Viaggi interstellari: Alpha Centauri dovrebbe essere il nostro primo obiettivo?

Supponendo che avremo mai la tecnologia per inviare navi robot ad altre stelle, Alpha Centauri sarà l'obiettivo più appropriato per una nave interstellare per via della sua vicinanza? O abbiamo scoperto candidati più interessanti?

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Alpha Centauri dovrebbe essere il nostro primo obiettivo interstellare?
Alpha Centauri dovrebbe essere il nostro primo obiettivo interstellare?

Supponendo che l’umanità sopravviva ai prossimi decenni – e questo è un grande presupposto, date le minacce di malattie, guerra nucleare e collasso ecologico, tra gli altri – ci aspetta un futuro straordinariamente luminoso. Quasi certamente disporremo di energia illimitata a basso costo grazie alla fusione nucleare, dandoci un enorme vantaggio per le nostre capacità di generazione e stoccaggio di energia. Aggiungiamo che, i prossimi progressi nella biologia, nel volo spaziale e forse nella cibernetica potrebbero presto trasformare in realtà il sogno del viaggio interstellare.
Anche così, una missione senza equipaggio su un’altra stella o, più ambiziosamente, una missione con equipaggio che abbraccia più generazioni o comporta il mettere gli esseri umani in una sorta di stato di animazione criogenica/sospesa, anche se il viaggio richiederà migliaia di anni, può improvvisamente passare dal regno della fantascienza nella realtà.

Supponendo che avremo mai la tecnologia per inviare navi robot ad altre stelle, Alpha Centauri sarà l’obiettivo più appropriato per una nave interstellare per via della sua vicinanza? O abbiamo scoperto candidati più interessanti?

È una domanda affascinante. Ecco cosa dobbiamo considerare.

La prima domanda che vale la pena porsi, soprattutto se vogliamo sapere dove dobbiamo puntare, è quali dovrebbero essere i nostri obiettivi. Quando si tratta di altri sistemi stellari, ci sono un sacco di cose che potrebbero interessarci.

  • Stiamo cercando la stella più “simile al Sole” con il pianeta più “simile alla Terra” intorno ad essa?
  • Stiamo cercando un pianeta delle dimensioni della Terra ricco d’acqua che risiede in quella che chiamiamo la “zona abitabile” della sua stella?
  • Ci interessano i pianeti rocciosi terrestri attorno alla classe di stelle più comune nell’Universo: le nane rosse di classe M, piuttosto che le stelle di classe G come il nostro Sole?
  • Siamo interessati a pianeti che sono molto diversi da quelli che abbiamo nel nostro Sistema Solare e includono la classe più comune di pianeti attualmente conosciuti: quelli con massa che sta tra quella della Terra e quella di Nettuno, noti come “super-Terre” o ” mini-Nettuno?”
  • O siamo interessati a pianeti che siano non solo “potenzialmente abitabili”, ma effettivamente abitati? E pianeti che potrebbero anche essere potenzialmente conolizzabili?
super-Terra
Il mondo “di dimensioni” più comune tra quelli individuati nella galassia è una super-Terra, tra 2 e 10 masse terrestri, come Kepler 452b, illustrato a destra. Ma l’illustrazione di questo mondo come “simile alla Terra” in qualsiasi modo potrebbe essere errata, poiché è più probabile che sia un mini-Nettuno. ( Credito : NASA/JPL-Caltech/T.Pyle)

Tutti questi, ovviamente, sono obiettivi interessanti ma dobbiamo decidere a cosa siamo davvero interessati prima di iniziare a scegliere i nostri obiettivi. Dopotutto, viaggiare per più anni luce attraverso lo spazio interstellare finora è possibile solo nella fantascienza, e l’ambiente interstellare non è solo inospitale, ma diventa progressivamente più cattivo quanto più velocemente si tenta di attraversarlo.

In altre parole, prima di pianificare un viaggio, dobbiamo capire dove andare e perché vorremmo andarci. Il modo per farlo è massimizzare ciò che possiamo imparare su un sistema stellare da qu, prima ancora di impostare una rotta.

