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Il Sole sarà una minaccia per la Terra tra milioni di anni?

© REUTERS / Diego VaraEclissi totale di Sole in Brasile
Eclissi totale di Sole in Brasile - Sputnik Italia
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Tutti sanno che la vita sulla Terra dipende dal Sole. L’uomo sin dall’antichità ha dedicato particolare attenzione allo studio della nostra stella per essere pronto ad affrontare le conseguenze del suo imprevedibile comportamento.

Uno degli organi che in Russia si occupa di studiare il Sole è l’Istituto di studi cosmici dell’Accademia nazionale russa delle Scienze (RAN). Sputnik ha intervistato per voi Anatoly Petrukovic, direttore dell’Istituto, grazie al quale scoprirete in che modo il Sole influenza la Terra, quando la stella diventerà un pericolo per l’uomo e quale sarà il prossimo ciclo di attività solare.

— Fra quanti anni il Sole esaurirà la sua energia e costituirà una minaccia per noi?

— Il Sole è una stella comune, una subnana gialla. Sappiamo bene come è costruita questa stella: si tratta di un corpo celeste piuttosto semplice dal punto di vista fisico e astronomico. Volumi sufficientemente consistenti di gas (in prevalenza idrogeno) hanno preso fuoco per la forza di gravità all’interno della sfera e si sono surriscaldati a tal punto da scatenare all’interno della stessa una reazione termonucleare. L’energia prodottasi si è propagata fino sulla superficie della stella e viene emessa sotto forma di radiazione.

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Il Sole ha circa 4,5 miliardi di anni e gli rimane da vivere nello stato attuale un periodo di tempo analogo a quello già passato. Si tratta del tipico ciclo di una stella di questo genere. Quando si avvicina allo stadio finale, comincia a trasformarsi in una gigante rossa, si espande ed eventualmente potrebbe inghiottire anche la Terra.

La nostra stella, alla nascita, era più fredda rispetto a oggi. Con il tempo si è gradualmente surriscaldata e il flusso di radiazioni da essa emesso è cresciuto. Secondo la concezione odierna il Sole comincerà a costituire una minaccia per la Terra solo tra alcune centinaia di milioni di anni poiché il flusso di calore emesso dal Sola diventerà eccessivo per il clima terrestre. Ma l’uomo ha davanti a sé tempo a sufficienza per risolvere in qualche modo questo problema, ad esempio, regolando le variazioni atmosferiche oppure semplicemente trasferendosi su altri corpi celesti.

— In che modo l’aumento del calore emesso dal Sole influisce sul nostro clima?

— Se la temperatura aumentasse, maggiori quantità di acqua evaporerebbero, farebbe più caldo e ci sarebbe più umido. Tuttavia, l’equilibrio termico nell’atmosfera e l’effetto serra sono processi molto complessi strettamente all’oceano, la biosfera e la superficie terrestre. A mio avviso, nessuno può affermare con certezza che tale fenomeno esercita in linea generale una qualche influenza. Si tratta di un fenomeno assolutamente non lineare, dunque qualsiasi scenario appare possibile. Prendiamo l’esempio di Venere dove, in circostanze paragonabili a quelle terrestri, l’effetto serra è arrivato a far toccare punte di 500°. D’altro canto, se sulla Terra oggi non vi fosse l’effetto serra, le temperature sarebbero in media intorno ai -20°. Pertanto, in parole povere, il nostro effetto serra è una grandezza selezionata con cura esclusivamente per noi terrestri. Dal punto di vista probabilistico, il clima terrestre oggi è come un oggetto prezioso in equilibrio precario. La Terra si trova in questa condizione assai favorevole da alcuni miliardi di anni e questo ha favorito la nascita della vita.

— Il precedente ciclo di attività solare è stato estremamente tranquillo. Pareva che il Sole si fosse addormentato. Cosa si prevede per il nuovo ciclo?

— Ogni 11 anni in corrispondenza dell’apice dell’attività solare del dato ciclo si verifica una variazione della polarità del campo magnetico solare e l’energia eccedente, accumulata in tale campo magnetico, viene emessa sotto forma di macchie e brillamenti solari. Nell’ultimo ciclo conclusosi il massimo solare è stato piuttosto debole, dunque abbiamo registrato pochi brillamenti e macchie sia in termini di superficie sia di intensità. Di conseguenza, anche le tempeste solari si sono presentate in numero ridotto. Ma il Sole di per sé non si è addormentato. Infatti, simili riduzioni dell’attività solare si sono registrate diverse volte negli ultimi 400 anni di osservazione della stella.

