La formazione della Luna, e il sacrificio di Theia…

In questo intervento creato apposta per GruppoLocale, l’astrofisica Alessandra Mastrobuono Battisti ci descrive in parole semplici la ricerca sull’origine della Luna, che ha portato il suo gruppo a pubblicare sulla prestigiosa rivista Nature, e che ha avuto eco rilevante anche nei giornali italiani. 

alexPensateci. La notte non sarebbe certo la stessa senza la Luna: tutti diamo un po’ per scontato che il cielo sia stato sempre cosi’ come e’ oggi, con il nostro splendido satellite a farci compagnia. Dimentichiamo però che siamo in un universo alquanto dinamico, e la realtà è piuttosto diversa: oggi sappiamo che il sistema Terra-Luna  e’ in effetti il risultato di un evento catastrofico, figlio della fase finale della formazione del nostro pianeta.

Per capire meglio, dobbiamo tornare un pochino indietro. Ai primordi del Sistema Solare, per l’esattezza. A quel tempo (qualche miliardo di anni fa), il Sole era circondato da un disco di planetesimi, piccoli oggetti costituiti da rocce e metalli, con tutti gli elementi chimici che oggi troviamo sulla Terra. Questi planetesimi hanno una importanza chiave, per la nostra stessa vita, perché proprio dalla collisione e aggregazione di questi oggetti sarebbero nati i pianeti.

L’ultima grande collisione subita dalla Terra, probabilmente con un embrione planetario delle dimensioni di Marte, chiamato Theia – come la madre di Selene, la dea della Luna nella mitologia Greca – ha causato la formazione di un disco di detriti intorno alla Terra.  L’impatto tra i due corpi deve essere stato davvero devastante. Da parte di questi detriti ebbe però origine la nostra meravigliosa Luna.

Una spaventosa collisione tra corpo planetari è all'origine della nostra Luna. Credit: Hagai Perets. In the image construction we made use of real images of Venus (credit:ESA) and Mars (credit:NASA) and artificial stellar background (credit:psdgraphics).
Una spaventosa collisione tra corpo planetari è all’origine della nostra Luna. Crediti: Hagai Perets. ESA, NASA, psdgraphics).

Eccoci, dunque. Questa teoria spiega perfettamente la formazione della Luna, eppure… per trenta anni e’ stata dibattuta da diversi scienziati, in modo anche molto serrato. Per un semplice motivo: la Terra e la Luna sembravano essere simili, decisamente troppo simili per essersi formate in questo modo.

Basandosi su complesse simulazioni della collisione che formo’ la Luna, i ricercatori hanno capito che la maggior parte del materiale che ando’ a formare la Luna proveniva da Theia e non dalla Terra come si pensava in precedenza. Ed ecco quello che, per molto tempo, ha creto il problema. Da analisi di meteoriti provenienti da asteroidi e da Marte sappiamo che la composizione chimica, ed in particolare il contenuto di ossigeno della classe di oggetti alla quale Theia sarebbe appartenuta, e’ in realtà molto diverso da quello esistente sulla Terra.

Quindi anche Theia doveva essere diversa dalla Terra e dunque generare una Luna altrettanto differente. Però i dati, appunto, da tempo ci indicano il contrario: da campioni di rocce lunari riportateci indietro dalle varie missioni Apollo si e’ evinto che la Luna ha un contenuto di ossigeno – per  fare un esempio – praticamente indistinguibile da quello della Terra.

Questa “piccola” contraddizione ha adombrato la teoria dell’impatto gigante per oltre 30 anni.

Alla base di questa contraddizione vi e’ pero’ un’assunzione, da sottoporre a verifica: Theia è un pianeta proveniente da una regione diversa del sistema solare rispetto alla Terra e dunque deve avere composizione chimica diversa da essa. Ma va anche detto che Theia e’ diversa dagli altri pianeti o asteroidi sopravvissuti nel sistema solare. Dopotutto, ha colpito la Terra (buon per noi che non eravamo ancora a zonzo sul pianeta perché la cosa non deve essere stata troppo piacevole…) e per farlo la sua orbita non deve essere stata troppo diversa da quella della Terra.

