Scritto: Domenica, 03 Luglio 2022 07:33 Ultima modifica: Lunedì, 04 Luglio 2022 03:12

Incontri stellari e stabilità del Sistema Solare


Un nuovo studio fa aumentare la probabilità che un incontro ravvicinato con un'altra stella possa destabilizzare un sistema planetario, comunque su una scala di miliardi di anni, almeno nei nostri paraggi stellari.

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Il grafico sulla sinistra indica l'intervallo tipico tra due incontri stellari in funzione della entità della perturbazione, a destra in funzione della distanza minima raggiunta durante l'incontro
Il grafico sulla sinistra indica l'intervallo tipico tra due incontri stellari in funzione della entità della perturbazione, a destra in funzione della distanza minima raggiunta durante l'incontro
Credits: Brown e Rein, © 0000 RAS, MNRAS 000, 000–000

 Contrariamente a quello che si potrebbe pensare, il Sistema Solare non è stabile ma è un sistema caotico, nel senso che anche una perturbazione relativamente piccola potrebbe propagarsi e amplificarsi al punto da sconvolgerne l'assetto attuale. Questo è quanto emerse già alla fine degli anni '80 del secolo scorso, tramite simulazioni numeriche basate su modelli "secolari" a n-corpi (si veda ad esempio questo articolo). Tale caoticità, peraltro, rende impossibile predire in modo deterministico anche l'evoluzione del Sistema Solare sul lungo periodo e infatti, se da un lato recenti simulazioni suggeriscono una relativa stabilità nei prossimi centomila anni (si veda l'articolo da poco pubblicato in questo Blog da E.Bonora), su una scala di milioni o addirittura milia rdi di anni ben poco si può dire.

 A questo punto, percorrendo la strada dell'approccio probabilistico, due ricercatori canadesi (G.Brown e H.Rein) si sono divertiti a stimare quanto piccola può essere una perturbazione capace di stravolgere il Sistema Solare, ricalcolando anche la probabilità di simili eventi causati da incontri stellari più o meno ravvicinati, non solo nel caso del Sole ma anche in altri contesti stellari più affollati.

 Negli ultimi anni, diversi lavori sembravano indicare come, nel corso della sua esistenza, difficilmente il Sistema Solare sarebbe incorso in un incontro stellare talmente ravvicinato da destabilizzarlo. Invece, i due ricercatori mostrano come anche una perturbazione debole, dovuta ad un incontro non troppo ravvicinato e che causi una variazione dello 0,1% nel semiasse maggiore di Nettuno, sia capace di propagarsi e ripercuotersi sulle orbite dei pianeti interni, destabilizzando l'intero sistema solare anche se magari solo sul lungo termine (entro i 5 miliardi di anni).

 

Diversi ambienti stellari

 Nei dintorni del Sole, tipicamente le stelle hanno una massa di 0,3 masse solari, una velocità relativa sui 25 km/s e una densità di una stella ogni 7 Parsec3 o 250 anni luce cubici (mediamente a 6 anni luce una dall'altra); in queste condizioni, gli autori stimano che la frequenza degli incontri "critici" capaci di sconvolgere la struttura del Sistema Solare sia pari a uno ogni 170 miliardi di anni, una quindicina di volte di volte il tempo di vita del Sole. Questo significa che, da adesso fino alla fine del ciclo vitale del Sole, la probabilità di un incontro catastrofico con un'altra stella è dell'ordine del 3,5%, una eventualità piuttosto remota anche se non da escludere completamente..

 Le cose cambiano considerano altri luoghi, dove la densità stellare e la frequenza di incontri sono decisamente maggiori. Ad esempio, in un giovane ammasso aperto simile a quello in cui deve essere nato anche il Sole, si raggiungono le 100 stelle per pc3, peraltro con una bassa velocità le une rispetto alle altre, data l'origine comune. In questo contesto, ovviamente, gli incontri stellari sono centinaia di volte più frequenti e durano anche di più, il che ne amplifica l'effetto sugli eventuali sistemi planetari presenti. Se poi ci spostiamo nelle regioni centrali di un ammasso globulare, allora la densità stellare cresce di un fattore 10 ed un ulteriore ordine di grandezza si aggiunge se andiamo nel nucleo della galassia, dove però le velocità sono decisamente elevate e quindi gli incontri sono frequentissimi ma fugaci. Le caratteristiche dei vari ambienti e le corrispondenti frequenze di incontro sono riportate nella tabella qui sotto, dove τc è appunto l'intervallo di tempo tra due incontri critici per la stabilità dei sistemi planetari.

Incontri stellari 2

 La figura in apertura mostra questi risultati in forma grafica, con l'inverso della frequenza di un evento in funzione della variazione relativa del semiasse maggiore di Nettuno (a sinistra) oppure della distanza minima dell'incontro (a destra), nei vari ambiti stellari considerati. Gli autori sottolineano anche l'importanza degli incontri multipli, che aumentano l'effetto destabilizzante dovuto comunque all'interazione tra coppie di pianeti che si scambiano momento angolare cambiando orbita, nell'arco dei millenni.

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Letto: 819 volta/e Ultima modifica Lunedì, 04 Luglio 2022 03:12

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

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2 commenti

  • Comment Link Marco Di Lorenzo (DILO) Lunedì, 04 Luglio 2022 03:21 posted by Marco Di Lorenzo (DILO)

    Giustissima osservazione, la risposta alla domanda è ovvia e rimanda alla memoria il celebre messaggio di Arecibo, deliberatamente inviato quasi mezzo secolo fa ad un ammasso globulare,,,

  • Comment Link Massimo Martini Domenica, 03 Luglio 2022 18:46 posted by Massimo Martini

    Interessante articolo che porta a fare una considerazione in ottica di civiltà extraterrestri. In base a questi calcoli lo sviluppo di una civiltà extraterrestre sarebbe molto più facilitata nelle zone periferiche, e poco affollate, delle galassie. Insomma proprio dove abitiamo noi! Infatti, nonostante il numero più elevato di stelle a disposizione negli ammassi stellari e nel centro delle galassie, gli sconvolgimenti potrebbero mettere presto fine allo sviluppo di civiltà tecnologiche. Quindi si pone una domanda... ha più senso ascoltare possibili segnali extraterrestri verso il centro della galassia, dove vi sono la maggior parte dei sistemi stellari, oppure verso la periferia?

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