Il futuro dell’umanità è avvolto nel mistero, ma grazie alla fisica possiamo conoscere con grande precisione il futuro degli oggetti che costruiamo.
Gli oggetti di cui parliamo in questo articolo sono i “Dischi d’oro” che le sonde spaziali gemelle Voyager della NASA portano a bordo nel loro viaggio nello spazio interstellare. I due veicoli tra pochi anni non avranno più energia e si spegneranno definitivamente, ma continueranno a viaggiare tra le stelle custodendo il loro prezioso carico.
Nick Oberg, dottorando del Kapteyn Astronomical Institute nei Paesi Bassi, e un collega hanno cercato di calcolare quali stelle potrebbero incontrare i due veicoli spaziali nel loro lungo viaggio nella Via Lattea.
I modelli utilizzati permettono di guardare molto lontano nel futuro. Oberg ha presentato il lavoro alla 237a riunione dell’American Astronomical Society dove ha raccontato il lungo futuro delle Voyager e dei loro dischi d’oro.
Le Voyager 1 e Voyager 2 sono state lanciate dalla Terra nel 1977, inviate dalla NASA verso i pianeti esterni del sistema solare. Su ciascun veicolo spaziale c’e un disco di rame placcato in oro dal diametro di 30 centimetri.
I dischi d’oro sono nati da un’idea del famoso astronomo Carl Sagan.
Sui dischi sono incise musiche e immagini che rappresentano il nostro pianeta e l’umanità. I messaggi sono destinati a eventuali esseri intelligenti che dovessero, in futuro, incontrare i due veicoli spaziali.
Le due sonde gemelle hanno studiato i giganti Giove e Saturno e una di esse, la Voyager 2, ha studiato Urano e Nettuno per poi lasciarsi alle spalle il sistema solare.
Nel 2012, la Voyager 1 ha attraversato l’eliopausa, la zona che segna il confine del vento solare emesso dal Sole ed è entrata nello spazio interstellare; nel 2018, anche Voyager 2 è diventata un veicolo “interstellare”.
Il destino delle sonde Voyager
Ora, i due veicoli spaziali stanno percorrendo le vaste distese del sistema solare esterno inviando ancora dati scientifici ai loro costruttori, ma presto le comunicazioni si interromperanno perché i due veicoli stanno per esaurire la loro energia.
Il loro viaggio nelle vastità della Via Lattea però è appena iniziato
Oberg e il suo collega hanno combinato le probabili traiettorie delle Voyager con lo studio degli ambienti in cui voleranno le navicella per stimare le probabilità che i dischi d’oro sopravvivano al lungo viaggio interstellare rimanendo leggibili.
Il risultato è una previsione che va oltre, non solo la probabile estinzione dell’umanità, ma anche la collisione della Via Lattea con la vicina galassia di Andromeda e oltre l’estinzione della maggior parte delle stelle.
Il lavoro di Olberg è stato ispirato dai dati ottenuti dalla sonda spaziale Gaia dell’Agenzia spaziale europea, che ha mappato con precisione oltre un miliardo di stelle.
L’idea di Oberg è quella di calcolare quali stelle le due Voyager potranno incontrare in nel futuro utilizzando i dati ottenuti da Gaia.
Oberg e il suo collega hanno cosi iniziato a tracciare il percorso compiuto fino ad oggi dalle due sonde gemelle proiettando le due traiettorie nel futuro.
Il viaggio sarà molto lungo e solo tra circa 20 mila anni le due sonde finiranno di attraversare la nube di Oort, una zona ricca di comete e detriti che orbitano attorno al Sole a una distanza stimata di 100 mila UA (Una Unità Astronomica è pari alla distanza media Terra Sole).
Solo allora i due veicoli spaziali inizieranno a risentire dell’attrazione gravitazionale delle stelle.
Ci vorranno almeno altri 10 mila anni perché una Voyager passi relativamente vicino a una stella, la nana rossa Ross 248.
Tra 500 milioni di anni il sistema solare e le Voyager completeranno un’orbita completa attraverso la Via Lattea. Non c’è modo di prevedere cosa sarà successo sulla superficie terrestre allora, ma è un lasso di tempo cosi lungo che sulla terra si saranno formati nuovi continenti.