Al momento, non siamo stati esattamente pazienti; sono solo circa 30 anni che sappiamo dell’esistenza di esopianeti eppure, il tempo è proprio ciò di cui abbiamo bisogno, poiché le osservazioni di lunga durata riveleranno la presenza di:



  • pianeti di piccola massa che orbitano vicino alle loro stelle madri,
  • pianeti più massicci che orbitano a distanze maggiori,
  • e pianeti che non si allineano casualmente con la nostra linea di visuale verso di loro.

Con l’avvento di telescopi più grandi e migliori, come i telescopi della classe da 30 metri programmati per iniziare le operazioni scientifiche entro il prossimo decennio, potremmo finalmente essere in grado di visualizzare direttamente anche mondi delle dimensioni della Terra e rivelare il contenuto molecolare delle loro atmosfere.

Purtroppo, ci sono cose che possiamo imparare, vedere e determinare da vicino che sono semplicemente inaccessibili da dove siamo noi, anche con gli sviluppi tecnologici prevedibili. Potremmo essere in grado di sapere qual è la temperatura di un pianeta, come cambia il suo aspetto con le stagioni, se ha una copertura nuvolosa o oceani di acqua liquida, e quali specie molecolari sono presenti nella sua atmosfera, nonché come tali contenuti variano nel tempo.

Tuttavia, non è la stessa cosa che sapere come appare la superficie. Da lontano, non saremo in grado di risolvere i dettagli che esistono sulle masse di terra del lontano pianeta. E sicuramente non saremo in grado di dire nulla di interessante sui processi geologici e biologici che potrebbero verificarvisi. Per lo studio, essere in grado di effettuare osservazioni in situ, da orbiter, sonde, rover o anche da un atterraggio con equipaggio produrrebbe il più grande valore scientifico in assoluto. Più dettagliate sono le domande a cui vogliamo rispondere, più da vicino dobbiamo effettuare osservazioni.

Sarà una missione con equipaggio o qualsiasi missione prevedibile sarà di natura puramente robotica? È certamente molto, molto più facile inviare una missione senza equipaggio su un’altra stella, ma a questo punto, anche se dovessimo padroneggiare la tecnologia della fusione nucleare, ci vorrebbero decine di migliaia di anni per viaggiare a più anni luce di distanza attraverso lo spazio interstellare. Certo, sebbene si tratti di una tipo,ogia di missione più adatta ai robot che agli umani, c’è un pericolo nell’inviare una sonda robotica in una missione a lungo termine come questa: i progressi futuri potrebbero abbreviare il viaggio così fortemente, fino a decenni, anni o anche meno, che nuove missioni con o senza equipaggio potrebbero poter arrivare all’obbiettivo prima delle sonde già inviate.

I maggiori problemi con i viaggi interstellari sono:

  • se acceleri a velocità elevate, a parte altri problemi di sopravvivenza nel mezzo interstellare, nei pressi dell’arrivo avrai il problema di “accelerare all’indietro” semplicemente per non superare il sistema che stai sondando,
  • l’accelerazione e la decelerazione richiedono un notevole dispendio di carburante, che richiede grandi quantità di massa anche se nuovi sviluppi tecnologici ci mettessero nella situazione ideale di poter ottenere la creazione e lo stoccaggio di antimateria,
  • e dobbiamo portare con noi tutta l’attrezzatura non solo per rilevare i dati, ma anche per ritrasmetterli sulla Terra.

Questi sono in gran parte problemi tecnici piuttosto che teorici, ma devono essere considerati, soprattutto se il nostro obiettivo è quello di scovare un mondo potenzialmente adatto all’abitabilità umana.

