lunedì 23 marzo 2015

Dinosauri e materia oscura

Quando pensiamo alle grandi estinzioni di massa, inevitabilmente i nostri pensieri vanno a quei poveri dinosauri spazzati via dal nostro pianeta, molto probabilmente a causa dell'impatto di un grande meteorite.
Tuttavia, quello lì, quello famoso dei dinosauri, non è stato certo l'unico meteorite che sia venuto a farci visita, bussando alla porta senza avvisare, come fanno le persone indesiderate magari di domenica mattina. Infatti, sebbene, la questione sia ancora molto controversa e poco chiara, si parla di eventi ciclici; ovvero di grandi impatti, dovuti ad un'improvvisa pioggia di comete/asteroidi che investe tutto il sistema solare, che si ripetono a suon di 35 milioni di anni. I primi a ragionare su tale scenario furono David Raup e Jack Sepkoski nel (possiamo dirlo) lontano 1984.

Foto scattata dall'ultimo dinosauro sulla Terra (si scherza, eh!).

Quale potrebbe essere la causa di ciò? In generale l'idea è che grandi asteroidi/comete vengano portati nelle parti interne del sistema solare a causa di perturbazioni gravitazionali. Cioè, gli asteroidi e le comete stanno buoni buoni nelle loro orbite attorno al Sole. Ma quando vengono fuori, ad esempio, forze di marea (come quelle tra Terra e Luna che alzano il livello degli oceani regolarmente) allora le loro belle orbitine vengono perturbate ed essi, letteralmente, cadono verso le zone interne del sistema solare, cioè verso di noi. Sì, direte voi, ma cosa causa la perturbazione gravitazionale?

Questo è proprio ciò di cui vorrei parlarvi oggi. Dunque, una possibilità paventata per lungo tempo è quella che il Sole abbia una stella compagna. Sapete com'è, le stelle non nascono mai da sole (anche se la nostra è da Sole..scusate, stavo scherzando!) e quindi bla bla bla, deve esserci una stella compagna che forma un sistema binario con il nostro Sole.

Ebbene? Niente, per ora. Nessuna traccia della stella compagna. Sicuramente ne avrete sentito parlare, in quanto spesso questa ricercata stella viene chiamata Nemesis.

Allora, altre idee? Ipotesi? Fermo restando che si continua a cercare Nemesis, altre soluzioni sono state proposte. Per esempio potrebbe darsi che tutto sia dovuto al moto del Sole nel piano della Galassia. Infatti, il Sole, nel suo orbitare attorno al centro galattico, compie una serie di oscillazioni attraverso il piano della Galassia. E questa potrebbe essere un'idea per spiegare l'apparente periodico manifestarsi di impatti apocalittici in quanto magari, a causa di queste oscillazioni si generano delle perturbazioni gravitazionali nella Nube di Oort, una regione alla periferia del sistema solare dove orbitano tranquille e spensierate comete e altri freddissimi sassi.
I quali, questi sassi riescono dunque ad entrare nelle parti interne del sistema solare e, come la banda del film Arancia Meccanica, sono pronti a fare parecchi danni.

Ma non ci siamo ancora. Infatti, va bene, abbiamo le oscillazioni mentre il Sole si muove nella Galassia; ma cosa causa le perturbazioni gravitazionali? Siccome la gravità è data dalla massa, dunque dobbiamo avere che il Sole debba passare in regioni con diverse densità. E fin qui ci siamo; infatti il disco galattico potrebbe avere zone con diverse densità. Tutto ciò è sufficiente per generare le perturbazioni gravitazionali che poi spediscono gli asteroidi e le comete a casa nostra?

Tra le varie spiegazioni proposte, la più intrigante, almeno secondo me, è quella di dare tutta la colpa ad un sottile disco di materia oscura presente nella Via Lattea che avrebbe la densità giusta per causare le perturbazioni che ci servirebbero.

Come potete vedere, anche in astrofisica, va molto di moda incolpare qualcosa che non siamo in grado di osservare. [Piccola battutina!]

Ora, senza entrare nei dettagli tecnici, se esistesse un tipo di materia oscura dalle giuste caratteristiche tale per cui questo sottile disco si possa generare allora potremmo avere una spiegazione per la periodicità dei grandi impatti di meteoriti che hanno causato le grandi estinzioni di massa sulla Terra oltre che giustificare il tipo di perturbazioni gravitazionali richieste per ottenere una pioggia di comete e asteroidi.
Per esempio a questa conclusione arrivano Lisa Randall e Matthew Reece nell'articolo scientifico del 2014 che potete trovare qui (notare che nella sezione "comments" non appena aprite il link è specificato oltre al numero di figure, la totale assenza di dinosauri!).

Un ulteriore studio in questa direzione è stato compiuto da Michael Rampino verso la fine del 2014.
Anche in questo articolo ci sono più o meno le stesse conclusioni dell'articolo di Randall & Reece. Inoltre ci sono anche alcuni sviluppi della teoria che prendono in esame i potenziali effetti delle oscillazioni del Sole nel sottile disco di materia oscura.
In particolare, ipotizzando che il disco sia composto da piccoli ammassi di materia oscura piuttosto densi, Rampino giunge alla conclusione che anche l'attività geologica del nostro pianeta potrebbe risentirne (ma lascio tutti i dettagli ai più temerari che avranno voglia di leggere l'articolo scientifico).

A questo punto resta da chiederci solo una cosa, la domanda più lecita di tutte: ma tutta questa teoria, si può dimostrare in qualche modo?
Perché, come ben sapete, il metodo scientifico ci insegna che se una teoria non può essere dimostrata allora è stato bello, arrivederci e buona notte.

Dunque, in realtà, qualche dato in grado di (potenzialmente) confermare o screditare questo tipo di teorie che coinvolgono la materia oscura potrebbe venire dal satellite GAIA dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) di cui avevamo parlato brevemente qui (con un bel video, tra l'altro!).
Riassumendo, GAIA sarà in grado di fornirci misure molto precise sulla posizione e velocità delle stelle nella Via Lattea.
Come spiegato in questo articolo di C.A.L. Bailer-Jones del 2009, le cose da fare (e che GAIA potrà fare) sono sia misurare il tragitto del Sole attraverso la Galassia sia osservare la struttura, velocità ed evoluzione dei bracci di spirale.

La prima cosa ci permette di comprendere meglio il campo gravitazionale della Galassia in cui stiamo viaggiando, mentre la seconda cosa (combinata con le informazioni della prima cosa) ci permette di studiare la storia evolutiva (fino ad un certo punto) delle posizioni delle stelle nei bracci nell'ultimo mezzo miliardo di anni. Queste due cose insieme potrebbero gettare nuova luce sul legame tra periodicità di eventi

Insomma, all'inizio la cosa, lo ammetto, può sembrare bislacca. Cioè provare a capire un fenomeno non del tutto noto (come la periodicità dell'impatto di grossi oggetti sulla Terra) utilizzando come spiegazione l'esistenza di un tipo di materia di cui non abbiamo nessuna evidenza diretta della sua esistenza. Ma, come abbiamo visto, alla fine potrebbe esserci la possibilità di saperne di più, ovvero se la teoria sia accettabile o meno. Quindi non ci resta che metterci comodi ad aspettare i dati di GAIA e vedere che succede.

"Questa è la scienza, bellezza!", parafrasando Humphrey Bogart nel film "L'ultima minaccia".

Del resto, se la teoria della materia oscura fosse vera, potremo dire che i dinosauri non morirono invano e i musei saranno sempre pieni!