar, proprio per indicare l’emissione di segnali di questo tipo.

Per quanto riguarda i segnali captati da Tesla, con molta probabilita’ si trattava di segnali emessi da nuvole interstellari o da giganti rosse e captate nel suo laboratorio di Colorado Springs. Secondo lo scienziato, si trattava invece di segnali provenienti da Marte, ipotesi questa mai verificata dal punto di vista scientifico, anche alla luce delle attuali conoscenze.

Anche il nostro Sole e’ una sorgente radio, ed in particolare e’ la piu’ potente per lunghezze d’onda inferiori al metro. Storicamente, la prima radio sorgente venne individuata e studiata nel 1932, dunque successivamente agli anni di cui stiamo parlando, dall’astronomo Karl Jansky.

Per essere precisi, moltissime classi di corpi emettono onde radio. Il buco nero al centro della galassia, i resti delle supernove, le radio pulsar, alcune galassie, ecc. Nel nostro universo e’ anche presente una sorta di rumore di fondo, noto come “fondo di microonde cosmico” o CMB, che altro non e’ che il residuo dell’esplosione del Big Bang.

Dunque, il fatto che Tesla e Marconi avessero captato dei segnali ignoti nei loro strumenti e’ una verita’ storica. Cio’ che invece non e’ veritiera e’ la spiegazione aliena di queste onde radio. Come visto nell’articolo, la ionosfera puo’ essere utilizzata, come in realta’ facciamo oggi, come una guida d’onda per trasmettere segnali a lunga distanza. Il nostro universo, ma anche solo tanti corpi che popolano il nostro Sistema Solare, sono stati poi successivamente scoperti come forti emettitori di segnali di questo tipo. Alla luce di questo, ma soprattutto a causa della non evidenza di segnali anomali in altre apparecchiature dello stesso periodo, possiamo facilmente affermare che l’origine di questi presunti segnali e’ da ricercarsi in una qualche sorgente, anche non nota al tempo. L’ipotesi sbagliata nasce ovviamente dalle limitate conoscenze astronomiche degli anni che stiamo analizzando alla luce della novita’ tecnologica proposta proprio dagli scienziati in questione.

 

 

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Antimateria sulla nostra testa!

17 Gen

Proprio oggi, su diversi siti catastrofisti e pseudoscientifici, e’ apparsa la notizia che il telescopio della NASA Fermi avrebbe individuato la produzione di antimateria durante i temporali. Stando a quanto si legge in rete, durante un temporale, i forti campi elettrici che si possono creare, sono in grado di trasformare l’aria in un plasma e produrre, grazie alle alte energie in gioco, antimateria sotto forma di positroni.

Ovviamente, non mancano ipotesi catastrofiste che richiamano la pericolosita’ dell’antimateria, oltre a puntare il dito contro questa sorgente posta solo a pochi kilometri dalle nostre teste. Su alcuni siti si ipotizza anche che potrebbe trattarsi di una modifica indotta del clima attraverso l’antimateria prodotta in questo modo. Se ci pensate, il collegamento e’ sempre il solito, l’uomo modifica il clima creando tempeste di fortissima intensita’, e mediante queste tempesta innesca la produzione dell’antimateria in atmosfera che sicuramente qualche effetto potrebbe darlo anche a noi che siamo subito sotto.

Inutile dirvi che in tutto questo discorso, che ripeto potete trovare su molti siti, si fa una gran confusione su argomenti scientifici ben noti e gia’ oggetto di studi da diversi anni.

Cerchiamo di capire meglio.

Prima di tutto, mi dispiace deludere tutti i fan di “Angeli e Demoni”, ma in questo fenomeno non viene prodotta antimateria, nel senso di antiatomi, ma solo antiparticelle, ed in particolare positroni, cioe’ anti-elettroni. Molto spesso, nell’immaginario colletivo, colpa anche dei tanti film fantascientifici, l’antimateria e’ vista come un qualcosa di molto pericoloso e che potrebbe addirittura essere usata per far scomparire la Terra. Di questi concetti abbiamo gia’ parlato in questi post:

Piccolo approfondimento sulla materia strana

Lotteria profetica 2012

Due parole sull’antimateria

Come sappiamo, le antiparticelle vengono prodotte tutti i giorni nei nostri laboratori di fisica delle alte energie. Molti degli acceleratori presenti nel mondo lavorano facendo scontrare fasci di particelle con fasci di antiparticelle. Se prima non eravate a conoscenza di questa produzione artificiale, non penso che ora possiate credere che produrre antiparticelle possa distruggere la Terra.