Questa immagine mostra il sistema stellare più vicino alla Terra: il sistema Alpha Centauri. La stella luminosa a sinistra dell’immagine è sia Alpha Centauri A che Alpha Centauri B, che non possono essere risolte in due stelle con la maggior parte dei telescopi moderni, mentre Proxima Centauri è molto debole e cerchiata in rosso. Questo è attualmente il sistema stellare più vicino alla Terra. (Credit: Skatebiker at English Wikipedia)

Potresti pensare che sia un gioco da ragazzi indagare prima sui sistemi stellari più vicini alla Terra. Sfortunatamente, guardare semplicemente le stelle vicine e i sistemi stellari conosciuti non ci dà una visione completa di ciò che sarà accessibile nel prossimo futuro: nel corso, diciamo, dei prossimi migliaia di anni. In realtà, le stelle si muovono tutte l’una rispetto all’altra lungo la Via Lattea, a velocità che vanno da decine a oltre cento chilometri al secondo.

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Sebbene i sistemi Alfa e Proxima Centauri siano attualmente i sistemi stellari più vicini alla Terra, non lo sono sempre stati e non lo saranno in vari punti in futuro. In effetti, se siamo disposti ad aspettare periodi di tempo ancora più lunghi, altre stelle passeranno molto più vicino alla Terra di quanto non faranno mai Alpha e Proxima Centauri. ( Credito : SternFuchs/Wikimedia Commons)

Chiaramente, ci sono ragioni per essere notevolmente interessati al sistema Alpha Centauri; è un chiaro obiettivo di interesse su quasi tutti i fronti che potresti considerare. Ma “target di interesse” non necessariamente lo rende l’opzione più interessante da considerare. Certo, potrebbe essere l’opzione più interessante in questo momento, ma quando si tratta dell’Universo, l’esplorazione dello spazio non è istantanea. Piuttosto, i sistemi stellari più vicini, o anche “abbastanza vicini da essere accessibili” a noi cambieranno radicalmente nel tempo.

Ad esempio, oggi, il sistema Alpha Centauri è il più vicino a noi a circa 4,3 anni luce di distanza, ma tra 29.000 anni, il sistema arriverà a una distanza compresa tra circa 3,1 e 3,2 anni luce da noi, riducendo di oltre il 25% la distanza che dovremmo percorrere. E non è tutto! In un passato relativamente recente, circa 78.000 anni fa, un sistema binario noto come stella di Scholz , che è una nana rossa di classe M con una compagna nana bruna, è passato a soli 0,8 anni luce dalla Terra, diventando la stella più vicina a cui avvicinarsi in quasi 3 milioni di anni. Le cose possono cambiare rapidamente, tuttavia, poiché la stella di Scholz è già a più di 22 anni luce di distanza!

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Il sistema TRAPPIST-1, qui illustrato, è attualmente distante circa 40 anni luce, ma è noto dal suo orientamento fortuito rispetto a noi per presentare almeno 7 pianeti delle dimensioni della Terra nel suo sistema stellare. Anche se potrebbero essere necessari centinaia di migliaia di anni per raggiungerlo con la tecnologia attuale, il guadagno potrebbe essere maggiore di quanto immaginiamo attualmente. ( Credito : NASA/JPL-Caltech)

Se dovessimo guardare al futuro più lontano, ci sono molti altri sistemi che potrebbe valere la pena indagare, in particolare se i pianeti che possiedono soddisfano gli obiettivi che abbiamo scelto meglio di qualsiasi pianeta nel sistema Alpha Centauri.

La stella 2MASS J2146+3813. Anche se attualmente si trova a ben 23 anni luce di distanza, passerà vicino alle nostre vicinanze in un futuro relativamente prossimo. Nello specifico, tra circa 71.000 anni da oggi, passerà straordinariamente vicino a noi: appena 1,56 anni luce di distanza. Anche questa stella nana rossa è solo una stella singola e ha molte proprietà in comune con Proxima Centauri. Se i suoi pianeti finissero per essere un po’ più fortunati di quelli di Proxima Centauri, potrebbe diventare un bersaglio molto migliore per l’umanità.

