Le strade della ricerca di vita extraterrestre intelligente sono infinite. Una di queste è quella che porta gli astronomi a caccia di "tecnofirme", ossia testimonianze tecnologiche di alieni. Tra queste, ultimamente, suscita molto interesse nella comunità scientifica la ricerca delle cosiddette "sfere di Dyson".
Cosa sono? Si tratta di strutture tecnologiche (ipotetiche) che solo una civiltà altamente avanzata potrebbe realizzare. E per civiltà "avanzata" intendiamo una collettività che abbia un'abilità tecnologica quasi inimmaginabile rispetto alla nostra, così sofisticata da costruire una struttura di dimensioni tali da circondare un'intera stella allo scopo di catturarne l'energia. La nostra civiltà, pur concependole, non è in grado di produrle. Solo civiltà di Livello II nella scala Kardashev, che va da I a III, sono in grado di raggiungere una sviluppo tecnologico di questa portata.
Dati astronomici. Un gruppo di ricercatori proveniente da Svezia, India, Regno Unito e Stati Uniti ha sviluppato un modo per cercare le Sfere di Dyson nel contesto del Progetto Hephaistos (Efesto era il dio greco del fuoco e della metallurgia). Recentemente sono stati pubblicati i primi risultati della ricerca su Monthly Notices of the Royal Academy of Sciences.«In questo studio», spiega Matías Suazo, del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università di Uppsala in Svezia, «presentiamo una ricerca delle sfere di Dyson analizzando le osservazioni ottiche e a infrarossi di Gaia, 2MASS e WISE». Si tratta di telescopi lanciati per altri motivi (essenzialmente astronomici) i cui dati sono stati analizzati anche nell'ottica della ricerca delle Sfere di Dyson.
Il metodo. Suazo ha preso in considerazione circa 5 milioni di sorgenti rilevate da questi telescopi per costruire un catalogo delle potenziali "sfere". Quello che cercano di intercettare Suazo e il suo team sono emissioni nel medio infrarosso, emesse dalle strutture stesse, che si riscaldano per il calore della stella ed emettono energia verso il pianeta della civiltà in questione.
Margine di errore. Il problema è che non sono gli unici oggetti a emettere queste radiazioni, per esempio anche gli anelli di polvere circumstellari e le nebulose lo fanno. Anche galassie lontanissime possono emettere radiazioni infrarosse in eccesso e creare falsi positivi. «Per evitare d'incorrere in errori è stata sviluppata una metodologia concentrata sul rilevamento di fonti che mostrano eccessi infrarossi anomali, non attribuibili ad alcuna fonte naturale nota», spiegano i ricercatori.
Un lungo iter. Questo passaggio, però, è solo il primo di una serie: le potenziali Sfere di Dyson che si trovano da questa prima scrematura sono sottoposte a ulteriori processi per verificare che non siano strutture naturali.
Nell'ultimo tornata sono rimaste 368 fonti, di cui, 328 sono state eliminate perché non rispondono a tutti i requisiti, 29 sono risultate irregolari e 4 come "nebulose". Rimangono così, solo sette potenziali sfere di Dyson su circa 5 milioni di oggetti iniziali.
Le "candidate" finali. Tra le sette candidate più plausibili, però, potrebbero esserci altri motivi per cui queste emettono infrarossi in eccesso. «La presenza di dischi di detriti caldi, per esempio, che circondano le nostre stelle candidate rimane una spiegazione valida per l'eccesso di infrarossi che si registrano», spiega lo scienziato.
Il dato positivo è che le stelle indicate sembrano essere stelle di tipo M (nane rosse) e i dischi di detriti attorno alle nane M sono molto rari, anche se un tipo di disco di detriti chiamato Extreme Debris Disks (EDD) potrebbe spiegare parte della luminosità che il team vede intorno a esse. A questo punto il gruppo di Suazo sostiene che per avere un'ulteriore conferma sono necessarie altre ricerche, come un'analisi delle emissioni di H-alfa, che potrebbe meglio spiegare le caratteristiche della stella in questione, scartando o avvalorando l'ipotesi che si tratti di una Sfera di Dyson.
Il Sole sarà più brillante. Come gran parte delle stelle che conosciamo, Il Sole si trova nella fase di sequenza principale della sua evoluzione. Nel suo nucleo avvengono reazioni di fusione nucleare che trasformano l'idrogeno in elio e sprigionano, ogni secondo, circa 4 x 10 alla 27 Watt di energia. Finora ha convertito qualcosa come 100 volte la massa della Terra in elio ed energia: quando la riserva di idrogeno sarà ai minimi, il nucleo si restringerà e gli strati di gas esterni si avvicineranno al nucleo stesso. L'aumentata pressione sul centro accelererà i processi di fusione e la luminosità crescerà: tra 1,1 miliardi di anni il Sole sarà più brillante del 10%. Per la Terra, significherà un effetto serra pari a quello che ha reso Venere un pianeta infernale. Infine, quando tutto l'idrogeno nel nucleo si sarà fuso in elio, la nostra stella inizierà a collassare sotto il suo stesso peso.
