Spazzatura spaziale nel nostro vicinato cosmico

Ci sono alcune centinaia di miliardi di stelle nella nostra galassia della Via Lattea e più di una piccola percentuale di esse ospita un pianeta abitabile di massa terrestre . La maggior parte delle stelle si muove su orbite circolari attorno al centro galattico perché si sono formate da un disco gassoso freddo, analogamente ai pianeti attorno al Sole.

Il nostro disco galattico è cinquanta milioni di volte più grande dell'estensione del nostro sistema planetario, coprendo un diametro di cinquantamila anni luce dal lato opposto alla posizione del Sole. Ciò significa che qualsiasi segnale luminoso che possiamo ricevere da una civiltà aliena dall'altra parte, è stato emesso nel periodo in cui le prime ondate di Homo-sapiens migrarono in Europa e sostituirono gli indigeni Neanderthal. Allora la specie umana era indistinguibile dalla natura. Ormai ci siamo evoluti in una civiltà tecnologica in grado di creare veicoli spaziali, Internet e GPT-4. Ma i nostri programmi televisivi negli ultimi settant'anni hanno ormai raggiunto solo duecento stelle simili al sole. Allo stesso modo, le nostre sonde interstellarici vorranno diecimila anni prima che lascino la nube di Oort del sistema solare nel vero e proprio territorio interstellare. Siamo in ritardo per la festa galattica.

La maggior parte dei pianeti simili alla Terra inizialmente abitabili sono diventati non abitabili miliardi di anni fa, a causa della storia della formazione stellare cosmica e dell'evoluzione stellare. Ormai, le loro stelle simili al sole si sono evolute e hanno fatto bollire tutta l'acqua liquida sulla loro superficie come farà il Sole alla Terra tra un miliardo di anni. Poiché siamo in tarda fioritura, questo sfalsamento temporale riduce la possibilità di rilevare un segnale luminoso da una civiltà gemella che condivide la nostra secolare fase tecnologica. Un modo alternativo per trovare partner interstellari è rintracciare prodotti tecnologici di lunga durata che rimangono gravitazionalmente legati alla Via Lattea, in modo da poterli trovare anche se i mittenti sono morti molto tempo fa. In altre parole, anche se ci siamo persi la festa, potremmo comunque trovare palloncini che arrivano nel nostro cortile dal nostro quartiere. Sebbene i palloncini possano sembrare spazzatura, portano un messaggio importante sulle attività passate dei nostri vicini.

I nostri " palloncini da festa " sono stati inviati fuori dal sistema solare come razzi chimici. La tirannia dell'equazione del razzo implica che tale veicolo spaziale può raggiungere solo un decimo della velocità di fuga dal disco della Via Lattea. Questa è una benedizione nella nostra ricerca di una civiltà gemella che ci ha preceduto, dal momento che simili "palloncini da festa" di altre civiltà sono ancora tutti confinati per gravità nel disco della Via Lattea, miliardi di anni dopo essere stati lanciati.

A una velocità di diverse decine di chilometri al secondo, i razzi chimici potrebbero diffondersi attraverso il disco galattico in meno di un miliardo di anni, consentendo a quelli lanciati vicino a stelle più vecchie di raggiungere ormai il sistema solare interno. Come ho mostrato in un recente articolo con il mio studente, Carson Ezell, la distribuzione spaziale dei razzi chimici sopra il piano medio del disco galattico assomiglia a quella delle vecchie stelle che possiedono una dispersione di velocità simile.

Una fonte di divertimento e di vanto per le civiltà galattiche potrebbe comportare l'attività di lancio di sottili membrane nello spazio interstellare. In un recente articolo , ho mostrato che per pellicole spesse micron, la forza repulsiva della luce stellare contrasta la gravità attrattiva del disco della Via Lattea. Di conseguenza, tali membrane galleggerebbero, trasportate dalla pressione della radiazione sopra il disco, proprio come gli aquiloni sono trasportati dal vento sopra la Terra. In un altro articolo recente , ho mostrato che le membrane progettate come tessere di una sfera di Dyson per raccogliere energia nelle immediate vicinanze di una stella, verrebbero spinte naturalmente nello spazio interstellare quando la stella si illumina per diventare una gigante rossa.