Premesso questo, torniamo alla scoperta fatta dal telescopio Fermi e cerchiamo di capire di cosa si tratta.

Durante un temporale, i forti campi elettrici che si generano possono accelerare gli elettroni presenti nell’atmosfera portandoli a velocita’ prossima a quella della luce. Durante il loro percorso, gli elettroni possono interagire con gli atomi dell’aria e perdere una parte della loro energia emettendo un fotone. Fin qui e’ semplice, la causa di tutto e’ l’elettrone che viene accelerato dal campo elettrico ed emette fotoni. Bene, questi fotoni, interagendo anche loro con i nuclei presenti in atmosfera, possono scomparire producendo una coppia elettrone-antielettrone. Questi effetti sono del tutto noti in fisica e non rappresentano assolutamente una novita’.

Rivediamo tutto il processo, elettrone dell’atmosfera, accelerato dal campo elettrico dovuto al temporale, produce un fotone. Il fotone decade formando una coppia elettrone-antielettrone. Su internet trovate una confusione enorme su questi processi in cascata. Spesso si confondono le particelle o i meccanismi descritti tirando fuori ipotesi completamente impossibili dal punto di vista fisico.

Dunque, abbiamo una coppia elettrone-antielettrone, quindi particelle e antiparticelle. Quello che e’ successo in Fermi, e da cui siamo partiti con la notizia iniziale, e’ che il telescopio ha osservato questi antielettroni, anche detti positroni, prodotti attraverso il meccanismo descritto. Per essere precisi, Fermi ha osservato l’annichilamento dei positroni nel telescopio.

Questo processo e’ ben descritto in questa rappresentazione che altro non e’ che una simulazione condotta proprio dalla NASA per comprendere il fenomeno alla base:

Produzione di un TGF. Fonte: NASA

Produzione di un TGF. Fonte: NASA

Ora, quello che in realta’ molti “dimenticano” di dire e’ che questo fenomeno non e’ stato osservato oggi da Fermi con grande stupore degli scienziati, ma e’ un processo che si conosceva e che anche questo telescopio aveva osservato a partire dal 2011.

Cerchiamo di capire meglio.

Questo genere di produzione di antielettroni avviene normalmente nello spazio in prossimita’ di buchi neri o di fenomeni di altissima energia cosmica. Nel 1994, qualche anno fa dunque, questo processo venne osservato per la prima volta nell’atmosfera terrestre, ad un’altezza tra 20 e 50Km, dalla NASA utilizzando il telescopio Compton. Il processo in atmosfera viene anche detto “Terrestrial Gamma Ray Flash”, TGF o TGRF.

Compton osservo ben 78 eventi di produzione di TGF nella nostra atmosfera durante tempeste tropicali.

Fermi ha gia’ osservato diversi TGF ed in piu’ ha scoperto che questi fenomeni possono avvenire anche a quote fino a 10Km. Dal momento che queste altezze comprendono i voli di linea, gia’ dal 2010 e’ stato formato un gruppo di ricerca congiunto tra INAF, ASI e ENAC, l’ente per la sicurezza in volo, per determinare gli eventuali rischi, sempre che sussistano, per i passeggeri dei voli di linea. Al momento, non e’ emersa nessuna pericolosita’ dei TGF.

Prima di chiudere, spendiamo due parole sul protagonista di questa notizia, cioe’ il telescopio Fermi.

Il telescopio e’ stato lanciato l’11 giugno 2008 e chiamato inizialmente GLAST, Telescopio Spaziale a Grande Area per Raggi gamma, e successivamente, il 26 Agosto 2008, ribattezzato Fermi Gamma Ray Space Telescope, in onore del nostro Enrico Fermi.

Raffigurazione del telescopio Fermi-GLAST in orbita

Raffigurazione del telescopio Fermi-GLAST in orbita

Questo telescopio ha la particolarita’ di essere dedicato all’osservazione dei raggi gamma, cioe’ ai fotoni di alta energia. L’osservazione di queste particelle e’ molto importante per l’identificazione di sorgenti gamma nella nostra galassia e fuori di questa, per lo studio dei cosiddetti Nuclei Galattici Attivi, per l’individuazione di Pulsar e resti di Supernove e per lo studio dei Gamma Ray burst, cioe’ l’emissione di raggi gamma da sorgenti energetiche, come descritto in precedenza.

