Il nostro Sistema Solare ci appare stabile solo per via della nostra limitata aspettativa di vita. La routine quotidiana – la rotazione terrestre, l’alternarsi di giorno e notte, il ciclo lunare e la presenza costante del Sole – suggerisce una quiete immutabile. In realtà, ogni elemento celeste è in costante movimento e interagisce con tutto il resto.
Questo delicato equilibrio è suscettibile di alterazioni e ci si chiede se sorvoli stellari ravvicinati possano aver modificato l’orbita terrestre, innescando così drastici cambiamenti climatici nel passato del nostro pianeta.

Sorvoli stellari: un fattore di disturbo cosmico
Un “sorvolo stellare” si verifica quando una stella si avvicina al nostro Sistema Solare a una distanza tale da provocare delle perturbazioni gravitazionali. Sebbene il nostro vicinato nella Via Lattea sia relativamente poco popolato, rendendo tali eventi più rari rispetto ad altre regioni della galassia, essi accadono comunque.
Il caso più noto è probabilmente quello della stella di Scholz, che circa 70.000 anni fa attraversò la Nube di Oort, il vasto serbatoio esterno del nostro Sistema Solare che contiene comete a lungo periodo e planetesimi ghiacciati. Sebbene questo passaggio possa aver perturbato alcune comete della Nube di Oort, ne avremo la conferma solo tra un paio di milioni di anni, il tempo stimato per una cometa per raggiungere il Sistema Solare interno.
Il caso della stella di Scholz esemplifica il potenziale rischio associato ai sorvoli stellari. Gli scienziati si sono a lungo interrogati sulla possibilità che questi eventi abbiano influenzato il clima terrestre in passato, alterando l’orbita del nostro pianeta. Una nuova ricerca, condotta da Richard Zeebe della School of Ocean & Earth Science & Technology dell’Università delle Hawaii e David Hernandez del Dipartimento di Astronomia dell’Università di Yale, sta esplorando proprio questa ipotesi, esaminando la veridicità dell’influenza dei sorvoli stellari sul clima terrestre.
L’impatto delle stelle vaganti sul Sistema Solare e sul clima terrestre
Le stelle di passaggio, note anche come sorvoli stellari, esercitano un’influenza notevole sull’evoluzione dinamica a lungo termine del nostro Sistema Solare. Gli autori dello studio sottolineano che questi eventi hanno effetti significativi sull’immissione di comete dalla Nube di Oort nel Sistema Solare interno, sulle proprietà degli oggetti transnettuniani e su altri fenomeni celesti.
Basandosi su un modello semplificato del Sistema Solare, è stato recentemente ipotizzato che i sorvoli stellari possano essere stati un fattore determinante per il paleoclima terrestre prima di circa 50 milioni di anni fa, includendo eventi cruciali come il Massimo Termico del Paleocene-Eocene (PETM), avvenuto circa 56 milioni di anni fa.
Il PETM fu un periodo di profondo cambiamento climatico, caratterizzato da un aumento globale delle temperature di 5-8 °C (9-14 °F) e da un massiccio rilascio di carbonio nell’atmosfera e negli oceani. Questo incremento termico si verificò nell’arco di 10.000-20.000 anni e si protrasse per circa 100.000-200.000 anni, con un impatto enorme sulla biosfera. Molti organismi marini si estinsero, mentre le regioni tropicali e subtropicali si estesero verso i poli, e si assistette alla comparsa di primati e altri mammiferi.
La causa di questo evento è ancora oggetto di dibattito, con diverse ipotesi che spaziano da eruzioni vulcaniche a impatti di comete, dal rilascio di clatrati di metano a forzature orbitali. I ricercatori ritengono che i pianeti giganti possano giocare un ruolo cruciale durante i sorvoli stellari; quando una stella vagante si avvicina, i campi gravitazionali di questi giganti possono amplificare l’effetto del sorvolo, alterando così le orbite dei pianeti più piccoli.