Un'abbondante popolazione di membrane interstellari potrebbe spiegare l'anomala accelerazione non gravitazionale del primo oggetto interstellare, `Oumuamua , in termini di pressione di radiazione dal Sole. In effetti, l'accelerazione anomala è diminuita uniformemente inversamente con la distanza al quadrato , come previsto per un oggetto sottile. Una simile spinta della luce solare è stata rilevata per il sottile involucro in acciaio inossidabile del razzo booster 2020 SO della NASA , che è stato scoperto tre anni dopo `Oumuamua dallo stesso osservatorio Pan-STARRS .

È probabile che i pezzi più piccoli di rifiuti tecnologici spaziali siano molto più abbondanti dei pezzi grandi, sia perché sono più facili da lanciare sia perché sono il risultato della rottura di oggetti più grandi. Lo scenario di rottura spiega la grande abbondanza di frammenti di conchiglie sulla spiaggia rispetto alla popolazione di conchiglie marine intatte da cui hanno avuto origine questi frammenti. Le due meteore interstellari che hanno preceduto `Oumuamua, IM1 da gennaio 2014 e IM2 da marzo 2017, erano circa cento volte più piccole di `Oumuamua ma un milione di volte più abbondanti.

È probabile che i dispositivi funzionali siano più rari della spazzatura spaziale in base alla nostra esperienza con la plastica negli oceani della Terra . Dato che il tasso di rilevamento di meteore interstellari su scala metrica è di una volta ogni decennio, dovremmo aspettarci che i nuovi arrivi di dispositivi funzionali siano rari a meno che non prendano di mira la Terra. Inoltre, dato il tempo di viaggio di miliardi di anni per gli oggetti interstellari legati gravitazionalmente al disco della Via Lattea, tali sonde avrebbero dovuto definire la Terra, a causa della sua biosfera, come una destinazione desiderata molto prima che ci distinguessimo dalla natura.

Un incontro interstellare ci offre l'opportunità di aggiornarci sugli ultimi progressi della scienza e della tecnologia nel nostro vicinato cosmico. Questa è la logica alla base del Progetto Galileo che gestisce un nuovo osservatorio astronomico presso l'Università di Harvard, analizza nuovi dati satellitari e lancerà presto una spedizione nell'Oceano Pacifico nel tentativo di recuperare i resti della prima meteora interstellare, IM1 .

Nella vita quotidiana, l'esperienza di recuperare la spazzatura nel cortile di casa è frustrante. Questo perché siamo già consapevoli dei nostri vicini. Ma data la nostra ignoranza sui vicini galattici, qualsiasi pezzo di spazzatura tecnologica proveniente dallo spazio interstellare trovato dal Progetto Galileo sarà apprezzato. I pezzi saranno etichettati presso l' Osservatorio dell'Harvard College e prestati a musei e gruppi di ricerca in tutto il mondo. Non sarà consentito alcun tipo di riciclaggio.

CIRCA L'AUTORE

Avi Loeb è il capo del progetto Galileo, direttore fondatore della Black Hole Initiative dell'Università di Harvard, direttore dell'Institute for Theory and Computation presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ed ex presidente del dipartimento di astronomia dell'Università di Harvard (2011 –2020). Presiede il comitato consultivo per il progetto Breakthrough Starshot ed è un ex membro del Consiglio dei consulenti per la scienza e la tecnologia del presidente ed ex presidente del consiglio di fisica e astronomia delle accademie nazionali. È l'autore più venduto di " Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth " e coautore del libro di testo " Life in the Cosmos ", entrambi pubblicati nel 2021. Il suo nuovo libro, intitolato " Interstellar ”, la cui pubblicazione è prevista per agosto 2023.