Siamo tutti passeggeri in un continuo viaggio interstellare
Pubblicato il 10 Marzo 2024
Pubblicato il 10 Marzo 2024

Nozioni scientifiche e considerazioni

Ricollegandoci all’articolo pubblicato in precedenza in cui è stata descritta cosa sia l’eliosfera e come tutti i pianeti e gli oggetti del sistema solare ne siano inglobati, andremo ora ad approfondire cosa accade su scala interstellare alla nostra stella e al sistema planetario di cui facciamo parte.

Per prima cosa è importante sapere che in base alle osservazioni degli astronomi abbiamo scoperto che il Sole è in orbita attorno al centro della galassia a cui apparteniamo, la Via Lattea.
In questo suo movimento orbitale la nostra stella si porta dietro con sé, letteralmente, tutti i pianeti, gli asteroidi, le comete e altri oggetti del sistema solare, facenti parte dell’eliosfera.

Dove siamo ?

Secondo la scienza attuale, il nostro Sole è una delle circa 100 miliardi di stelle che compongono la nostra galassia. Questo numero è solo una approssimazione più possibile vicina alla realtà, dato che è difficile conteggiare le stelle di piccola massa e vedere bene i confini del nostro disco galattico: in base alle osservazioni degli astronomi, ad oggi la stima del numero delle stelle che compongono la struttura cosmica a cui apparteniamo, che è stata chiamata Via Lattea, varia da cento fino a quattrocento miliardi di stelle.

Rappresentazione artistica concettuale della nostra galassia. Come i primi esploratori che mapparono i continenti del nostro globo, gli astronomi sono impegnati a tracciare la struttura a spirale della Via Lattea. Utilizzando le immagini a infrarossi del telescopio spaziale Spitzer della NASA, gli scienziati hanno scoperto che l’elegante struttura a spirale della Via Lattea è dominata da soli due bracci che avvolgono le estremità di una barra centrale di stelle. Il nostro Sole si trova vicino a un piccolo braccio parziale chiamato Braccio di Orione, situato tra i bracci del Sagittario e del Perseo.

Rappresentazione artistica concettuale della Via Lattea, vista lateralmente. Rispetto al piano di rotazione, noi e il Sole ci troviamo dentro al disco galattico, approssimativamente ad una distanza di circa 3/4 dal centro.
(crediti: Pablo Carlos Budassi)

Via Lattea (Milky Way): come mai la nostra galassia ha questo nome così particolare?
Beh, la risposta è molto semplice, ma al tempo stesso si collega a come oggi abbiamo perso il contatto con il creato, con l’universo. E’ paradossale affermare questo, in un’epoca in cui l’umanità ha inviato in orbita potenti telescopi spaziali, ma è proprio così: in una notte serena e senza Luna, se chiunque di noi uscisse di casa e alzasse gli occhi verso il cielo, riuscirebbe a vedere molte stelle di meno rispetto a ciò che avrebbero visto i nostri antenati.
Questo perché tutte le luci artificiali prodotte ad esempio dall’illuminazione pubblica, dalle abitazioni, dai veicoli, dei centri abitati e soprattutto delle grandi città si diffonde nell’atmosfera sovrastando e alterando la luce naturale che proviene dallo spazio: l’inquinamento luminoso.
Quindi noi oggi vediamo le meraviglie dell’universo tramite immagini e fotografie su computer, smartphone, tablet e televisioni, ma stiamo pian piano perdendo completamente il contatto diretto con il cielo stellato; o meglio anche se volessimo questo contatto ci è in parte precluso, perché dovremmo andare lontano dai centri abitati per trovare un cielo da cui si possano apprezzare a occhi nudi le bellezze del firmamento.

Il nome della nostra galassia trae origine dall’enorme numero di stelle presente in cielo in corrispondenza del piano galattico; vedendo quest’ultimo di profilo, dato che noi ne siamo inglobati all’interno, ha fatto sì che i nostri antenati associassero la sua luminosità al colore bianco del latte: da qui Via Lattea, cioè una striscia luminosa bianca come il latte.
Infatti la parola galassia oggi diffusa a livello globale e scientifico deriva dal greco galaxìas, che significa letteralmente “di latte, latteo“.