L’inizio del prossimo ciclo solare è previsto già per i prossimi mesi, ma è molto difficile prevedere come sarà. In linea generale siamo entrati in un’epoca di ridotta attività solare e gli scienziati concordano sul fatto che i prossimi cicli saranno piuttosto deboli. Dunque, anche le tempeste solari diminuiranno in numero.

Le tempeste solari in un ciclo di debole attività arrecano minori danni alla Terra, ma vi è comunque un rovescio della medaglia: infatti, in caso di ridotte radiazioni solari aumentano le radiazioni cosmiche provenienti dalla galassia. E mentre per la Terra questo non costituisce un elemento degno di nota, lo è in maniera significativa per i viaggi interplanetari.

— In che misura è possibile prevedere il comportamento del Sole? È possibile prevedere eventuali conseguenze catastrofiche per la Terra?

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— Bisognerebbe riuscire a capire quale forza può assumere un brillamento solare o il campo magnetico di una macchia solare o ancora capire quali dimensioni può presentare una macchia. È raro che assumano grandi dimensioni. Anni di osservazioni del Sole hanno dimostrato che la sua dinamica non prevede un accumulo di volumi importanti di energia. Si registrano brillamenti significativi su altre stelle le quali tuttavia presentano caratteristiche leggermente diverse dal Sole. A breve termine sarebbe più corretto concentrarsi sui brillamenti di massimo rilievo che abbiamo registrato nel tempo. Ad esempio, il brillamento del 1972 che fortunatamente non colpì la navicella americana Apollo diretta verso la Luna o ancora la tempesta solare nel 1859, il cosiddetto evento di Carrington, che è la più intensa nella storia, ma non fu catastrofica. In quell’occasione a risentirne maggiormente furono i telegrafi: l’Europa intera di fatto fu privata dei suoi collegamenti poiché il telegrafo costituisce un’antenna ideale per la ricezione dell’attività solare e magnetica.

Oggi è meno probabile che si verifichino significative tempeste solari, ma non è possibile affermarlo con certezza. Si registra anche una teoria secondo la quale in corrispondenza di un massimo solare l’attività della stella sarebbe così elevata che l’energia non si accumulerebbe ma verrebbe rilasciata in un solo colpo. Mentre in una fase di calo dell’attività solare, cioè in un periodo più tranquillo, l’energia riesce a concentrarsi in una grande macchia solare.

— È possibile che il Sole esploda improvvisamente?

— È poco probabile. Il comportamento del Sole in qualità di reattore termonucleare viene monitorato in maniera costante. Se parliamo dell’influsso esterno esercitato sulla nostra stella, nel caso di esplosione di una stella vicina passeremmo dei bei guai. Tuttavia, ci troviamo in un luogo tranquillo all’interno della galassia dove non si registra la presenza ravvicinata di supernove. Più vicine a noi sono stelle che teoricamente potrebbero esplodere e che si trovano ad alcune decine di anni luce. Si tratta di giganti blu che si trovano a uno stadio prossimo all’esplosione. È piuttosto difficile pensare a qualche altro evento che possa influenzare il nostro Sole, pertanto tutte queste previsioni non sono fondate dal punto di vista scientifico. Ad esempio, possiamo ipotizzare che arriveranno degli alieni a noi avversi e che ci stermineranno. Gli scenari possibili sono innumerevoli nel caso di esplosione di una stella, ma non dobbiamo preoccuparcene al momento.

— L’uomo è in grado di creare un Sole artificiale?

— Si tratta di un obiettivo che richiederebbe 500 milioni di anni per essere conseguito. Se prendiamo il Sole come fonte energetica della Terra, ci basta quello. Dovremmo semplicemente creare una fonte di energia in grado di generarne a sufficienza per la civiltà umana.
I volumi di energia disponibile per l’uomo dal Sole sono molto ridotti. Possiamo dire che l’uomo in termini energetici si trova allo stadio di un neonato che dipende interamente dalla madre, ossia il Sole. E questo in realtà è di per sé una buona cosa perché, se oggi generassimo un’energia paragonabile a quella del Sole, bruceremmo. Dopotutto, qualunque tipo di energia è stato creato dall’uomo alla fine veniva trasformato in calore e parte di tale energia veniva persa immediatamente. Pertanto, bisognerebbe inventare un reattore “sostitutivo” del Sole e tenere in considerazione la questione del riciclo del calore. Si tratta di un problema non trascurabile nemmeno per il reattore cosmico la cui costruzione è prevista per il 2030.

— Il Sole è oggetto di osservazione da parte di un ampio spettro di dispositivi. Quale aspetto del Sole interessa maggiormente gli scienziati? Sono previsti lanci di satelliti russi?

