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Le Cronache del Ghiaccio e del Fuoco: l’Inverno sta arrivando

Quattro ipotesi astronomiche sulla natura estrema delle stagioni di Westeros

Dopo un’interminabile Estate durata nove anni, i popoli dei Sette Regni temono l’arrivo di un Inverno senza precedenti nella storia di Westeros. Purtroppo nessuno sa di preciso quando i ghiacci inizieranno a spingersi oltre la Barriera per invadere il continente, perché nel mondo delle Cronache le stagioni non seguono alcun ciclo prestabilito: al contrario, si alternano caoticamente in una danza misteriosa il cui andamento è del tutto impredicibile, al punto che nemmeno i più saggi tra gli uomini sono in grado di carpirne i segreti. In verità non dovremmo affatto stupirci: l’universo nato dalla fantasia di George R.R. Martin è una fedele rappresentazione del Medio Evo europeo, con tutti i pro e i contro che ne derivano – incluso lo scarso sviluppo delle scienze astronomiche, ovvero l’unico strumento che potrebbe consentire ai “saggi” di comprendere le reali cause di un sistema climatico così estremo. Non soffrendo delle stesse limitazioni che affliggono i personaggi di Martin, tuttavia, noi possiamo svelare il mistero. Lo faremo proponendo quattro diversi scenari, ordinati dal meno probabile al più probabile.



IPOTESI 1: IL PIANETA SEGUE UN’ORBITA ECCENTRICA E FORTEMENTE ELONGATA

Secondo un mito piuttosto diffuso, le stagioni terrestri sarebbero causate dalla variazione nella distanza del nostro pianeta dal Sole lungo i diversi punti dell’orbita. A livello intuitivo questo scenario sembrerebbe sensato, ma in realtà le cose non stanno così: infatti, sebbene l’orbita della Terra sia ellittica, la differenza tra l’afelio ( ovvero il punto in cui la Terra è più distante dal Sole) e il perielio, suo opposto, è così piccola che il percorso orbitale può essere considerato quasi circolare, almeno in prima approssimazione. Ne consegue che, almeno sulla Terra, il ciclo delle stagioni non può essere causato dalle variazioni nella distanza che separa il pianeta dalla stella. Eppure non tutti i pianeti seguono un’orbita quasi circolare: l’esempio più evidente è quello di Plutone, la cui distanza dal Sole varia tra un minimo di 4425 milioni di km e un massimo di 7375 milioni di km, con un’eccentricità orbitale pari a 0.2482 (contro lo 0.0167 della Terra).




Nell’universo delle Cronache è possibile che il mondo creato da Martin presenti caratteristiche simili a quelle di Plutone, pur orbitando ad una distanza media dalla sua stella molto inferiore (in caso contrario il pianeta sarebbe ricoperto da ghiacci perenni). Con un’alta eccentricità, caratteristica fondamentale per ottenere un’orbita fortemente elongata, quegli stessi effetti che per la Terra sono impercettibili per Westeros sarebbero invece determinanti. In particolare, l’arrivo dell’inverno coinciderebbe con il raggiungimento dell’afelio, quello dell’estate con il perielio. Per quanto suggestivo, questo scenario presenta però diversi problemi. Il più evidente riguarda l’imprevedibilità delle stagioni, che non potrebbe in alcun modo essere causata dall’elongazione dell’orbita. Il motivo è semplice: l’eccentricità dell’orbita non influisce sulla sua regolarità, e la regolarità è proprio ciò che determina la predicibilità del ciclo delle stagioni. L’ipotesi dell’orbita eccentrica è quindi da scartare.



IPOTESI 2: IL PIANETA E’ SOGGETTO AD UN FENOMENO DI PRECESSIONE CAOTICA DELL’ASSE DI ROTAZIONE

Prima abbiamo accennato al ciclo delle stagioni. Sulla Terra esso è causato dall’inclinazione dell’asse di rotazione del pianeta, che disegna un angolo di circa 23.4° rispetto al piano dell’eclittica. Nonostante la Terra segua un’orbita ellittica intorno al Sole, la direzione dell’asse terrestre rimane pressoché invariata durante tutto l’arco dell’anno. Per questa ragione il polo nord risulta inclinato in direzione del sole per circa sei mesi, trascorsi i quali il suo posto viene preso dal polo sud. Questo fenomeno genera una graduale transizione dall’estate all’inverno: il polo orientato in direzione del sole riceverà un irraggiamento superiore rispetto al polo orientato nella direzione opposta, con conseguente innalzamento della temperatura media. E’ importante sottolineare ancora una volta come l’asse di rotazione della Terra sia estremamente stabile: se variasse con il tempo, infatti, non sarebbe possibile predire né la lunghezza delle singole stagioni, né tantomeno l’intervallo di tempo tra una stagione e la successiva. Fortunatamente abbiamo la Luna, i cui influssi gravitazionali contribuiscono a mantenerne stabile l’inclinazione. Tali influssi sono causati da una combinazione di caratteristiche davvero unica nel Sistema Solare: il nostro satellite infatti possiede massa e distanza orbitale ideali per stabilizzare l’asse di rotazione terrestre e regolarne la precessione. Se fosse più piccolo (o più distante) l’inclinazione dell’asse varierebbe in modo caotico in funzione della distanza orbitale della Terra dal Sole.




