Stelle da paura A caccia dei misteri spaventosi del cielo di Margherita Hack e Gianluca Ranzini Sperling & Kupfer 2012 pp.

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1 Stelle da paura A caccia dei misteri spaventosi del cielo di Margherita Hack e Gianluca Ranzini Sperling & Kupfer 2012 pp ,00 Abstract «Continuavamo a ricevere lettere, e mail, messaggini da persone che ci chiedevano: Esistono gli UFO?, È vero che le comete sono pericolose?, Siamo stati davvero sulla Luna? Ma come fare per dare una risposta a questi misteri una volta per tutte? Ci abbiamo pensato a lungo, e alla fine abbiamo deciso di aprire un agenzia di investigazioni cosmiche! Insomma, vorremo provare a trasformarci in una via di mezzo tra dei ghostbuster e dei CSI dello spazio per andare a indagare tutte le cose strane che avvengono in cielo. E per correre in aiuto delle persone che credono un po troppo alle superstizioni e alle tante leggende misteriose che hanno a che fare con gli astri.» La paura era la prima reazione degli uomini dell antichità vedendo il Sole oscurarsi in pieno giorno o il cielo notturno accendersi improvvisamente all orizzonte con lunghissime lingue di fuoco. Davanti a quei prodigi, fantasticavano di draghi celesti che divoravano gli astri, divinità in cerca di vendetta, presagi di sventure di ogni tipo. Oggi, noi che conosciamo bene le eclissi e le aurore boreali, e le osserviamo come meravigliosi spettacoli naturali, guardiamo a quelle superstizioni con un aria di superiorità Anche se poi, a dispetto di tutta la nostra scienza, aspettiamo la fine del mondo nel 2012, scrutiamo il cielo alla ricerca di un Ufo o ci preoccupiamo di venire colpiti da un asteroide gigante! Ma c è davvero qualcosa di pericoloso nel cielo? Per rispondere a questa domanda e liberarsi una volta per tutte dei timori infondati basta mettersi in contatto con l Agenzia di investigazioni spaziali, dove si può contare sulla presenza di un acchiappa-misteri stellare, ovvero Margherita Hack. Con l aiuto dei suoi assistenti e di apparecchi stratosferici, la simpatica astrofisica interviene a sfatare leggende e smascherare impostori, mostrando che la scienza può spiegare gli enigmi di ieri e di oggi, senza togliere agli oggetti celesti neppure una briciola del loro fascino. Margherita Hack ( ) ha passato oltre sessant'anni della sua vita a studiare il cielo. E stata professore emerito di Astronomia all università di Trieste, dove ha anche diretto l osservatorio astronomico, e socio nazionale dell Accademia del Lincei. Ha lavorato presso osservatori americani ed europei e con l ESA, l agenzia spaziale europea. Ha pubblicato lavori di ricerca, testi universitari e libri per il grande pubblico. Nel 1995 ha ricevuto il premio Internazionale Cortina Ulisse per la divulgazione scientifica. Con Sperling & Kupfer ha pubblicato Dove nascono le stelle (2004), Così parlano le stelle (con Eda Gjergo, 2007) e Notte di stelle (con Viviano Domenici, 2010). Gianluca Ranzini (Milano, 1964), astrofisico e giornalista, si dedica da anni alla divulgazione scientifica. Scrive per la rivista Geo e collabora con il Planetario di Milano, di cui è stato per diversi anni il direttore scientifico. E uno dei fondatori del Centro Studi di Esobiologia, che studia la possibilità di trovare la vita al di fuori della Terra. Tra le sue pubblicazioni, Dalla Luna alla terra (con Marta Erba e Daniele Venturoli, 2010); Astronomia (2007); La vita nell universo (con Luigi Bignami e Daniele Venturoli, 2007). Insieme, gli autori hanno pubblicato, con Sperling & Kupfer, un altro libro per ragazzi, Tutto comincia dalle stelle (2011).