Poiche’ la composizione chimica degli oggetti nel disco protoplanetario dipende dalla distanza dal Sole, le proprieta’ chimiche dei pianeti dipendono dalla zona in cui hanno “raccolto” il materiale da cui si sono formati. Arriviamo allora al punto, come capite: se Theia e la Terra avevano orbite simili, avranno anche raccolto materiale da zone simili e, probabilmente, avranno avuto composizione chimica piu’ simile di quanto finora ritenuto.

In questo filone si introduce esattamente la nostra ricerca.

Fino ad oggi le simulazioni della formazione del sistema planetario erano state utilizzate quasi esclusivamente per studiare la composizione chimica e le proprieta’ dei diversi pianeti. Nel nostro lavoro, pubblicato su Nature il 9 di aprile, le abbiamo invece sfruttate per confrontare la composizione chimica dei pianeti con quella dell’ultimo corpo che ha colliso con ciascuno di loro.

Questo confronto ci ha rivelato che tra il 20% e il 40% degli analoghi di Theia hanno composizione chimica simile a quella del pianeta colpito. Potrebbe sembrare poco, ma in precedenza si pensava che questo fosse possibile solo nell’1% dei casi.

Questo lavoro dunque potrebbe dare una spinta importante per sciogliere, finalmente, la trentennale impasse, dimostrando che e’ effettivamente possibile che la Luna si sia costituita a seguito di questo grande impatto, anche avendo ottenuto tutto il suo “materiale di formazione” da Theia.

Quando dunque guarderemo la luna, nelle notti terse e limpide di questa primavera ormai inoltrata, o quando la ammireremo nelle notti d’estate, sarà forse bello andare con la mente al  suo progenitore, “sacrificatosi” per la sua stessa formazione. Ed anche comprendere come alle volte, a seguito di eventi più che catastrofici, possano sorgere scenari di tale pacata  e serena bellezza.

(Rielaborazione ed integrazione: Marco Castellani)

Nuove scoperte lunari

Si chiamava “The Great Moon Hoax”, ovvero “La grande burla della luna”.  Si era nel lontano 1835 e la conquista della luna era ancora nel campo della pura immaginazione.  Così come quello che si sarebbe potuto trovare lassù. Il quotidiano New York Sun, a partire dal mese di agosto, pubblicò una serie di articoli riguardanti – nientemeno – che la scoperta della vita e della civiltà sul nostro satellite. L’autore delle scoperte sarebbe stato nientemeno che John Herschel, astronomo famosissimo al tempo. 

Ora, è chiaro che doveva trattarsi di articoli satirici. La cosa piuttosto impressionante, a ripensarci ancor oggi, è il fatto che vennero presi in tutt’altro modo. Per diverso tempo vennero presi sul serio. Tanto da essere tradotti in altre lingue. Perfino in italiano, con l’uscita a Napoli, l’anno successivo, di un libretto intitolato Delle scoperte fatte nella luna del dottor Giovanni Herschel.

Great Moon Hoax 1835 New York Sun lithograph 298px

Litografia della Great Moon Hoax di un “anfiteatro di rubino” per il New York Sun, 28 agosto 1835

Pur trattandosi di una burla, appunto, pianificata probabilmente anche con lo scopo di aumentare la tiratura del giornale (e in questo, ebbe pieno successo) è illuminante per farci comprendere al giorno d’oggi a noi – smaliziati uomini del secolo XXI, avvezzi a ragionare delle profondità cosmiche più lontane – di quale enorme curiosità e quale senso di possibili meravigliose scoperte fosse avvolto il nostro satellite. Ora sappiamo che la realtà è molto meno suggestiva, in un certo senso. La luna – l’unico satellite naturale di cui disponiamo – è fredda e piuttosto desolata. Ce lo hanno ben testimoniato anche gli astronauti. 