Che dire invece del mondo sul quale si svolgono le vicende narrate nelle Cronache? Nell’episodio “La Strada del Re” veniamo a conoscenza del fatto che Westeros possiede almeno una luna, anche se le sue dimensioni – così come la sua distanza media dal pianeta – non vengono mai specificate. Studiando più a fondo la mitologia dell’universo di Martin, veniamo anche a sapere che originariamente il pianeta possedeva un altro satellite, il quale “venne distrutto dal fuoco, perché si avvicinò troppo al Sole”. Questo apre la strada ad alcuni possibili scenari, ma noi per semplicità ne considereremo solamente uno. Immaginiamo un pianeta con due Lune e un’inclinazione assiale moderata (15-30°), sul quale le stagioni si susseguono ad intervalli regolari e possiedono una lunghezza determinata. Ora togliamo una delle due lune, la più grande. Cosa accade? Nel momento in cui la luna principale scompare, il suo influsso stabilizzatore viene meno: per il principio di conservazione del momento angolare, iniziano a generarsi oscillazioni più o meno marcate dell’asse di rotazione del pianeta mentre quest’ultimo cerca di trovare un nuovo punto di equilibrio. Le oscillazioni variano di intensità con il trascorrere del tempo e lo fanno in modo del tutto impredicibile. La conseguenza più immediata del nuovo fenomeno di precessione caotica è che le stagioni, dapprima regolari, ora presentano caratteristiche del tutto casuali, tanto che non è più possibile prevedere né la loro durata né l’intervallo di tempo che separa una stagione dalla successiva. In effetti è proprio ciò che accade a Westeros: l’inverno sta per arrivare, ma nessuno sa quando, né quanto durerà. Purtroppo anche questa teoria presenta dei problemi: affinché si generino gli effetti descritti è necessario infatti assumere l’esistenza di un altro corpo celeste di notevoli dimensioni in grado di interagire gravitazionalmente con il pianeta; se tale corpo non esistesse, sarebbe impossibile assistere a cambiamenti climatici così importanti in un arco di tempo così breve. Anche l’ipotesi della precessione caotica è quindi da scartare.



IPOTESI 3: IL PIANETA APPARTIENE AD UN SISTEMA STELLARE BINARIO

I problemi rilevati durante l’analisi delle precedenti ipotesi possono essere eliminati assumendo che il pianeta si trovi all’interno di un sistema stellare binario: in questo caso potrebbero facilmente verificarsi tutte le condizioni necessarie per giustificare la presenza di stagioni estreme sulla sua superficie. Ma andiamo con ordine. Considerando un ipotetico corpo celeste situato nella zona abitabile di un sistema binario, dobbiamo analizzare tre scenari differenti: nel primo il nostro pianeta orbita intorno ad entrambe le stelle, che costituiscono l’unico centro di gravità del sistema; nel secondo orbita intorno alla stella più massiccia, con la più piccola posta a distanza di sicurezza; nel terzo invece orbita in modo alternato intorno a ciascuna delle due stelle, seguendo un percorso variabile (simile ad un otto rovesciato). Scartiamo subito l’ultima ipotesi, perché un’orbita eccessivamente caotica potrebbe spingere il pianeta troppo vicino ad una delle due stelle, rendendolo di fatto inabitabile; scartiamo anche la prima, perché gli influssi mareali della stella più piccola potrebbero alimentare un continuo bombardamento meteorico se non addirittura, a lungo termine, causare l’espulsione del pianeta dal sistema. Concentriamoci dunque sul secondo scenario, che appare più plausibile. Se il mondo di Westeros orbitasse intorno a due stelle costituenti un unico centro di massa, il suo percorso orbitale sarebbe relativamente stabile nel tempo. Tuttavia, gli influssi gravitazionali delle stelle agirebbero sia sul momento angolare, causando un fenomeno molto simile a quello descritto nell’ipotesi 2, sia sulla traiettoria dell’orbita, generando effetti analoghi a quelli descritti nell’ipotesi 1. Il risultato sarebbe un mondo con stagioni estreme e di durata variabile, intervallate da stagioni più miti con un clima stabile. Potrebbe sembrare fantascienza, ma in realtà i modelli matematici ci dicono che è possibile, come dimostra questo paper pubblicato sul portale arxiv.org dagli astronomi Veselin Kostov, Daniel Allan , Nikolaus Hartman, Scott Guzewich e Justin Rogers: http://arxiv.org/pdf/1304.0445.pdf