2 Autori Margherita Hack (Firenze 1922 Trieste 2013) Gianluca Ranzini, nato il 20 aprile 1964; residente a Milano, gl.ranzini@gmail.com

3 Capitolo 4 È pomeriggio tardi, e siamo sul punto di chiudere bottega e andarcene a casa. È stata una giornata tranquilla, senza problemi particolari. Soltanto la chiamata di uno strano tipo che sosteneva di avere nel proprio garage un disco volante. Poi però ha messo giù il telefono e non se n è saputo più niente. Ma ecco che all improvviso in ufficio suona l allarme: la sirena inizia a squillare e luci di tutti i generi si accendono sui nostri strumenti. Le porte e le finestre si sigillano automaticamente e uno speciale dispositivo inizia a filtrare l aria, per non dover aspirare quella esterna. Dovete sapere che abbiamo installato un sistema che ci mette in guardia da qualsiasi pericolo possa provenire dallo spazio: asteroidi o comete in arrivo, satelliti artificiali che rischiano di precipitarci sulla testa, eruzioni solari Insomma, abbiamo pensato a ogni evenienza. Vogliamo essere sicuri di poterci difendere da tutti i potenziali rischi dal cielo. Ma questo tipo di allarme non aveva mai suonato, tanto che non sappiamo a quale genere di pericolo corrisponda. Alla fine, per capire che cosa stia accadendo, dobbiamo andare a consultare il manuale del sistema d allarme. Sfogliando le pagine arriviamo alla soluzione: la sirena che ulula implacabile nel nostro ufficio ci sta avvisando della possibile esplosione di una supernova vicina. Tra tutti i potenziali rischi che abbiamo incluso nel nostro sistema, questo è l ultimo che pensavamo si sarebbe mai attivato. L avevamo messo così per scrupolo, perché era in offerta nel pacchetto «pericoli spaziali». È così improbabile che esploda una supernova prossima a noi! Le supernovae sono bestie pericolose. Sono stelle che se ne stanno lì per milioni di anni e poi, senza avvertire nessuno, esplodono improvvisamente. D altra parte anche le stelle hanno una vita che non dura all infinito, e come gli animali e le piante nascono, vivono e poi muoiono. Certo, la differenza è che le stelle vivono molto, anzi moltissimo. Quelle che campano di meno riescono comunque a tirare avanti per decine di milioni di anni, mentre le più longeve superano i 10 miliardi di anni di esistenza. Questo è uno dei motivi per cui è difficile studiare l evoluzione degli astri: nell arco di una vita umana, e perfino da quando esistono civiltà intelligenti sul nostro pianeta, dal punto di vista delle stelle non è successo praticamente quasi niente Nel senso che quelle che vediamo oggi sono più o meno le stesse che splendevano nel cielo di o anni fa. E ben poche di esse hanno cambiato la loro luminosità in modo significativo. La differenza la fanno proprio le esplosioni delle supernovae. Ma perché, vi potreste chiedere, alcuni astri esplodono e altri no? Dipende dalla massa della stella. Solo quelle più massicce, quelle molto pesanti, quando esauriscono il carburante che permette loro di brillare per

4 milioni o miliardi di anni, vanno incontro a una instabilità così violenta che alla fine non reggono, e booommm!!! Il nostro Sole, invece, tanto per fare un esempio, è atteso da un destino molto più tranquillo: una volta esaurito il proprio combustibile, attraverserà alcune fasi di instabilità ma alla fine si spegnerà a poco a poco, in modo assolutamente sereno. Stiamo parlando ovviamente di un futuro molto lontano, tra qualche miliardo di anni. Ma forse invece di perdersi in chiacchiere è meglio cercare di capire che cosa abbia prodotto l allarme nel nostro sistema di controllo. Non ve l abbiamo ancora detto, ma è stato studiato per segnalare supernovae che esplodano nella nostra galassia, la Via Lattea. Tuttavia, è tanto sensibile che potrebbe aver segnalato anche un esplosione più lontana. O magari è addirittura un falso allarme Queste diavolerie moderne non è che funzionino proprio sempre. E poi è un sistema del tutto sperimentale: non ce l ha nessuno, a parte la M&G Space Investigations! Un rapido controllo ci mostra che apparentemente nessuna supernova è esplosa nella Via Lattea. Sarebbe stato davvero strano. Quindi non ci resta che allargare il raggio delle nostre ricerche, dando un occhiata per capire se sia successo qualcosa di esplosivo in una galassia relativamente vicina a noi. Non ci mettiamo molto a capire che il nostro congegno è scattato per l esplosione della supernova 2012AW, apparsa improvvisamente all interno della galassia M95, che è visibile nella costellazione del Leone e si trova a circa 32 milioni di anni luce dalla Terra. Abituati alla scala delle distanze sul nostro pianeta, o anche nel sistema solare, è lontana. Ma se guardiamo quanto spaventosamente lontane sono in media le galassie, è quasi una vicina di casa. In effetti abbiamo un sistema davvero molto sensibile! Porte e finestre si riaprono nello stesso momento. Falso allarme! M95 è una galassia che assomiglia alla Via Lattea, perché ha una forma a spirale come la nostra. È anche piuttosto luminosa: per vederla è sufficiente un telescopio amatoriale, di 20 o 25 centimetri di diametro. Non a caso fa parte dell elenco di oggetti «non stellari» (cioè nebulose, ammassi stellari e galassie) compilato già nella seconda metà del Settecento dall astronomo francese Charles Messier. Per la precisione è il novantacinquesimo dei circa 110 oggetti della sua lista: per questo si chiama M95 (M come Messier). La cosa interessante, a questo punto, non è tanto la galassia in sé ma la supernova che è esplosa al suo interno, e che ora splende con la luce di 500 milioni di soli! Non è incredibile? Una stellina che fino al giorno prima si confonde con tutte le altre all improvviso diventa straordinariamente brillante. Eppure per una supernova non è una cosa strana. Quando queste stelle

