Quando il Sole distruggerà la Terra

a cura di Gianluca Turconi

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Le stelle, al pari degli esseri viventi, hanno un ciclo vitale: nascono, trascorrono una vita da "adulti" e alla fine muoiono. Il nostro Sole, in quanto stella come le altre, non è differente. Anch'esso, a un certo punto, arriverà al termine del proprio ciclo vitale e, per quanto ne sappiamo oggi dal punto di vista scientifico, porterà con sé nella propria distruzione finale anche la Terra.

Il nostro Sole visto da vicino - Immagine in pubblico dominio. fonte Wikimedia Commons, utente Jaharwell

Il nostro Sole visto da vicino.

Questa notizia è terrificante e certa, tuttavia non dobbiamo subito convertirci a credi religiosi apocalittici, perché il ciclo vitale del sole si svolge su un ordine temporale ben diverso da quello a cui siamo abituati come esseri umani.

Secondo le teorie scientifiche più accreditate, il Sole è nato da 40 a 50 milioni di anni prima della Terra che, da parte sua, ha all'incirca 4,5 miliardi di anni, la presenza della specie homo sapiens nelle sue forme più primitive sul nostro pianeta è databile a circa 300.000 anni fa, mentre la stella che ci illumina a ogni alba ha all'incirca altri 7-8 miliardi di anni di vita a partire da oggi.

Come si vede, la fine del nostro Sole non è una preoccupazione immediata. Messi da parte i timori di un'apocalisse ormai prossima, scopriamo in quale modo il Sole dovrebbe morire al termine del suo ciclo vitale.

Vita e morte di una stella (e dei suoi pianeti)

La teoria scientifica attualmente dominante sulla nascita del nostro Sistema Solare è chiamata Teoria Nebulare. Essa ritiene che tutto abbia avuto inizio un po' più di 4,5 miliardi di anni fa quando una nube molecolare di gas idrogeno e polvere cominciò a collassare su sé stessa al centro, in quanto il gas ha una massa tale da concentrarsi a causa del proprio peso. Ciò creò regioni più dense che, in base alla legge di conservazione del momento angolare, cominciarono a ruotare, raccogliendo la maggior parte della massa nel mezzo (il Sole) e il resto all'esterno in un ampio disco (i pianeti). La concentrazione dell'idrogeno creò anche un'enorme pressione al centro, dando origine a una "proto-stella", cioè una stella in divenire. La pressione provocò il riscaldamento del gas e la sua ionizzazione. Gli atomi di idrogeno, ognuno contente un singolo protone, si fusero con altri atomi di idrogeno rilasciando energia sotto forma di calore e pressione diretta verso l'esterno che interruppe il collasso del gas verso il nucleo.

Così nacque il Sole.

Questo processo, tuttavia, non può ripetersi all'infinito, in quanto è collegato alla presenza di materia (gas) che viene continuamente consumata. L'idrogeno si trasformerà in elio, l'equilibrio raggiunto verrà a poco a poco meno e il nucleo solare ricomincerà a restringersi, permettendo agli strati più superficiali del Sole di avvicinarsi al nucleo e creando una maggiore forza gravitazionale.

Il Sole ha riserve di idrogeno tali da continuare in questo ciclo per miliardi di anni, tuttavia alla fine tutto l'idrogeno solare si fonderà e trasformerà in elio. A quel punto, il collasso del nucleo del Sole su sé stesso sarà inevitabile. In questo nuovo stato, non si produrrà sufficiente pressione per arrivare alla fusione dell'elio e a un nuovo punto di equilibrio. L'idrogeno rimanente negli strati esterni della nostra stella le permetterà di brillare ancora, mentre il nucleo di elio continuerà a collassare su sé stesso, aumentando sempre di più calore e pressione. Ci si troverà quindi di fronte a una gigante rossa in espansione, una stella con piccola massa, concentrata in massima parte nel nucleo, e strati esterni rarefatti e molte meno caldi rispetto alle temperature attuali del Sole. Le dimensione di questi "mostri" stellari sono notevoli. Per esempio, Betelgeuse, gigante rossa presente nella costellazione di Orione, ha dimensioni stimabili a 500 volte quelle del nostro Sole.

Ora, con minima riflessione, si può capire che una maggiore dimensione del Sole provocherebbe seri problemi per i pianeti più vicini a esso, inclusa la Terra. Con precisione, quanto vicino sarebbe "troppo vicino" al Sole-gigante rossa? Uno studio del 2008 condotto dagli astronomi Klaus-Peter Schröder e Robert Connon Smith stima che la nostra stella diventerà così grande che la sua superficie esterna si allargherà di 170 milioni di chilometri, inglobando le orbite di Mercurio, Venere e la stessa Terra in soli cinque milioni di anni, un periodo estremamente breve in termini cosmici.

