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La curiosità del mese

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L’Universo si sta spegnendo

La curiosità del mese di gennaio 2016 a cura di Gabriele Ghisellini


Fig. 1 - Diagramma che mostra il tasso di formazione stellare in funzione del tempo o, in maniera equivalente, del redshift. Questo tipo di figura viene chiamato anche Madau plot dal nome di Piero Madau, che per primo ha proposto questo andamento. L'asse orizzontale superiore indica il tempo che ci separa dalle varie epoche considerate. Da notare come la massima natalita' stellare si e' avuta circa 10 miliardi di anni fa.
Fig. 1 - Diagramma che mostra il tasso di formazione stellare in funzione del tempo o, in maniera equivalente, del redshift. Questo tipo di figura viene chiamato anche "Madau plot" dal nome di Piero Madau, che per primo ha proposto questo andamento. L’asse orizzontale superiore indica il tempo che ci separa dalle varie epoche considerate. Da notare come la massima natalità stellare si è avuta circa 10 miliardi di anni fa.

L’età dell’oro è finita.
L’epoca in cui le stelle si formavano ad un ritmo forsennato, producendo stelle, supernovae, stelle di neutroni e buchi neri è tramontata.
È finita quasi dappertutto la bulimia dei buchi neri al centro delle galassie, condannati adesso ad una dieta ferrea a base di qualche sporadica stella di passaggio, una ogni centomila anni.
Sì è vero, le stelle si formano ancora, proprio vicino a noi c’è la costellazione di Orione con le sue stelle blu, stelle bambine appena formate, ma il baby boom stellare è finito.
Questo andamento è caratteristico di tutte le galassie, non solo della nostra.
Quasi tutte le galassie dell’Universo hanno formato stelle fin dai primordi dell’Universo stesso, e continuano anche adesso, ma con ritmi diversi.
La massima produzione di stelle si è avuta circa 10 miliardi di anni fa, e da allora la natalità stellare sta diminuendo: adesso le galassie, in media, fanno 10 volte meno stelle di 10 miliardi di anni fa (vedi Fig. 1).

Fig. 2 - L'evoluzione del nostro Sole. Fra circa 5 miliardi di anni il Sole diventera' una gigante rossa, e probabilmente espellera' parte del suo inviluppo per formare una nebulosa planetaria. Il suo nucleo diventera' una nana bianca, che piano piano si tramutera' in una nana bruna, per poi spegnersi del tutto e diventare una nana nera.
Fig. 2 - L’evoluzione del nostro Sole. Fra circa 5 miliardi di anni il Sole diventerà una gigante rossa, e probabilmente espellerà parte del suo inviluppo per formare una nebulosa planetaria. Il suo nucleo diventerà una nana bianca, che piano piano si tramuterà in una nana bruna, per poi spegnersi del tutto e diventare una nana nera.

Il Sole e il sistema solare si sono formati circa 5 miliardi di anni fa e quindi in un’epoca in cui la produzione di stelle era già calata rispetto al massimo.
È stata una fortuna per noi, per due motivi molto validi. Il primo è che se il Sole si fosse formato 5 miliardi di anni prima, probabilmente saremmo stati circondati da molte altre stelle, tra cui anche stelle più grandi del Sole, dalla vita breve e violenta, che sarebbero scoppiate vicino a noi, e probabilmente avrebbero reso più difficile la nascita della vita sulla Terra.
L’altro motivo è che 10 miliardi di anni fa l’abbondanza degli elementi diversi dall’idrogeno e dall’elio sarebbe stata minore, e anche questo avrebbe reso più difficile avere sulla Terra gli ingredienti necessari alla nascita della vita.

Fig. 3 - A sinistra: Le immagini in diversi filtri della medesima galassia, ottenuta dal gruppo GAMA, acronimo di Galaxy And Mass Assembly survey  Studiando piu' di 200000 galassie in 21 filtri, i ricercatori di GAMA sono riusciti a stabilire che l'Universo attuale produce circa il 40 per cento di luce in meno di due miliardi di anni fa. A destra: Le due galassie che formano M51 stanno interagendo. Le zone blu della galassia piu' grande indicano stelle giovani e calde, mentre il colore giallo-rossastro della galassia piu' piccola indica una popolazione stellare piu' vecchia.
Fig. 3 - A sinistra: Le immagini in diversi filtri della medesima galassia, ottenuta dal gruppo GAMA, acronimo di Galaxy And Mass Assembly survey Studiando più di 200000 galassie in 21 filtri, i ricercatori di GAMA sono riusciti a stabilire che l’Universo attuale produce circa il 40 per cento di luce in meno di due miliardi di anni fa. A destra: Le due galassie che formano M51 stanno interagendo. Le zone blu della galassia più grande indicano stelle giovani e calde, mentre il colore giallo-rossastro della galassia più piccola indica una popolazione stellare più vecchia.

Sappiamo già che l’Universo, espandendosi, diventa sempre meno denso di materia e di luce.
La radiazione di fondo, residuo fossile del Big Bang, diventa sempre più fredda mano a mano che il tempo passa, ed anche più fioca.
Le galassie si stanno allontanando l’una dall’altra, e quindi diventeranno sempre più deboli e meno brillanti ai nostri telescopi.
E adesso scopriamo pure che la luce delle stelle diminuirà con il passare del tempo perchè ci saranno sempre meno stelle nuove, giovani e molto luminose.
Dato che le stelle piccole vivono più a lungo, la nostra Via Lattea e le altre galassie brilleranno di luce sempre più fioca prodotta da queste stelle longeve, ma deboli.
Il loro colore sarà prima giallo, poi sempre più rosso, e non ci saranno più le zone blu ad indicare le stelle appena nate.
Qualche bagliore improvviso ed intenso segnalerà il pasto dei buchi neri, quando ingoieranno una stella di passaggio, o una nuvola di gas che si è avvicinata troppo.
Per il resto il nostro lontano futuro sarà piuttosto buio.
Ci dobbiamo preoccupare? Beh, tutto ciò succederà tra parecchi miliardi di anni, quindi per ora possiamo dormire tranquilli.

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