Inoltre, lo studio dei fotoni nello spazio, puo’ aiutare nell’identificazione della materia oscura e per cercare di capire la natura di questa importante componente del nostro universo. Anche di materia oscura abbiamo parlato nei post riportati in precedenza dal momento che molto spesso anche questa viene chiamata in causa con assurdita’ scientifiche.

L’oosservazione dei TGF in Fermi e’ avvenuta proprio mentre il telescopio era interno a studiare l’universo lontano. I raggi gamma emessi da questo meccanismo raggiungono comunque i sensibili strumenti di Fermi che dunque e’ in grado di rivelarli con estrema precisione.

Concludendo, non c’e’ assolutamente nulla di allarmante nella scoperta della produzione di antiparticelle nell’atmosfera. Come visto, si tratta di un meccanismo ben compreso e che era gia’ conosciuto nella fisica. Per essere precisi, Fermi non ha assolutamente scoperto in questi giorni il fenomeno dei TGF, ma la loro prima osservazione risale al 1994 grazie al telescopio Compton. Fermi ha il pregio di poter studiare questi eventi con una risoluzione ed una precisione mai raggiunta prima ed inoltre, grazie proprio ai suoi strumenti, e’ stato possibile individuare questi fenomeni in strati piu’ bassi della nostra atmosfera, dove non si pensava potessero avvenire.

Anche in questo caso, l’informazione sulla rete presenta molti tratti catastrofisti del tutto ingiustificati, oltre ovviamente ad una sana componente di imprecisioni scientifiche a cui ormai dovremmo essere abituati.

 

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

E se domani sorgessero due soli?

18 Dic

Il titolo la dice lunga, una delle ipotesi catastrofiste, molto proposta in rete in queste ultime ore, e’ proprio il sorgere di due Soli il 21 Dicembre 2012.

Al contrario di molte altre profezie di cui abbiamo parlato, questa non e’ un’ipotesi del tutto campata in aria, ma che merita un approfondimento attento.

Anche se molti di voi avranno subito pensato a Nibiru, non ci stiamo affatto riferendo a questo fantomatico decimo pianeta del Sistema Solare, di cui abbiamo parlato, smentendo la sua esistenza, in diversi post:

Asteroide Nibiru: considerazioni scientifiche

Finalmente le foto di Nibiru

La NASA torna a parlare di Nibiru

Evidenze di un decimo pianeta?

Nibiru e la deviazione delle Pioneer

Nibiru e’ monitorato dall’osservatorio di Arecibo?

Storia astronomica di Nibiru

Secondo le ipotesi, il secondo Sole in cielo sarebbe invece la stella Betelgeuse.

Cerchiamo di andare con ordine.

Betelgeuse e’ la seconda stella piu’ luminosa nella costellazione di Orione e distante, secondo gli ultimi calcoli, circa 640 anni luce dalla Terra. Per i non esperti vi ricordo che l’anno luce e’ soltanto un modo astronomico di misurare le distanze e che corrisponde alla distanza percorsa dalla luce in un anno. Dunque, sapendo che la luce si muove nel vuoto ad una velocita’ di 300000 Km/s, l’anno luce corrisponde ad una distanza di circa 10^13 Km, cioe’ 10000 miliardi di kilometri. Perche’ si usa l’anno luce? Semplicemente perche’ e’ piu’ pratico parlare di qualche anno luce, piuttosto che dire ogni volta milioni di miliardi di kilometri.

Betelgeuse e’ facilmente identificabile nel cielo stellato, cosi’ come l’intera costellazione di Orione, che, essendo posizionata vicino all’equatore celeste, risulta visibile da quasi ogni parte del mondo.

Ecco una foto delle costellazione di Orione, in cui la luce delle stelle formanti la figura e’ stata amplificata per renderla meglio visibile:

Foto di Orione amplificata con l'indicazione di Betelgeuse

Foto di Orione amplificata con l’indicazione di Betelgeuse

La stella indicata dalla freccia e’ proprio Betelgeuse.

Ora, veniamo alla profezia del 21 Dicembre. Betelgeuse e’ da sempre in quella posizione, perche’ mai il 21 Dicembre dovrebbe cambiare qualcosa e quella stella dovrebbe apparire come un secondo Sole?