La Via Lattea, la nostra galassia, fotografata dalla cima del monte Cerro Paranal, situato nel deserto di Atacama in Cile. Se ognuno di noi si recasse in un posto lontano da città o centri abitati, nelle notti serene senza Luna nel cielo, potrebbe stupirsi di come possa apparire luminosa la nostra galassia vista di profilo.

Un viaggio interstellare a bordo della “nave spaziale” chiamata sistema solare

La velocità media stimata dai ricercatori della NASA del Sole lungo la sua orbita attorno al centro galattico è di 828.000 km/h (~230Km al secondo); per completare un giro la nostra stella impiegherebbe circa 230 milioni di anni: un orbita completa è stata chiamata anno galattico.
Dato che tutti gli oggetti legati gravitazionalmente al Sole orbitano attorno ad esso ognuno in maniera diversa, guardando questa animazione possiamo comprenderne l’armonia e al tempo stesso la complessità dei moti orbitali degli oggetti del sistema solare; ciò che li lega insieme e che rende possibile questa danza di orbite è la forza di gravità.

Rappresentazione artistica non in scala dei moti orbitali dei pianeti interni del sistema solare rispetto al movimento del Sole attorno al centro della galassia. Guardando questa animazione è possibile avere una vista d’insieme del moto complessivo del Sole e di tutti gli oggetti che si porta dietro lungo un orbita galattica (crediti:morn1415).

Nel 2013 è stata realizzata, da parte di alcuni ricercatori appartenenti all’agenzia statunitense NASA, una riunione multimediale di discussione e presentazione dei dati raccolti dalla missione spaziale IBEX. Questa missione, ad oggi ancora operativa, consiste nel lancio di un satellite con il compito di raccogliere informazioni sul confine esterno interstellare del sistema solare.
In base alla raccolta di tre anni di dati è stato scoperto che l’orbita del Sole attorno al centro galattico fa assumere all’eliosfera una forma simile ad una enorme cometa: l’equilibrio variabile tra la spinta verso l’esterno del vento solare e la pressione verso l’interno dei gas interstellari fa sì che si formi una struttura simile a una coda, composta da particelle.

In questa animazione della NASA, disponibile con sottotitoli in italiano, sono mostrati i risultati della missione IBEX (Interstellar Boundary EXplorer) che ha mappato i confini della coda del sistema solare, chiamata “heliotail”. Combinando le osservazioni dei primi tre anni di immagini, gli scienziati hanno mappato una coda che mostra una combinazione di particelle che si muovono velocemente e lentamente. L’intera struttura è attorcigliata, perché è soggetta alla spinta e all’attrazione dei campi magnetici esterni al sistema solare.

Le condizioni necessarie per formare la nostra eliosfera, vale a dire l’equilibrio tra il vento stellare che spinge verso l’esterno e la compressione verso l’interno del gas interstellare circostante, sono così comuni che forse la maggior parte delle stelle ha strutture analoghe: le astrosfere.

Immagine reale ottenuta dal telescopio spaziale Hubble della Nebulosa di Orione, in cui si vede chiaramente un esempio dell’astrosfera di una stella. A sinistra di questa si può notare l’arco d’urto (shock bow) tra il vento stellare da essa prodotto e i gas presenti nella nebulosa a cui appartiene.

Fotografia reale ravvicinata di una stella che corre nello spazio più velocemente di un proiettile, ripresa in questa immagine del Galaxy Evolution Explorer della NASA. La stella, chiamata Mira, viaggia a 130 chilometri al secondo, o 468.000 Km/h: mentre si muove perde materiale. In questa immagine Mira sta viaggiando da sinistra verso destra. È visibile come il punto rosato nella forma a bulbo di destra. Il punto giallo in basso è una stella in primo piano. Mira sta viaggiando così velocemente che sta creando un arco d’urto (bow shock), un accumulo di gas davanti a sé, come si può vedere in questa immagine. Come una barca che viaggia sull’acqua, davanti alla stella si forma un’onda d’urto nella direzione del suo movimento. Questa immagine è stata realizzata dai dati catturati con i rilevatori del lontano e del vicino ultravioletto del Galaxy Evolution Explorer tra il 18 novembre e il 15 dicembre 2006. Ha un tempo di esposizione totale di circa 3 ore.