Vale la pena guardare anche altre tre stelle di classe M in un futuro relativamente prossimo:

che passeranno rispettivamente entro 4,7, 3,0 e 3,4 anni luce da noi, in vari punti nei prossimi 50.000 anni. Se i loro pianeti si rivelassero più interessanti per noi da qualsiasi prospettiva scegliamo, potrebbero essere bersagli di esplorazione migliori di qualsiasi altro mondo attorno a una qualsiasi delle stelle nel sistema Alpha Centauri.

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Gliese 445, cerchiata qui nell’immagine, diventerà la stella più vicina alla nostra in circa 46.000 anni, dove passerà a soli 3,4 anni luce dal Sole. A quel tempo, la Voyager 1 sarà più vicina a questa stella di quanto lo sarà al nostro Sole. – ( Credito : Caltech/Palomar)

Un po’ più lontano nel futuro, un’altra stella comincia ad apparire come un bersaglio affascinante: HIP 117795. Questa stella, sebbene attualmente distante circa 87 anni luce, si sta muovendo verso di noi ogni momento che passa. Tra circa 93.000 anni, arriverà entro 3,4 anni luce da noi, rendendola non solo visibile ad occhio nudo, ma l’unica altra stella di passaggio ravvicinato oltre a due di quelle nel sistema Alpha Centauri anon essere una nana rossa di classe M. A differenza del sistema Alpha Centauri, tuttavia, HIP 117795 non è un membro di un sistema multi-stella, ma è piuttosto una singola stella, come il nostro Sole. Se i suoi pianeti si rivelassero interessanti in un modo diverso dai pianeti intorno ad Alpha Centauri, potrebbe essere la scelta ideale per una missione a lungo termine.

Ma forse l’obiettivo migliore è quello che richiede più pazienza: Gliese 710.

Gliese 710 è, come HIP 117795, una stella di classe K e ha circa il 60% della massa del Sole. Anche se al momento non ha pianeti conosciuti e si trova attualmente a circa 62 anni luce di distanza, è diretto verso di noi quasi in rotta di collisione. In altri 1,3 milioni di anni, arriverà a soli 0,16 anni luce da noi, rendendola la stella più vicina che sperimenteremo per più di 5 milioni di anninel passato o nel futuro. Sarà solo il 4% della distanza che attualmente separa la Terra dalle stelle più vicine e metterà in ombra ogni oggetto nel cielo notturno della Terra tranne il Sole, la Luna e Venere. Se vorremo essere pazienti, Gliese 710 potrebbe essere la nostra migliore opportunità per una missione interstellare. Tutto quello che dobbiamo fare è aspettare che l’Universo, in un certo senso, venga da noi.

Indipendentemente da quale delle stelle vicine abbia i pianeti più interessanti, una cosa è chiara: abbiamo assolutamente bisogno di acquisire più informazioni indipendentemente da quali siano i nostri obiettivi scientifici per sapere quale sistema stellare vale l’investimento. Se l’obiettivo finale è semplicemente quello di saperne di più sui pianeti che sono là fuori, la nostra soluzione migliore è investire in infrastrutture qui nel nostro Sistema Solare e fare osservazioni per lunghi periodi di tempo. Solo attraverso quell’investimento possiamo iniziare a districare dove risiedono veramente gli esopianeti più affascinanti.

Anche se le nostre tecnologie missilistiche non migliorassero più di così, serviranno “solo” alcune decine di migliaia di anni per inviare un veicolo spaziale verso stelle che sono a una manciata di anni luce di distanza, e molte di quelle che sappiamo si avvicineranno straordinariamente a noi su scale temporali per le quali gli esseri umani potrebbero essere ancora in circolazione. Inoltre, i sistemi stellari qui considerati includono solo quelli che conosciamo, il che esclude sostanzialmente la maggior parte delle stelle che attualmente sono lontane da noi 100 anni luce o più, anche se potrebbero avvicinarsi ancora di più a noi nel prossimo milione di anni o giù di lì. Di certo, al momento Alpha Centauri rimane un luogo incredibilmente interessante da visitare e conoscere meglio, dobbiamo solo capire se vale la pena investirci in una missione che darà i suoi frutti tra alcune decine di migliaia di anni.

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