La risposta che trovate online e’ molto semplice, perche’ Betelgeuse potrebbe esplodere in una supernova espandendo nell’universo la maggior parte della materia che la costituisce e apparire dunque come un oggetto molto luminoso.

La spiegazione sembra molto semplice, ma in realta’ per poterla comprendere a pieno e per capire se realmente esiste questa possibilita’, si devono introdurre dei concetti di scienza, e di astronomia in particolare, non troppo difficili ma che devono essere seguiti attentamente.

Cerchiamo di analizzare queste ipotesi, mantenendo sempre un approccio molto divulgativo e accessibile a tutti.

Come forse molti di voi gia’ sanno, le stelle non sono sempre costanti nel tempo, ma hanno un loro ciclo vitale. A cosa e’ dovuto il loro ciclo? Una stella funziona come una centrale a fusione nucleare. Al suo interno, gli elementi vengono fusi per formare atomi piu’ pesanti e in questo processo viene emessa energia. Questo e’ anche il processo grazie al quale viene prodotta luce, che poi altro non e’ che l’emissione verso l’esterno di questa energia.

Ora, immaginiamo la stella come un serbatoio di atomi. Man mano che li fondiamo, ne avremo sempre di meno a disposizione. Il paragone piu’ semplice e’ quello di una qualsiasi automobile. Quando la benzina finisce, la macchina si ferma. Analogamente, quando il combustibile nucleare si esaursisce, la stella si trasforma evolvendosi in qualcos’altro.

In realta’, il processo e’ solo leggermente piu’ complicato, dal momento che il combustibile primario e’ l’idrogeno che viene fuso per formare elio che a sua volta viene fuso per formare atomi piu’ pesanti, via via fino ad arrivare al Ferro che e’ un elemento stabile che non puo’ essere bruciato per fusione nucleare. Ma non preoccupiamoci di questo. Quello che ci interessa in questo contesto e’ capire di che morte muore una stella.

Dunque, siamo arrivati a capire che una stella avra’ un tempo di vita limitato dal combustibile a disposizione. Al termine di questo ciclo vitale, l’evoluzione allo stadio successivo non e’ univoca, ma dipende da alcuni parametri, primo tra tutti la massa della stella stessa. In astronomia, le stelle vengono ad esempio catalogate in base alla loro massa rispetto al nostro Sole. In questo contesto, a volte trovate scritto “e’ una stella di 10 masse solari”, o “di 0.1 masse solari” e cosi’ via.

Come anticipato, in base alla massa della stella, l’evoluzione naturale del ciclo vitale puo’ essere diverso da caso a caso. Betelgeuse e’ una stella di massa pari a circa 15-20 volte quella del nostro Sole ed e’ in uno stadio della sua evoluzione chiamato di “supergigante rossa”. Si tratta di uno stadio abbastanza avanzato del suo ciclo vitale, e presenta fluttuzioni di luminosita’ che fanno pensare che sia prossima a passare al gradino successivo della sua evoluzione.

Fin qui tutto bene. Betelgeuse e’ una supergigante rossa e potrebbe passare allo stadio successivo.

Qual’e’ questo stadio?

Le stelle di massa come Betelgeuse, al termine del loro ciclo vitale esplodono formando una brillantissima Supernova di tipo II. Anche qui andiamo con ordine. Una supernova e’ un’esplosione stellare, estremamente energetica, che costituisce uno stadio finale per stelle molto massive.

Cosa significa invece di tipo II? Semplicemente che l’esplosione si genera dal collasso interno di una stella con massa superiore a 9-10 volte quella del nostro Sole, come nel caso dunque di Betelgeuse. Durante il collasso in supernova, quasi tutta la materia contenuta all’interno della stella viene letteralmente “sparata” nello spazio circostante con emissione elevata di energia e dunque con luminosita’ molto elevate.

Come apparirebbe Betelgeuse se esplodesse in una supernova di tipo II? Come potete capire facilmente, la sua luminosita’ sarebbe molto elevata il che la renderebbe visibile tranquillamente anche ad occhio nudo ed anche in pieno giorno. Vi riporto una immagine ricostruita che mostra come apparirebbe Betelgeuse, all’interno di Orione, dopo il collasso:

Betelgeuse_supernova

Questo ci fa capire molto bene perche’ si parla di un secondo Sole.