Durante l’orbita galattica le Voyager oscilleranno su e giù rispetto al piano galattico, con la Voyager 1 che oscillerà in modo più marcato.
Secondo i modelli, la Voyager 1 viaggerà così lontano e sopra il disco principale della galassia che attraverserà una zona con una densità di stelle dimezzata rispetto alla nostra zona.
Proprio questi movimenti rispetto al piano della galassia determineranno le diverse probabilità di sopravvivenza dei dischi d’oro.
I dischi sono progettati per durare, destinati a sopravvivere forse un miliardo di anni nello spazio: sotto lo strato dorato c’è un involucro protettivo in alluminio e, sotto, i dischi di rame incisi. Ma per capire veramente per quanto tempo questi oggetti possono durare, si devono conoscere a quali condizioni andranno incontro, e questo significa sapere quali zone dello spazio interstellare attraverseranno.
Oberg e il suo collega dovevano conoscere con precisione quanto tempo la navicella avrebbe trascorso avvolta nelle vaste nubi di polvere interstellare della Via Lattea, uno dei pochi fenomeni che potrebbero danneggiare le Voyager.
La polvere che colpirà le Voyager a una velocità di molti chilometri al secondo agirà come una pioggia costante che lentamente danneggerà la superficie del veicolo spaziale.
Le oscillazioni verticali della Voyager 1 significano che la sonda trascorrerà più tempo sopra e sotto il piano della galassia, dove le nubi di polvere sono più spesse. Oberg e il suo collega hanno simulato migliaia di volte i percorsi dei due veicoli spaziali e i loro incontri con le nuvole di polvere, modellando i danni che i dischi d’oro subiranno nel lungo il tragitto.
Le sonde, secondo Oberg, potrebbero essere trascinate dalla gravità di una nube di polvere che ne potrebbe alterare le traiettorie che potrebbero portarle o più lontano o molto più vicino al nucleo della Via Lattea
I dischi d’oro hanno buone probabilità di rimanere leggibili, poiché i loro lati incisi sono nascosti contro la struttura delle sonde. La superficie esterna del disco della Voyager 1 ha maggiori probabilità di erodersi, ma è più probabile che le informazioni sul disco a bordo della Voyager 2 diventino illeggibili perché le previsioni mostrano che percorrerà orbite molto più caotiche.
Secondo Oberg ci sono buone probabilità, nonostante i danni che la polvere cosmica possa infliggere, che i due dischi possano restare parzialmente intatti per almeno 5 miliardi di anni.
Cercare di capire cosa succederà alle due Voyager dopo 5 miliardi di anni diventa complicato. In quell’epoca la Via Lattea si scontrerà con la galassia di Andromeda e le interazioni tra le due galassie complicano i calcoli.
Le due galassie si fonderanno in un’unica grande galassia e le interazioni gravitazionali influenzeranno i tragitti delle due vecchie sonde.
Nei 5 miliardi di anni di viaggio, le due sonde incontreranno una stella oltre il nostro Sole entro circa 150 volte la distanza tra la Terra e il Sole. Non sappiamo quale stella le sonde incontreranno, forse potrebbero incontrare ciascuna una stella a noi oggi ignota.
Il destino delle Voyager dipenderà forse dalle condizioni della fusione galattica. Esiste una possibilità su 5 che la collisione con Andromeda espella un veicolo spaziale dalla galassia. In tal caso, la più grande minaccia per i dischi d’oro sarebbero i raggi cosmici ad alta energia.
All’interno della nuova galassia nata dalla fusione della Via Lattea con Andromeda, il destino delle Voyager dipenderà dalla quantità di polvere lasciata dalla fusione; Oberg ha affermato che potrebbe essere minimo in quanto la formazione stellare è lenta e questo riduce la quantità di polvere nella galassia.
A seconda della polvere che incontreranno, le sonde gemelle Voyager potrebbero essere in grado di viaggiare per trilioni di trilioni di trilioni di anni, abbastanza a lungo da attraversare un cosmo veramente alieno.
In un’epoca cosi distante da noi, le stelle non brilleranno più e non ci sarà più materia affinché se ne formino altre.
Le Voyager andranno alla deriva attraverso una galassia completamente irriconoscibile popolata quasi esclusivamente da buchi neri e resti stellari come nane bianche e stelle di neutroni.