A questo punto sorge spontanea una domanda: se il mondo delle Cronache appartiene effettivamente ad un sistema binario, come mai nei libri – così come negli episodi della serie TV – non viene mai menzionato un secondo Sole? Per far quadrare i conti occorre introdurre un’altra ipotesi. Se nessuno l’ha mai vista, la seconda stella del sistema deve evidentemente possedere una luminosità piuttosto tenue: in questo caso potrebbe trattarsi di una nana bianca, di una pulsar, oppure di una nana bruna. Per molteplici ragioni, la scelta deve cadere su quest’ultima: troppo piccola per innescare le reazioni termonucleari necessarie a produrre radiazione elettromagnetica, ma comunque sufficientemente grande da spostare il baricentro del sistema e influenzare le orbite dei pianeti che vi appartengono, la nana burna risulterebbe del tutto invisibile da terra, giustificando così l’assenza di citazioni all’interno dei libri. Ora lo scenario è completo, e a differenza dei primi due non presenta problemi degni di menzione.



IPOTESI 4: IL PIANETA ORBITA INTORNO AD UNA STELLA VARIABILE

A questo punto il dilemma delle stagioni estreme di Westeros sembrerebbe definitivamente risolto, ma c’è un’alternativa che vale la pena considerare. Infatti, sebbene l’ipotesi del sistema binario sia perfettamente coerente con i dati osservati, implica un grado di complessità così alto da renderla piuttosto improbabile. Per questa ragione dobbiamo elaborare un nuovo scenario che, pur incorporando tutti gli effetti descritti nel paragrafo precedente, sia più semplice da descrivere. La soluzione consiste nell’ipotizzare che il pianeta sul quale si svolgono le vicende del libro di Martin orbiti intorno ad una stella variabile. Le stelle variabili sono corpi celesti la cui luminosità cambia con il trascorrere del tempo: in alcuni casi la variabilità è periodica, ovverosia avviene ad intervalli di tempo regolari, mentre in altri è apparentemente caotica, tanto che non è possibile prevedere i periodi di transizione tra le fasi di minima e massima luminosità. Assumendo che il pianeta orbiti intorno ad una variabile irregolare, non è necessario introdurre nessun’altra condizione aggiuntiva per fare in modo che si verifichino le condizioni climatiche estreme descritte da Martin: è sufficiente immaginare un pianeta con caratteristiche simili a quelle della Terra e un asse di rotazione leggermente meno inclinato, che entra nella stagione estiva nel momento in cui la sua stella raggiunge il picco massimo di luminosità, per transitare poi d’improvviso in un inverno lungo e rigido quando la stella raggiunge il suo picco minimo. Per la sua semplicità ed eleganza, l’ipotesi della stella variabile è in assoluto la nostra preferita.

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  • The Max

    Potrebbe esistere anche un’altra possibilità: che si verifichino periodicamente, ma in modo non facilmente prevedibile, delle piccole glaciazioni esattamente come è avvenuto e avviene sulla terra.
    Ad esempio il pianeta delle Cronache potrebbe essere esattamente come la Terra, semplicemente la conformazione dei continenti, che influenzerebbe le correnti marine, unita ad un ciclo solare più rapido o più lento rispetto a quello terrestre (che è già stato dimostrato essere un elemento che influenza la temperatura terrestre), potrebbe comportare delle piccole glaciazioni più frequenti in termini geologici ma anche imprevedibili.
    Ad esempio l’europa che potrebbe essere una buona analogia con le Westeros può subire siginificativi cambiamenti climatici in funzione dell’influenza della corrente del golfo.
    Altra considerazione: i fatti narrati fanno riferimento ad periodo simile al medioevo terrestre, a quei tempi non si conosceva l’esistenza del continente americano, quindi è lecito supporrre l’esistenza di altri continenti in grado di influenzare siginificativamente il clima di Westeros.

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