— Noi riusciamo a identificare chiaramente una macchia solare, ma non capiamo in che modo si formi un brillamento. Dunque, non riusciamo a prevederlo.

Non comprendiamo fino in fondo in che modo si venga a creare il vento solare. Pensiamo che si tratti semplicemente di una corrente di gas caldo nel vuoto, ma quando cominciamo a effettuare delle misurazioni non registriamo compatibilità con alcun modello in termini di velocità o temperatura. Vi è una qualche fonte di energia ulteriore.

La questione può essere risolta soltanto con un satellite che si avvicini all’area in cui il vento solare acquista velocità, circa a 2,8 milioni di km dal Sole.

Non riusciamo a comprendere esattamente in che modo il vento solare trasmetta energia alla Terra e per quale motivo si produca l’aurora polare. Ci sarebbero tantissime cose che vogliamo studiare…

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Speriamo che vengano lanciati nello spazio due satelliti Ionosfera per lo studio dell’impatto del Sole sulla ionosfera terrestre nel 2021 e altri due nel 2024. In tutto sulla Terra oggi sono operative decine di dispositivi che osservano, come si dice in gergo, il clima spaziale.

Prevediamo nel 2025 il lancio del satellite russo Rezonans che studierà l’impatto del vento solare sulla Terra. Vi è anche un secondo gruppo di sonde Rezonans finalizzate a monitorare le fasce di Van Allen, la zona più pericolosa della magnetosfera terrestre nella quale operano i satelliti geostazionari di collegamento.

Si prevede altresì il lancio di un paio di sonde: Arka che studierà i dettagli della corona solare e le emissioni di plasma dalla superficie al vento solare e Intergeliosond che si occuperà di monitorare i poli solari.

Ciò che ci manca è un satellite che monitori il vento solare. Un dispositivo del genere di consentirebbe di prevedere con grande precisione il clima spaziale con alcune ore di vantaggio poiché riusciremmo a misurare le perturbazioni interplanetarie prima che interessino la Terra.

— Sarebbe utile per gli scienziati recarsi sulla superficie solare?

— Questo è impossibile. Ma, come ho detto, vorremmo recarci nell’area in cui si verifica l’accelerazione del vento solare. Per fare questo avremmo bisogno di piccole sonde kamikaze in grado di avvicinarsi abbastanza da riuscire a trasmettere le informazioni a un satellite più grande prima di prendere fuoco. Sono in fase di discussione le idee del progetto che vedrà la sua realizzazione dopo il 2030.

— L’attività solare è un fattore decisivo per i viaggi interplanetari. In che misura la radiazione limita la permanenza dell’uomo nello spazio?

— Se viaggiamo oltre i confini del campo magnetico terrestre, cominciano i problemi: i raggi cosmici solari durante i brillamenti e la radiazione cosmica galattica.

I brillamenti solari sono di difficile previsione, pertanto vanno calcolati in maniera prettamente statistica con dei valori mediani. Mentre le radiazioni galattiche sono di più facile previsione.

Entrambe le tipologie di radiazione presentano pro e contro. Ci si può riparare dai brillamenti solari in un’area più protetta. Mentre non è possibile ripararsi dalle radiazioni galattiche che passano attraverso la materia e in presenza di pareti più spesse generano una radiazione secondaria ancor più pericolosa.

Ad oggi pare che i viaggi lunari di un paio di settimane siano sicuri in assenza di brillamenti solari di rilevante portata. Infatti, nell’ambito del futuro programma lunare sono inserite di norma spedizioni di breve durata: atterraggio, conduzione degli esperimenti, manutenzione della strumentazione, ritorno.

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Le proprietà dello spazio interplanetario sono di fatto identiche a quelle della Luna e di Marte ad eccezione di una piccola differenza legata alla distanza dal Sole. Pertanto, il problema principale è riuscire a proteggere l’uomo nel viaggio su Marte. Infatti, un viaggio completo comporta un impegno di 6 mesi per l’andata e 6 mesi per il ritorno, il che significa una buona dose di esposizione alle radiazioni. Al momento stiamo elaborando diverse modalità di protezione (ad esempio, disponendo i serbatoi di carburante intorno al compartimento dove vivono gli astronauti), ma non c’è ancora una soluzione definitiva.

Ad ogni modo gli scienziati si stanno confrontando non tanto sulle modalità corrette di protezione, quanto sulla correttezza dei modelli di radiazione.

Per il mantenimento della protezione sulla superficie lunare e marziana sarà necessario scavare rifugi a qualche metro di profondità. Teoricamente questo dovrebbe essere sufficiente. Questione a parte è capire se avrà senso o meno vivere su questi pianeti senza la possibilità di uscire fuori dai bunker.

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