Pensate però a che nuvola di mistero ancora la circondava, per l’uomo di inizio ottocento. Quali civiltà, quali meravigliosi esseri popolavano questo satellite? Chissà quanti ragionamenti arditi nelle notti di luna piena, quante elaborazioni fantastiche, quanti tentativi di immaginare cosa potesse davvero esserci. Ecco, gli articoli ebbero così tanto successo perché venivano incontro a questa curiosità diffusa: in un certo senso, rispondevano ad un bisogno culturale.  Come noi oggi ragioniamo intorno al possibile destino dell’Universo, alla sua remota origine, ci perdiamo nella nozione intellettuale degli universi paralleli, così gli uomini allora, probabilmente, si chiedevano quali creature popolassero la nostra  luna

Gli articoli del New York Sun interpretavano questo bisogno, rispondevano ad una curiosità diffusa.

Con il trucco di attribuire le scoperte ad uno scienziato famoso (il quale ovviamente non aveva mai osservato nulla del genere), tali articoli non difettavano certo in immaginazione, perché descrivevano minutamente una topografia lunare alquanto intrigante, con foreste, mari interni, piramidi di quarzo di colore lilla. Non era tutto. Altro che sassi. La luna era decisamente popolata. Bisonti, unicorni blu, creature anfibie nei fiumi, tribù primitive che abitavano delle capanne, uomini alati che vivevano in una sorta di pastorale armonia in un suggestivo tempio dal tetto d’oro.

Furono decine di migliaia le copie vendute dal New York Sun prima che qualcuno si rendesse conto che era … fantascienza, non scienza. Tanto per capire la proporzione, considerate che già l’edizione con la seconda puntata vendette la bellezza di diciannovemila copie, ottenendo la diffusione più ampia di qualsiasi altro quotidiano su tutto il pianeta.

La bufala si estese in maniera virale, anche (dettaglio non trascurabile) tra gli scienziati, prima che qualcuno capisse che si trattava di una completa invenzione. Del resto, la scienza ufficiale non viaggiava molto lontano da quanto l’articolista (forse tal Richard Adams Locke, nella realtà) aveva osato immaginare. A ulteriore conferma del fatto che la scienza non è mai avulsa dal suo tempo e – lungi dal costituire  una sorta di indagine asettica del reale – incarna e fa propri gli aneliti e i desideri più propriamente umani caratteristici di ogni epoca.

Come pensare altrimenti, se consideriamo infatti che un docente di astronomia presso l’Università di Monaco, Franz Von Paula Gruithuisen, aveva pubblicato nel 1824 un documento che si intitolava “La scoperta di molte distinte tracce di abitanti lunari, in particolare di uno dei suoi edifici colossali” (già il titolo farebbe sobbalzare sulla sedia qualsiasi scienziato odierno) nel quale sosteneva di aver osservato diverse tonalità di colori sulla superficie del nostro satellite, che lui correlava – disinvoltamente, diremmo oggi – con diversi climi e differenti zone di vegetazione? Arrivando perfino a correlare linee e forme geometriche da lui osservate con la probabile esistenza di muri, strade, città e fortificazioni? Va detto che un margine di eccentricità doveva comunque essere percepibile anche allora, perché probabilmente – al di là dell’aumento di tiratura – teorie come quella di Gruithuisen erano proprio il bersaglio dell’operazione satirica. 

Consideriamo comunque che queste teorie – per quanto eccentriche ci sembrino oggi – erano il prodotto accademico di scienziati professionisti. Certo non tutti erano così fantasiosi, non tutti azzardavano ipotesi così rischiose, ma tant’è. Sorprende, forse. Ma solo a chi non comprenda come la scienza sia molto, molto più umana (e dunque molto, molto più interessante) di come tanta cattiva cultura, ancora permeata di influssi crociani, ci porta a pensare. Quella “cultura” che vede la scenza appena  come misuratrice della realtà.

No, la scienza è molto di più. E anche questi episodi “minori” ce lo insegnano.

La scienza è legata intimamente alle altre attività culturali dell’uomo (ove l’uomo ricerca la natura e il senso di sé nel mondo), è iscritta a pieno titolo nel suo tragitto culturale e di scoperta.

E’ insomma parte integrante dell’avventura umana.  

(Elaborazione dalla voce di wikipedia Great Moon Hoax, alla quale si rimanda per approfondimenti e link.) 

Al sorger.. della Terra

Prendo spunto dalla bella immagine del giorno sul sito NASA, per tornare sul programma statunitense Apollo (che sarebbe veramente affascinante approfondire, per i tanti risvolti tecnologici, sociali, politici…). L’ Apollo 8 è stata la prima missione della serie, con a bordo un equipaggio umano. E’ la prima volta che degli uomini entrano in orbita lunare, ed è dunque di rilevanza storica.