Ora, la cosa piu’ importante da capire e’: ci sono possibilita’ che Betelgeuse esploda proprio il 21 Dicembre?

Ovviamente, in astronomia e’ impossibile fare previsioni precise per il giorno, ma sull’evoluzione di Betelgeuse non vi e’ un parere univoco degli astronomi. Secondo alcuni, per essere precisi i piu’, Betelgeuse sarebbe ancora in una fase poco avanzata dello stadio di supergigante rossa. Questo comporterebbe ancora un periodo, fino anche ad 1 milione di anni, prima di poter assistere a questo spettacolo naturale. Secondo altri, le fluttuazioni della luminosita’ indicherebbero uno stadio molto avanzato della vita della stella e dunque la possibilita’ di esplosione in tempi brevi. Fate attenzione, quando in astronomia si parla di tempi brevi, come in questo caso, ci si riferisce in un lasso di tempo di qualche secolo.

Esiste anche una terza ipotesi, dibattutta scientificamente, che vorrebbe la stella gia’ esplosa. In questo contesto, vediamo ancora Betelgeuse cosi’ com’e’ solo perche’, dopo l’esplosione, ci vogliono 640 anni prima di vedere l’evoluzione da Terra. Questo periodo e’ proprio dovuto alla distanza della stella da noi.

E’ necessario premettere prima di tutto che, scientificamente, questa terza ipotesi e’ quella meno probabile secondo la scienza, ma comunque presa in considerazione. Nonostante questo, capite bene che e’ del tutto impossibile stabilire esattamente il giorno in cui vedremo Betelgeuse esplodere in una supernova. Dunque, l’ipotesi di vedere l’evoluzione esattamente per il 21 Dicembre e’ del tutto campata in aria.

Nonostante questa conclusione, vorrei aprire una brevissima parentesi. Se anche vedessimo l’esplosione di una supernova in cielo, cosa comporterebbe questo per noi? Sarebbe la fine del mondo?

Anche in questo caso, potete dormire sonni tranquilli. Supernove che esplodono a centinaia di anni luce da noi, espellono verso lo spazio enormi quantita’ di materia, ma questa non arriva assolutamente fino a Terra. L’unico effetto reale a Terra, e’ un aumento del flusso di neutrini che attraversano il nostro pianeta e che vengono prodotti dalle reazioni nucleari durante l’esplosione. Solo per curiosita’, vi dico che queste particelle hanno una probabilita’ di interagire con la materia estremamente bassa e sono in grado di attraversare l’intera Terra senza interagire con nulla. Pensate che anche il nostro Sole produce un enorme flusso di neutrini che attraversano il nostro pianeta, senza nessuna conseguenza per gli esseri umani. Ovviamente il nostro Sole e’ dietro l’angolo se paragonato ad una supernova in una qualche parte della Via Lattea.

Questo ci fa capire bene che comunque non vi e’ nessun pericolo di “fine del mondo” in caso di un’esplosione di supernova.

Per darvi ancora un’altra prova, le cronache storiche sono piene di esplosioni di supernove nella nostra galassia, e osservate da Terra. La piu’ famosa e’ forse l’esplosione del 1054 che porto’ alla formazione della Nebulosa del Granchio e che venne opportunamente riportata nelle cronache cinesi. In ordine temporale, l’ultima supernova osservata nella Via Lattea e’ del 1604 osservata anche da Keplero. Vi sono poi altri casi piu’ recenti ma che non sono stati direttamente osservabili da Terra. Per darvi l’idea, di esplosioni di supernove nella nostra galassia, se ne contano piu’ o meno una ogni 50 anni, ovviamente senza nessuan conseguenza diretta per noi.

Concludendo, abbiamo capito il perche’ si parla di questa esplosione di Betelgeuse. Abbiamo visto come l’ipotesi di una supernova sia in realta’ possibile, ma assolutamente non aspettabile per  il 21 Dicembre. La cosa piu’ importante che abbiamo capito e’ che le esplosioni di Supernove nella nostra Galassia non sono un evento cosi’ raro, ma che comunque non comportano nessun problema a Terra e soprattutto sul genere umano.

Analizzare le profezie del 2012, significa affrontare temi sempre attuali della scienza e che spesso vengono poco divulgati ai non addetti ai lavori. Per un’analisi scientifica del 2012, ma soprattutto per leggere un libro di divulgazione chiaro ed accessibile a tutti, non perdete in libreria ”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.