5 esplodono, a volte diventano più luminose dell intera galassia che le ospita! Nel frattempo, Luna si è intrufolata nel nostro ufficio e sta sbirciando le prime immagini della supernova che appaiono sui monitor. «Cosa state facendo?» chiede, facendoci sobbalzare. Ma non dovrebbe essere ora di cena? «Ho sentito un gran fracasso, una sirena che ululava» Sì, in realtà è scattato l allarme, forse dovremmo scusarci con i vicini Luna si fionda sotto la scrivania. Tranquilla, è tutto a posto. «Come tutto a posto, e l allarme allora? Stanno arrivando gli alieni? Sta per colpirci un asteroide?» Niente alieni e niente asteroidi, solo una supernova che è esplosa. «Una super-che?» mormora facendo capolino dal suo nascondiglio. Una supernova. «Io non lo so che cos è una supercosa! È pericolosa?» Una supernova, non supercosa E no, non è pericolosa. Almeno non questa. Vieni a vedere. Sulla parete di fronte scende un enorme schermo, che la copre interamente. Bello il nostro «cinema» casalingo, vero? Sullo schermo appare una sequenza di oggetti stupendi, dai colori vivissimi. Alcuni sono tondeggianti, altri sono semplici drappi di colore sospesi tra una stella e l altra. Sono quello che rimane quando una stella esplode. Si chiamano «resti di supernova» e sono immense nubi di gas che si dilatano nello spazio disegnando strane figure. La cosa più interessante è che, con questa esplosione, vengono rilasciati anche gli elementi chimici che la stella ha prodotto durante la sua vita e se ne creano di nuovi: carbonio, ossigeno, azoto, silicio. Da tutti questi elementi nascono poi nuovi astri, pianeti e anche tutte le forme di vita che conosciamo: l erba, il nostro corpo, il legno di cui è fatta la nostra scrivania, ma anche il ferro degli scaffali «Volete dire che anch io sono nata lassù?» Ma certo, noi tutti. E chissà quanto hanno viaggiato gli atomi di cui sono fatti i nostri corpi, prima di finire nella nebulosa solare dalla quale hanno avuto origine il Sole, poi i pianeti e infine gli esseri viventi! Possiamo dire quindi che dalla morte di una stella nascono tante altre cose. Non è affascinante? Insomma, le supernovae non producono solo danni. Anzi. Senza di loro non ci saremmo neanche noi. E sai un altra cosa strana? I resti che vedi in queste foto appartengono a stelle esplose centinaia o migliaia di anni fa. Se andiamo bene a vedere, anche la supernova che il nostro sistema ha segnalato oggi è molto vecchia: è esplosa 32 milioni di anni fa! «Cosa???» domanda Luna. «Bel catorcio di sistema di allarme! Ci mette 32 milioni di anni prima di suonare!? Ma dove lo avete comprato, di seconda mano su Internet?» Figurati, è all avanguardia, e ha funzionato benissimo! Vediamo un po come