La navicella entrò in orbita intorno al nostro satellite esattamente la vigilia di Natale del 1968. Per capire l’epoca, pensiamo che i Beatles erano appena usciti con il loro White Album, mentre Stanley Kubrick aveva raggiunto i cinema con 2001 Odissea nello spazio, Richard Nixon si era appena insediato come presidente alla Casa Bianca, la Yale University aveva da poco annunciato la sua apertura alle persone di sesso femminile.

Il sorger della Terra dalla Apollo 8, una delle immagini più famose della storia dell'esplorazione spaziale (Crediti: NASA)
Il sorger della Terra dalla Apollo 8, una delle immagini più famose della storia dell’esplorazione spaziale. E’ l’immagine del giorno sul sito dell’ente spaziale americano (Crediti: NASA)

Dal punto di vista tecnologico, in quell’anno viene fondata la Intel, da parte di Robert Noyce e Gordon Moore. Siamo anche in un punto importante nella “preistoria” di Internet, perchè proprio nel 1968 Larry Roberts pubblica il piano programmatico per ARPANET, il vero e proprio precursore del WWW come oggi lo conosciamo. La Hewlett-Packard nello stesso anno lancia il primo vero computer di massa, il modello 9100A (anche se il computer più famoso dell’anno è indiscutibilmente HAL 9000 …).

La sera del 24 dicembre, dunque, gli astronauti a bordo della Apollo – Franc Borman, Jim Lovell e William Anders – si intrattennero in una trasmissione live dall’orbita lunare, dove furono in grado di mostrare immagini della Terra e della Luna viste dalla navicella. Come ebbe a dire Lovell, “La sperduta vastità incute un timore reverenziale, e ti fa render conto di tutto quello che hai laggiù sulla Terra”. Qualcosa su cui non sarebbe male riflettere anche oggi, a distanza di tanti anni. L’equipaggio terminò la trasmissione leggendo a turno dei passi dal Libro della Genesi.

Un altro capitolo importante dell’esplorazione del cosmo, si era appena compiuto.

Metti il naso sulla luna…

… ad una risoluzione veramente impressionante!

Basta usare la rotellina del mouse, oppure i tasti “+” e “-” che trovate a destra in basso nell’immagine in questa incredibile visione ‘interattiva’ del nostro caro satellite. Se poi cliccate sul bottoncino più a destra, sarà come se vi foste catapultati in orbita!

La straordinaria creazione è realizzata da un mosaico di differenti immagini, ed è opera di @AstroMike27

L’Apollo 11 in cento secondi

Si può “raccontare” in meno di due minuti una delle storie più straordinarie dell’esplorazione spaziale? In epoca di Internet e social network, è diventato ormai quasi un luogo comune il fatto che la qaulità dell’attenzione sia in genere ridotta, meno capace di prolungarsi nel tempo. Ecco in questo senso il filmato è estremamente “moderno”, e ha l’indubbio merito di farci attraversare in pochissimo tempo la fantastica avventura umana e tecnologica che ha portato le prime persone a camminare sul nostro satellite.

E a proposito di tecnologia, sembra incredibile a pensarci, adesso. Riuscire a effettuare un viaggio umano sulla luna con la tecnologia degli anni sessanta… Come riporta anche la pagina di Wikipedia, il computer di bordo (per un errore umano) saturò la memoria disponibile, segnalando un guasto proprio in fase di atterraggio. Grazie al cielo la cosa fu risolta senza conseguenze.

Ripensare oggi alle specifiche tecniche del computer di bordo, chiamato Apollo Guidance Computer, può far sorridere. Basti solo menzionare il fatto che fosse basato su una unità di calcolo della frequenza di “ben” 2 MHz – ovvero, un migliaio di volte più bassa della frequenza tipica di un comune smartphone attuale. Sono andati sulla luna con molto, molto meno di un telefonino…

Comunque, onore alla professionalità ed al coraggio di quanti hanno preso parta a questa (veramente) storica missione! 

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