Come possiamo evitare che la terra venga bruciata dal sole intenso?

Scommetto che, come specie, siamo innamorati del nostro pianeta natale (nonostante le nostre eccessive emissioni di carbonio). Ma la dura verità è che la Terra è condannata. Un giorno, il Sole entrerà in una fase che renderà la vita impossibile sulla Terra, e alla fine ridurrà il pianeta a un triste e solitario pezzo di ferro e nichel.

La buona notizia è che se ci impegniamo – e non preoccupatevi, avremo centinaia di milioni di anni per pianificare – possiamo mantenere il nostro mondo una casa ospitale, molto tempo dopo che il nostro Sole sarà impazzito.

Un incubo a occhi aperti

Il Sole diventa lentamente ma inevitabilmente più luminoso, più caldo e più grande nel tempo. Miliardi di anni fa, quando gruppi di molecole iniziarono a danzare insieme e a chiamarsi vita, il Sole era circa il 20% più fioco di quanto lo sia oggi. Anche i dinosauri conoscevano una stella più debole e più piccola. Mentre il Sole è solo a metà della fase principale della sua vita in cui brucia idrogeno, con una variabile di 4 miliardi di anni prima che inizi a morire, è la strana combinazione di temperatura e luminosità che rende possibile la vita su questo minuscolo mondo terrestre. Il nostro pianeta sarà eroso nel giro di poche centinaia di milioni di anni. Un batter d'occhio, astronomicamente parlando.

Il sole semina i semi della propria fine attraverso la fisica di base della sua esistenza. In questo preciso momento, la nostra stella sta masticando quasi 600 milioni di tonnellate di idrogeno al secondo, facendo schiantare quegli atomi insieme in un inferno nucleare che raggiunge temperature di oltre 27 milioni di gradi Fahrenheit. Di questi 600 milioni di tonnellate, 4 milioni vengono convertiti in energia, sufficiente ad illuminare l’intero sistema solare.

Tuttavia, questa reazione di fusione non è completamente pulita. C'è un sottoprodotto rimanente, la cenere degli incendi nucleari: l'elio. Questo elio non ha nessun posto dove andare, poiché i cicli di convezione profonda che muovono costantemente il materiale all'interno del Sole non raggiungono mai il nucleo del Sole dove si forma l'elio. Quindi l'elio resta lì, inerte, senza vita e inutile, intasando la macchina.

Alla sua età attuale, il Sole non ha temperature e pressioni sufficientemente elevate nel suo nucleo per fondere l’elio. Quindi l’elio si mette in mezzo, aumentando la massa totale del nucleo senza dargli nient’altro con cui fondersi. Fortunatamente, il Sole è facilmente in grado di compensare questo fenomeno, e questa compensazione avviene attraverso una parte della fisica conosciuta come equilibrio idrostatico.

Il sole esiste in costante equilibrio, vivendo sul filo del coltello nucleare. Da un lato ci sono le energie liberate dal processo di fusione, che, se lasciato incontrollato, potrebbe minacciare di far saltare in aria il Sole, o quantomeno di espanderlo. A tutto ciò si contrappone l’immensa gravità della stella stessa, che preme verso l’interno con tutta la forza che 1.027 tonnellate di idrogeno ed elio possono raccogliere. Se questa forza continua incontrollata, la gravità del Sole schiaccerà la nostra stella in un buco nero non più grande di una città di medie dimensioni.

Cosa succede allora quando una forza inarrestabile si trova ad affrontare una pressione irresistibile? Un buon equilibrio e una stella può vivere per miliardi di anni. Se per qualche motivo la temperatura dei fuochi nucleari aumenta in modo casuale, riscalderà il resto della stella e gonfierà i suoi strati esterni, alleviando la pressione gravitazionale e rallentando le reazioni nucleari. Se il Sole si contraesse in modo casuale, più materiale si spingerebbe nel nucleo, dove parteciperebbe all’inebriante danza nucleare, e il conseguente rilascio di energia cospirerebbe per rigonfiare la stella alle proporzioni normali.

Ma la presenza di ceneri di elio, le scorie nucleari, sconvolge questo equilibrio sostituendo l’idrogeno che altrimenti fonderebbe. Il sole può solo attirare verso l’interno, la gravità è implacabile e indifferente. Quando ciò accade, costringe le reazioni nucleari del nucleo a diventare più feroci, aumentandone la temperatura, che a sua volta costringe la superficie del Sole a gonfiarsi e a brillare.

Lentamente, lentamente, lentamente, mentre l'elio continua ad accumularsi nel nucleo del Sole (o di qualsiasi altra stella di massa simile), si espande e si illumina in risposta. È difficile prevedere esattamente quando questo schiarimento comporterà un disastro per il nostro pianeta, e ciò dipende dalla complessa interazione tra radiazioni, atmosfera e oceani. Ma la stima generale è che ci restano circa 500 milioni di anni prima che la vita diventi impossibile.