6 possiamo spiegartelo Immagina che scendiamo in cortile con una palla, e che te la tiriamo da una ventina di metri di distanza. La palla ti arriva nell esatto istante in cui parte dalle nostre mani? «Be, no, ci vorranno un paio di secondi prima che mi arrivi» Ecco, in astronomia è lo stesso. Solo che la palla è la luce. Qualsiasi informazione che ci giunge dallo spazio viaggia a cavallo della luce, o meglio, delle onde elettromagnetiche, che comprendono oltre alla luce normale anche le onde radio, gli infrarossi, gli ultravioletti e altre radiazioni di alta energia, come i raggi X e gamma. «Sì, ma cosa c entra con il vostro sistema di allarme ritardato?» C entra. Le onde elettromagnetiche viaggiano alla velocità della luce, che è molto elevata, circa chilometri al secondo, ma non infinita. Quindi, per esempio, se una stella distante 100 anni luce emette un bagliore in questo preciso momento, a noi giungerà solo fra 100 anni, il tempo che tale bagliore impiega per percorrere la distanza che separa quella stella da noi. Lo stesso accade con una supernova: 2012AW è lontana 32 milioni di anni luce. Quindi se noi la vediamo esplodere adesso vuol dire che in realtà l esplosione è avvenuta 32 milioni di anni fa. «Quindi mi state dicendo che quando puntiamo gli occhi al cielo non vediamo niente in diretta?» domanda Luna preoccupata. Proprio così, vediamo tutto in ritardo. Nel migliore dei casi si tratta di un solo secondo, quando guardiamo la Luna, che dista da noi meno di chilometri. «Non avevo dubbi che la mia Luna avesse qualcosa di speciale!» Sì, ma già quando si osserva il Sole lo si vede come era 8 minuti fa. Anche i pianeti del sistema solare distano qualche decina di minuti luce. Se poi si passa alle stelle parliamo di decine, centinaia e anche migliaia di anni di ritardo. E le galassie ci appaiono addirittura come erano milioni o miliardi di anni fa. «Che roba è un po come guardare nel passato.» Infatti: per certi versi i telescopi sono strumenti che guardano indietro nel tempo, non soltanto lontano nello spazio Ma forse dovremmo tornare alla nostra supernova. Innanzitutto diciamo che a quella distanza non costituisce un pericolo, ma eventuali supernovae che esplodessero vicino al sistema solare potrebbero risultare addirittura letali. Per fortuna, mentre nelle altre galassie se ne osservano diverse decine ogni anno, nella Via Lattea sono piuttosto rare. Gli astronomi calcolano che in media ne possa esplodere una ogni 30 o 50 anni, ma di fatto non se ne vedono da più di 4 secoli: l ultima è stata nel La osservò niente meno che Keplero, il grande astronomo tedesco che scoprì le leggi che regolano il moto dei pianeti. Detto fra noi, una bella sfortuna. Infatti il telescopio, strumento che gli avrebbe permesso di vederla molto meglio, fu inventato appena 4 o 5

7 anni dopo. Oltre a questa, in più di anni è riportata l apparizione di altre 5 o 6 supernovae soltanto. Tutti questi avvistamenti sono stati accuratamente registrati dagli antichi astronomi. La supernova più famosa è probabilmente quella del 1054: ci sono documenti arabi e cinesi di quel periodo che attestano l apparizione di un nuovo astro, talmente brillante da restare visibile anche durante il giorno per oltre tre settimane. Naturalmente gli scienziati del tempo non potevano sapere di cosa si trattava, ma capirono di trovarsi di fronte a un evento straordinario. Vedi sullo schermo quella bellissima nuvola azzurra? Si chiama nebulosa Granchio, ed è ciò che rimane di quella esplosione. Messier l ha catalogata addirittura con il numero 1: M1. E in più all interno di questo resto si trova una sorpresa. «Cosa, cosa? Adoro le sorprese!» esclama Luna. Dentro a M1 c è una stella fatta completamente di neutroni: ciò che rimane dell astro che nel 1054 esplose come supernova. Perché a volte le stelle non si disintegrano completamente. Può rimanere un residuo molto speciale: una stella di neutroni che ruota rapidissimamente su se stessa. Gli astronomi chiamano questi oggetti pulsar, perché sembrano pulsare, nel senso che inviano verso la Terra un fascio di onde radio che appare e scompare, appare e scompare come il fascio di luce di un faro.