Il fatto che il Sole-gigante rossa ingloberà le orbite attuali dei pianeti più interni del Sistema Solare non significa necessariamente che essi saranno distrutti in quel momento. Potrebbero invece essere sospinti in un'orbita più esterna dalla forza gravitazionale del Sole in espansione. Succederà anche alla Terra?

Schroder e Smith hanno cercato una risposta anche a questa domanda.

Rapporto di dimensioni tra l'attuale Sole e la stella come gigante rossa - Immagine in pubblico dominio, fonte Wikimedia Commons, utente Henrykus

Rapporto di dimensioni tra l'attuale Sole e la stella come gigante rossa.

Purtroppo per la Terra, secondo i due astronomi, essa non sopravviverà all'espansione solare. Anche se fosse spinta su un'orbita il 50% più lontana dal sole rispetto a oggi (1,5 Unità Astronomiche), non avrà scampo comunque, perché il Sole si espanderà per almeno ulteriori 0,25 UA, lasciando poche possibilità di sopravvivenza al nostro pianeta, almeno in base ai modelli gravitazionali attualmente utilizzati.

A ogni modo, la Terra sarebbe in buona compagnia, anche Marte diverrà inabitabile. Una volta che il Sole si sarà trasformato in una gigante rossa, la zona abitabile del nostro Sistema Solare si sposterà tra 49 e 70 Unità Astronomiche, tanto che persino Nettuno nella sua attuale orbita sarà troppo caldo per la vita. Forse solo Plutone e i planetoidi ghiacciati al di là della sua orbita potrebbero avere una temperatura adatta alla vita umana come la conosciamo oggi.

A quel punto, tuttavia, la Terra sarà letteralmente polvere da un bel pezzo.

Morte prematura?

Quindi abbiamo ancora 7-8 miliardi di anni prima che il Sole diventi un pericolo per la Terra?

Non proprio.

Come scritto, quando il nucleo del Sole si sarà saturato di elio, la nostra stella emetterà più energia, divenendo tra un miliardo di anni almeno il 10% più brillante rispetto a ora.

Questa percentuale può apparire bassa, eppure un tale aumento potrebbe avere conseguenze catastrofiche per il nostro pianeta. Nonostante ciò che accadrà esattamente alla Terra non sia del tutto chiaro, l'opinione generale in ambito scientifico è che la maggiore brillantezza del Sole causerà un'elevata evaporazione dell'acqua sulla superficie terrestre, per essere poi trattenuta nell'atmosfera sotto forma di vapore acqueo, un temuto gas serra, che intrappolerà il calore e causerà un'accelerazione dell'evaporazione.

Alla fine, prima ancora di esaurire l'idrogeno superficiale, la luce ad alta energia del Sole bombarderà la nostra atmosfera dividendo l'acqua nei suoi componenti base, idrogeno e ossigeno. Non ci saranno più piogge e la Terra diventerà asciutta e desertica.

Facendo un rapido calcolo, anche se l'aumento di brillantezza del 10% tra un miliardo di anni non fosse sufficiente a eliminare l'acqua dalla Terra, tra 4 miliardi di anni il Sole brillerà il 40% in più, aumentando la temperatura fino al punto di ebollizione degli oceani, naturalmente dopo aver sciolto le calotte polari e aver eliminato qualunque umidità dall'atmosfera, ormai composta da gas inadatti alla vita.

La Terra, prima rigogliosa, diventerebbe un pianeta desolato e circondato da gas serra, come Venere. È questa dunque la fine che ci attende?

Forse sì, forse no. E il no non è necessariamente una risposta ottimistica.

Infatti, la razza umana potrebbe distruggere il suo unico habitat molto prima, con una guerra nucleare, con un effetto serra galoppante causato dal nostro inquinamento, con lo sterminio di animali e piante a causa del nostro sfruttamento intensivo. Oppure qualche intervento esterno, come un inaspettato asteroide, potrebbe farci fare la fine dei dinosauri.

Tuttavia, esiste una possibilità, seppur piccola, che per il tempo in cui il Sole diventerà una gigante rossa, gli esseri umani avranno imparato a viaggiare tra le stelle in cerca di una nuova casa o avranno acquisito una tecnologia tale da intrappolare l'energia della gigante rossa per volgerla a proprio favore.

In una situazione come quella illustrata sulla morte del Sole, un pizzico di inevitabile ottimismo umano non guasta, non è vero?

Fonti e letture consigliate

https://www.independent.co.uk/

https://www.livescience.com/

https://www.universetoday.com/

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