Sagittarius A*, il grande sterilizzatore

[Red Hanuman]

Quanto può aver pregiudicato la possibilità dell'esistenza della vita l'intensa radiazione ionizzante emessa da Sgr A*, il buco nero supermassiccio nel cuore della Via Lattea, durante la sua fase attiva? Ne parliamo con Amedeo Balbi e Francesco Tombesi, autori d'uno studio uscito oggi su Scientific Reports...
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[davide1334]

https://tg24.sky.it/scienze/2020/08/...oce-via-lattea

metto qua per non aprire l’ennesimo topic,una curiosità:
si dice che ,in teoria, un osservatore esterno vedrebbe fossilizzarsi un corpo che sta cadendo dentro l’orizzonte degli eventi di un buco nero,giusto? ora, anche se questa stella non è proprio sull’OE di Sagittaruis A,si può dire che sia “il modello reale osservabile” che più si avvicina a quello scenario teorico; gli effetti relativistici dovrebbero essere comunque già consistenti qua : la stella viaggia all’8% della velocità della luce e orbita assai vicina al buco nero.
quindi noi (osservatori esterni) vediamo la stella che orbita attorno al buco nero, e l’articolo dice che per fare un giro attorno a Sagittarius A impiega 12 anni. ma sono 12 anni “terrestri”?,cioè noi osservando la sua posizione oggi,la rivedremo esattamente lì nel 2034? Oppure sono 12 anni se ci trovassimo ipoteticamente sulla superficie della stella? Immagino che il tempo scorra diversamente là e non "sincronizzato" con il nostro,giusto? cioè,oltre alla differita temporale di 26000 anni luce circa,c'è una ulteriore discrepanza per noi osservatori?
spero di essermi spiegato

[Ro84]

@Red Hanuman dimmi quello che vuoi, ma io da assoluto profano della materia specifica (nel senso che non ho consultato studi specifici sull'argomento "vita impattata da eventi cosmici di portata galattica"), ho come l'impressione che l'impatto sulla vita di eventi come esplosioni di novae, esplosioni di supernovae, radiazioni di stelle WR vicine, buchi neri attivi, eccetera, sia forse un po' sopravvalutata. Me lo suggerisce più che altro la storia evolutiva della vita sulla Terra.

Mi spiego: la vita complessa, pluricellulare, esiste sulla Terra da almeno 630 milioni di anni (Ediacarano) e forse anche da prima (mentre le prime forme di vita fuori dall'acqua di cui si ha certezza assoluta risalgono a 420 milioni di anni fa); in questo tempo la Terra ha completato due orbite e mezzo attorno al centro galattico e in tutto questo tempo e percorso deve aver intersecato innumerevoli regioni di formazione stellare, associazioni OB (che sono potenziali generatrici di supernovae in ogni momento), stelle WR, binarie a raggi X con componenti degeneri, onde d'urto a non finire, a maggior ragione che l'orbita del Sole non si allontana mai più di tanto dall'equatore galattico. Eppure la vita non ha avuto scossoni e anzi le grandi estinzioni note in paleontologia si sa che sono avvenute per motivi diversi rispetto a eventi cosmici di portata galattica.

Guardando ancora prima, la vita unicellulare esiste da (a voler essere pessimisti e considerare le prime prove assolutamente incontrovertibili) circa 3 miliardi di anni: significa 12 orbite galattiche complete. Vero che la vita era in quel periodo acquatica, ma è vero anche che c'è stata una continuità da allora per quanto riguarda sia la presenza di un'atmosfera che quella di oceani.

Insomma, c'è qualcosa che in tutto questo mi sfugge.

[Red Hanuman]

Eppure la vita non ha avuto scossoni e anzi le grandi estinzioni note in paleontologia si sa che sono avvenute per motivi diversi rispetto a eventi cosmici di portata galattica.

Ne sei veramente sicuro? Al momento attuale, non mi sembra che ci siano troppe certezze sulle grandi e piccole estinzioni avvenute sulla Terra.

Vedi, per esempio, l'estinzione del Cretaceo-Paleocene, quella nota per la sparizione (anche) dei dinosauri.
E' stato a lungo dibattuto se l'estinzione fosse stata causata dall'impatto di uno o più asteroidi, oppure sia dipesa dalla nascita dei trappi del Deccan, o dal concorrere di entrambe le cause. E la disputa ancora continua.

Nel caso delle estinzioni dovute ad eventi cosmici, alcuni indizi spingono a pensare che una supernova o un lampo di raggi gamma abbia causato l' estinzione della fine dell'Ordoviciano.

Comunque sia, è evidente che un AGN originato da Sgr A* creerebbe grossi problemi alla vita anche sulla Terra, mentre una supernova troppo vicina o un GRB creato da una collapsar che ci colpisse direttamente hanno sicuramente energie sufficienti per nuocere alla vita.

Sono eventi rari? Può darsi, ma nessuno può dire che non ci coinvolgeranno mai. In questo universo, dato abbastanza tempo, succede sicuramente di tutto...

