Il nostro Sistema Solare è continuamente “bombardato” da frammenti di materia interstellare. Questi visitatori galattici – particelle atomiche e grani di polvere – attraversano gli spazi interplanetari, entrando in collisione con i corpi celesti più grossi del Sistema Solare, come la Terra e gli altri pianeti. Sebbene ciascuna particella sia microscopica, in totale la massa di materia interstellare presente nel Sistema Solare è enorme. Basti pensare che, circa il 98 % della frazione di gas presente nell’eliosfera – il volume di spazio “riempito” dal vento solare – è formato da materia interstellare! In che modo queste particelle interagiscono con l’ambiente di un pianeta? Hanno un impatto significativo sulla sua atmosfera? Nessuno è in grado di rispondere a queste domande!
Ma avete mai provato a immaginare quale aspetto possa avere l’ambiente galattico che circonda il nostro Sistema Solare?
Il mezzo interstellare nel quale siamo “immersi” è tutt’altro che omogeneo. Gli astronomi osservano, infatti, nubi di gas e polveri, che oltre a presentare strutture elaborate e peculiari, come filamenti, nodi e cappi, sono caratterizzate da valori di densità, temperatura e composizione chimica assai eterogenei. Inoltre, nel corso dei milioni di anni, queste nubi si formano per poi disperdersi ogniqualvolta i venti stellari o le esplosioni di supernovae “spazzano via” il mezzo interstellare. Di conseguenza, il Sole durante i suoi 5 miliardi di anni di storia deve avere sperimentato una gran varietà di ambienti galattici. In che modo il Sistema Solare risponde a questi cambiamenti? Un ruolo di primaria importanza lo ricopre il vento solare, il quale “modula” ciò che può e non può passare attraverso il Sistema Solare, proteggendo soprattutto le regioni più interne dal “vagabondaggio” delle particelle cosmiche.
La nube interstellare che ci “avvolge” (ormai da circa 250.000 anni), indicata usualmente come “nube interstellare locale”, è una nube calda, tenue, parzialmente ionizzata, formata, come tutte le nubi interstellari, da gas e polveri. Le polveri costituiscono solo l’1 % della massa della nube, mentre la composizione chimica è molto simile a quella del Sole, con circa il 90 % di idrogeno, il 9,99 % di elio e il rimanente 0,01 % formato dagli elementi più pesanti.
Il Sole, insieme alla “nube interstellare locale”, si trova attualmente sul bordo della cosiddetta “Local Bubble”, un enorme “cavità” all’interno del gas interstellare presente nelle vicinanze galattiche. Questa cavità, oltre ad essere “abbastanza” vuota (ha una densità di meno di 0,001 atomi/cm3), è anche “abbastanza” calda, circa 106 K. Per confronto, la nube interstellare che circonda il Sistema Solare è ben più fredda (circa 7000 K), con una densità di circa 0,3 atomi/cm3!
Come si è formata la “Local Bubble”? Gli astronomi ancora discutono sulla sua possibile origine. Alcuni ipotizzano che questo “vuoto” sia stato provocato dalle onde d’urto prodotte da successivi episodi di formazione stellare avvenuti all’interno delle costellazioni dello Scorpione-Centauro e di Orione; altri che sia stato provocato dall’esplosione di una supernova, avvenuta nell’associazione dello Scorpione-Centauro. Di conseguenza, la “nube interstellare locale” potrebbe essere formata da materiale proveniente dalla regione di formazione stellare dello Scorpione-Centauro, spinto nella nostra direzione dai forti venti interstellari, oppure costituire un “guscio” di materiale, che delimita il bordo della “Local Bubble”, prodotto dall’esplosione di una supernova.
Se provassimo, quindi, a disegnare una mappa del percorso compiuto dal Sole all’interno del mezzo interstellare locale, scopriremmo che il Sole ha viaggiato per diversi milioni di anni in una regione con una densità interstellare media veramente bassa e, sebbene sia sul punto di abbandonare la “Local Bubble”, la direzione della sua traiettoria è tale da suggerire che esso non incontrerà nubi massicce e dense ancora per altrettanti milioni di anni. Le conseguenze di un simile incontro sul clima terrestre sono del tutto ignote.
Il fatto che l’Homo Sapiens sia comparso sulla Terra mentre il Sistema Solare attraversava una regione di spazio, in sostanza, priva di mezzo interstellare, è solo una coincidenza? Nessuno può dirlo!
Nonostante l’assenza di nubi massicce fino a una distanza di 100 anni luce da noi, è probabile che l’ambiente galattico locale cambi ugualmente, anche se in maniera “moderata”, su tempi scala molto più brevi. Per poter fare delle previsioni in merito, occorre avere una mappa dettagliata della Galassia che ci circonda. Ad esempio, l’esistenza di due nubi interstellari frapposte tra il Sole e la stella Alpha Centauri, emersa dallo studio delle righe di assorbimento presenti nell’ultravioletto, potrebbe indurre dei cambiamenti, più o meno intensi, nel gas interstellare locale se una di queste nubi dovesse “avvolgere” il nostro sistema locale, si prevede, entro i prossimi 3000 anni.
Cambiamenti nell’ambiente galattico locale devono essersi verificati anche in passato, lasciando tracce ben visibili sulla Terra. Campioni di ghiaccio prelevati in Antartide mostrano, infatti, due “picchi” nella concentrazione dell’isotopo berillio 10 in concomitanza di due eventi avvenuti, il primo, circa 60.000 anni fà, il secondo, circa 33.000 anni fà. Cosa può aver provocato un improvviso incremento nell’abbondanza del berillio? Una possibile causa potrebbe essere stato un improvviso aumento del flusso di raggi cosmici nelle vicinanze della Terra, che avrebbe incrementato la precipitazione di berillio radioattivo sulla superficie terrestre. Due le ipotesi avanzate: lo shock dovuto all’esplosione di una supernova, oppure l’incontro con un piccolo, ma denso frammento della “nube interstellare locale”.
Ipotesi, entrambe, ancora da verificare!
Questo articolo fa parte di una serie di contributi pubblicati, circa 20 anni fa, in uno dei primi e forse più interessanti blog italiani di astronomia, cassiopeonline.it, fondato da Daniela Villani ed un gruppo di fantastici ricercatori, con i quali ebbi la fortuna di collaborare. Purtroppo Cassiopeaonline non è più attivo da oltre 15 anni, tuttavia, chiesi a Daniela di poterne conservare e ridivulgare i contenuti. Oggi, finalmente, ho deciso di condividerli con voi, in quanto ritengo che siano un piccolo tesoro da preservare. I contenuti sono riportati integralmente, mentre alcune immagini sono state attualizzate.