BZ Cam è un sistema stellare binario che non è ancora ben compreso; la luce sembra tremolare in modo imprevedibile e viene espulso un vento di particelle insolitamente grande. Nella fotografia sopra, il vento di BZ Cam crea un grande arco d’urto (bow shock) mentre il sistema si muove attraverso il gas interstellare circostante. Questo sistema binario di stelle si trova a circa 2500 anni luce di distanza da noi, verso la costellazione della Giraffa.

Il moto orbitale rispetto al centro galattico del nostro sistema solare è tale da far attraversare a tutti noi zone di spazio interstellare praticamente mai attraversate prima.

La traiettoria esatta del Sole lungo questo movimento è influenzata soprattutto dalle masse gravitazionali degli oggetti che gli sono vicini: ora in questo articolo abbiamo preso in considerazione solo i movimenti della nostra stella, ma non dobbiamo dimenticarci che tutto quello che a noi sembra perfettamente immobile ha in realtà un suo moto e una sua velocità propria, lungo una traiettoria orbitale anch’essa propria, unica per ogni oggetto celeste.

L’apparente immobilità degli oggetti nel firmamento è data dal nostro relativo punto di vista umano. In altre parole la durata della nostra vita media rispetto alle scale temporali cosmiche è quasi insignificante.
Ad esempio, facendo una semplice proporzione matematica, gli 80 anni della durata media di una vita umana terrestre in un paese benestante del nostro pianeta, equivarrebbero a circa 10,9 secondi galattici.

Se per pura ipotesi potessimo accelerare improvvisamente il tempo, vedremmo che ogni singolo puntino luminoso nel cielo stellato inizierebbe a muoversi in maniera unica e autonoma, ma sempre e comunque secondo gli equilibri dettati dalle forze gravitazionali.

Andrea Macchiarini

10 Marzo 2024

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IMPORTANTE: con riferimento ai siti en.wikipedia.org e it.wikipedia.org, queste fonti di seguito riportate sono state menzionate esclusivamente per questioni di semplicità: sono solo raccolte di nozioni e informazioni. All’interno di essi, in base all’argomento trattato, sono comunque sempre presenti i riferimenti per andare a controllare e trovare il sito web o la risorsa da cui le informazioni sono state prese e ripubblicate.

Fonti: https://phys.org/news/2021-06-boundary-heliosphere.html
https://it.wikipedia.org/wiki/Eliosfera
https://it.wikipedia.org/wiki/Eliopausa
https://svs.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/details.cgi?aid=11301
https://svs.gsfc.nasa.gov/11306
https://en.wikipedia.org/wiki/Galactic_year
https://science.nasa.gov/sun/facts/
https://starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/questions/question18.html
https://www.youtube.com/watch?v=fJuaPyQFrYk
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/abf658
https://it.wikipedia.org/wiki/Via_Lattea
https://newsarchive.berkeley.edu/news/media/releases/2006/01/09_warp.shtml
https://science.nasa.gov/resource/the-milky-way-galaxy/
https://it.wikipedia.org/wiki/Inquinamento_luminoso
https://it.wikipedia.org/wiki/Galassia
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heliosheath.JPG
http://www.galex.caltech.edu/media/glx2007-04r_img02.html
https://apod.nasa.gov/apod/ap001128.html

Immagini: https://svs.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/details.cgi?aid=11301
https://science.nasa.gov/resource/the-milky-way-galaxy/
https://www.youtube.com/watch?v=fJuaPyQFrYk
https://www.eso.org/public/spain/images/_DSC7159-CC/?lang
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heliosheath.JPG
http://www.galex.caltech.edu/media/glx2007-04r_img02.html
https://apod.nasa.gov/apod/ap001128.html

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