Per determinare se i sorvoli stellari potessero essere responsabili del PETM e di altri cambiamenti climatici, Richard Zeebe e David Hernandez hanno condotto 400 simulazioni utilizzando un modello all’avanguardia del Sistema Solare e parametri stellari casuali, per un totale di 1.800 sorvoli stellari esaminati. Altri ricercatori che si sono occupati della stessa problematica hanno trovato che i sorvoli stellari potrebbero aver effettivamente alterato il paleoclima della Terra.
Ad esempio, in un articolo pubblicato lo scorso anno, gli scienziati planetari Nathan Kaib e Sean Raymond hanno affermato che le stelle di campo che passano vicino alterano l’evoluzione orbitale dell’intero sistema planetario attraverso le loro perturbazioni gravitazionali sui pianeti giganti. Hanno anche sottolineato come, nonostante gli effetti dei passaggi stellari si manifestino in modo significativo nell’arco di decine di milioni di anni, l’evoluzione orbitale a lungo termine della Terra e degli altri pianeti sia legata a queste stelle.
Zeebe e Hernandez giungono a una conclusione differente. A differenza di Kaib e Raymond, essi non riscontrano alcuna influenza delle stelle di passaggio sulle ricostruzioni paleoclimatiche degli ultimi 56 milioni di anni. Una delle ragioni di questa discrepanza nei risultati risiede nella completezza dei modelli utilizzati per comprendere i sorvoli stellari; alcuni modelli del Sistema Solare, ad esempio, non includevano la Luna.
La complessità dei modelli del Sistema Solare e i limiti delle semplificazioni
Creare modelli accurati e all’avanguardia del Sistema Solare, che incorporino tutti gli effetti secondari conosciuti, è un’impresa computazionalmente onerosa. Per questo motivo, gli studi che si estendono su scale temporali molto lunghe, nell’ordine dei miliardi di anni (Gyr), tendono spesso a impiegare modelli semplificati del Sistema Solare, concentrandosi talvolta solo sui pianeti esterni. Tuttavia, proprio la completezza di questi modelli si rivela cruciale per ottenere risultati affidabili.
Utilizzando un modello del Sistema Solare più completo, i ricercatori Zeebe e Hernandez hanno dimostrato che è improbabile che i sorvoli stellari siano stati la causa dei drammatici cambiamenti paleoclimatici terrestri, come il Massimo Termico del Paleocene-Eocene (PETM). Essi sottolineano che l’inclusione della Luna nei modelli è fondamentale, poiché il nostro satellite ha un significativo effetto stabilizzante sull’orbita terrestre. I modelli che escludono la Luna, infatti, possono giungere a conclusioni discutibili.
Gli autori spiegano che il loro modello all’avanguardia, che considera il contributo lunare e il momento di quadrupolo (J2) di Luna e Sole, insieme a parametri stellari casuali, non ha rivelato alcuna influenza significativa delle stelle di passaggio sulle ricostruzioni paleoclimatiche degli ultimi 56 milioni di anni. Persino i sorvoli estremamente ravvicinati non sembrano produrre effetti rilevanti.
Il nostro Sistema Solare ha sperimentato numerosi sorvoli stellari nel passato e ne affronterà altrettanti in futuro. Ad esempio, la nana arancione Gliese 710 è prevista avvicinarsi fino a 0,1663 anni luce (circa 10.520 unità astronomiche) tra circa 1,29 milioni di anni. Questa stella ha un’alta probabilità, stimata all’86%, di attraversare la Nube di Oort, e alcuni ricercatori ipotizzano che possa scatenare uno sciame di comete nel Sistema Solare interno. La domanda sorge spontanea: un tale sorvolo potrebbe innescare un drastico cambiamento nel clima terrestre?
C’è ancora molta incertezza riguardo al passato e al futuro dei sorvoli stellari e al loro potenziale impatto sul clima terrestre. La chiave per una comprensione accurata risiede nel livello di dettaglio dei nostri modelli scientifici. Gli autori concludono che un modello fisico completo è essenziale per studiare con precisione gli effetti dei sorvoli stellari sull’evoluzione orbitale della Terra.
Lo studio è stato pubblicato sul The Astrophysical Journal.