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Le stelle nascono, bruciano carburante, muoiono. Il Sole non sarà da meno: l'epilogo del nostro astro, che si trova a circa metà della sua vita, si consumerà a partire da 5,5 miliardi di anni da oggi (7, per i più ottimisti), e decreterà inevitabilmente anche l'epilogo della Terra, che finirà vaporizzata (non c'è un modo gentile per dirlo). Non avverrà dall'oggi al domani, ma attraverso una serie di apocalittiche fasi, osservate nell'evoluzione di stelle di massa simile: eccole, per chi è ansioso di sapere in dettaglio che cosa succederà. Vedi anche: come muore una stella.
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La vita sulla Terra finirà. Meglio escludere da subito ogni velleità di sopravvivenza: tra 3,5 miliardi di anni il Sole sarà diventato il 40% più luminoso. La Terra svilupperà dapprima un massiccio effetto serra: i gas atmosferici tratterranno ancora più calore e l'acqua evaporerà, formando una spessa coperta di nubi che proteggerà la vita per qualche tempo. Non durerà a lungo: gli oceani terrestri inizieranno a bollire, le calotte di ghiaccio saranno fuse e ogni forma di vita rimasta in superficie sarà annientata.
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La nuova fase: gigante rossa. La nostra stella non diverrà soltanto più brillante, ma inizierà ad espandersi passando alla fase successiva del suo ciclo vitale. Sarà una gigante rossa, una stella più fredda ("solo" 2000-3000 °C, contro i 5000-9000 attuali in superficie) ma di maggiori dimensioni. I suoi strati più esterni arriveranno a lambire Mercurio, Venere e la Terra (la quale, nel frattempo, per la mutata attrazione gravitazionale solare, avrà modificato la sua orbita). L'intero processo richiederà circa 5 milioni di anni: un battito di ciglia nella vita del Sole.
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Marte sarà più ospitale della Terra (ma per poco). La zona abitabile, la regione attorno a una stella entro la quale è possibile per un pianeta ospitare acqua liquida (e che ora è compresa tra 0,95 e 1,37 volte il raggio medio dell'orbita terrestre, o unità astronomiche) si sposterà progressivamente verso l'esterno. Per qualche tempo Marte si troverà in quest'area privilegiata (se escludiamo la questione della sottile atmosfera). Per allora, avremo forse imparato a vivere sul Pianeta Rosso: ma non potremo contarci molto a lungo.
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Si creeranno altrove le condizioni per la vita. Nella fase di espansione del Sole, alcuni pianeti o satelliti ghiacciati come Europa (luna di Giove, nella foto) che già oggi appaiono interessanti per possibili forme di vita extraterrestri, potrebbero divenire, per un breve periodo, ancora più ospitali. La loro crosta di ghiaccio sublimerà dando luogo a transitorie atmosfere o oceani superficiali. Ma quando il Sole sarà definitivamente passato allo stadio di gigante rossa, la zona di abitabilità si sposterà tra le 49 e le 70 unità astronomiche, e persino su Nettuno farà troppo caldo.
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Gli asteroidi del Sistema Solare non avranno vita facile. Le mutate orbite di Giove e di altri giganti della nostra famiglia planetaria disturberanno quelle degli asteroidi interni al Sistema, scagliandoli verso l'esterno o, al contrario, spingendoli verso la nana bianca, dove finiranno in briciole. Lo sappiamo perché attorno alle nane bianche osservate finora, sono stati individuati frammenti di corpi celesti avventuratisi troppo vicini all'astro.
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La Nebulosa-Sole. Gli strati più esterni del Sole, sempre più sganciati dal nucleo e scagliati all'esterno in una nube di gas, formeranno una nebulosa planetaria, simile alla Nebulosa Anello oggi visibile nella costellazione della Lira. Lo spettacolo illuminato dagli ultimi scampoli di energia della nana bianca, durerà circa 10 mila anni.
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La fase finale: nana bianca. Quando la fusione dell'idrogeno in elio sarà completata, il Sole inizierà a collassare di nuovo. Per 2 milioni di anni fonderà l'elio in carbonio e ossigeno, seppur con reazioni meno energetiche di quelle descritte finora. Terminato anche l'elio, senza più energia radiante a contrastare il suo peso, il nucleo del Sole si ridurrà a una nana bianca. Questo residuo stellare è estremamente longevo e potrebbe rimanere così per miliardi di anni, prima di estinguere tutto il suo calore e "spegnersi" definitivamente (diventando nero).
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Dovremo cercarci un'altra stella. E un altro sistema planetario meno in difficoltà: Proxima Centauri b (nell'illustrazione), un pianeta che orbita intorno a Proxima Centauri, la stella più vicina alla Terra dopo il Sole (4,25 anni luce), ha dato finora segnali di abitabilità, tuttavia quest'astro è già una nana rossa (e per allora...). Intanto, stiamo lavorando a sistemi, ancora molto lontani, di trasporto interstellare - come racconta Focus 349 - novembre 2021.
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