[Ro84]

Ne sono "abbastanza" (fra mille virgolette) "sicuro" (compatibilmente col fatto che io non c'ero all'epoca e che come sempre nulla è certo nella scienza), almeno per le 5 grandi estinzioni. Per quella del K-T sarebbe stato "sufficientemente" acclarato che sia stata una concatenazione di cause: dapprima oscillazioni climatiche ed eustatiche, causate probabilmente dalla tettonica (Campaniano), poi sono iniziati i problemi con le mega-eruzioni del Deccan (Campaniano-Maastrichtiano); entrambe hanno iniziato a deteriorare l'ambiente e certi gruppi tassonomici ne hanno risentito, com'è testimoniato in particolare dalla fauna marina (si osserva soprattutto in certe forme stravaganti delle ammoniti, ma anche nei foraminiferi). Il colpo di grazia su un sistema già in parte provato da qualche milione di anni è stato l'impatto, o meglio gli impatti, dato che si trovano almeno 3 crateri ritenuti coetanei fra loro sparsi per il mondo (probabilmente il corpo celeste impattante si è frantumato o viaggiava già deteriorato forse dall'influenza di qualche pianeta esterno).

Quella dell'Ordoviciano è la più dibattuta, ma l'ipotesi dei lampi gamma viene considerata allo stato attuale come francamente "residuale" o comunque ben poco determinante rispetto ad altre concause ben più marcate: per esempio c'è la chiara evidenza che la fine dell'Ordoviciano coincise con l'avvento di un'era glaciale immediatamente successiva a un periodo particolarmente temperato della precedente era interglaciale (sono noti almeno due cicli glaciale-interglaciale all'interno di quell'era glaciale, con forti escursioni eustatiche - che per la fauna marina è sempre una bella seccatura, e all'epoca la vita era ancora quasi tutta sott'acqua). Era glaciale che come quasi sempre accade è legata alla tettonica (e quindi alla geografia), con il megacontinente Gondwana I che si era trovato col centro al polo sud, da un lato, e con la chiusura dell'oceano Giapeto più a nord, dall'altro lato. Un'era glaciale è sempre un problema per la vita, a differenza delle fasi calde che invece favoriscono la biodiversità.

Non metto in dubbio in realtà che i lampi gamma di una supernova possano creare scompiglio, e anzi è molto probabile che alcuni dei picchi di estinzione minori siano legati a questi fenomeni, ma da qui a mettere davvero in crisi la vita con estinzioni di massa ce ne passa... a meno che la supernova non ci esploda a poche decine di anni luce (questo sì, un evento statisticamente molto improbabile).

D'altra parte solo pochi milioni di anni fa abbiamo attraversato la cintura di stelle giovani e massicce che oggi vediamo fra Cane Maggiore, Poppa e Vele, per altro proprio in un periodo forse abbastanza "pericoloso", dato che proprio 3-5 milioni di anni fa ci potremmo essere trovati vicinissimi a quel gran pasticcio galattico di esplosioni multiple di supernovae che andò poi a formare la Nebulosa di Gum, con onde d'urto tanto potenti da far letteralmente dissolvere un'intera nube molecolare gigante accumulandone i resti a centinaia di anni luce dall'epicentro delle esplosioni. All'epoca l'unico picco di estinzione è quello minore che ha riguardato la fine del Miocene, ma anche lì si ritiene che i casini tettonici abbiano provocato scompigli più che sufficienti senza scomodare i lampi gamma (chiusura del Mediterraneo e sua evaporazione, riapertura e conseguente abbassamento eustatico improvviso di decine di metri nell'arco di qualche secolo, chiusura dell'istmo di Panama e interruzione della cintura equatoriale marina, con raffreddamento dell'Atlantico, chiusura degli ultimi lembi della Tetide - tutto questo praticamente in contemporanea, fatto che guastò il sistema di termoregolazione globale marino e causò quell'improvviso raffreddamento che poi avrebbe condotto col tempo al cuore dell'attuale era glaciale).

Un nucleo galattico attivo probabilmente causerebbe problemi un po' in tutta la galassia, ma a questo punto mi viene in mente una domanda: non dovrebbe contare più che altro la direzione dei "poli" del SMBH per quanto riguarda gli effetti più deleteri della sua attività?

[Red Hanuman]

Ne sono "abbastanza" (fra mille virgolette) "sicuro"

Felicissimo che tu lo sia. Io però rimango scettico, specialmente se ci riferiamo ad eventi sempre più remoti nel tempo. Avere un quadro complessivo in questi casi non è un giochino da ragazzi...

Un nucleo galattico attivo probabilmente causerebbe problemi un po' in tutta la galassia, ma a questo punto mi viene in mente una domanda: non dovrebbe contare più che altro la direzione dei "poli" del SMBH per quanto riguarda gli effetti più deleteri della sua attività?

In un AGN non sono i getti a produrre l'intensa luminosità che vediamo, ma l'intero disco di accrescimento. E non tutti gli AGN possiedono dei getti relativistici.
Parliamo poi di oggetti che da soli sono luminosi quanto e più dell'intera galassia in cui si trovano. Alcuni sostengono addirittura che un AGN influenzi l'evoluzione stellare delle galassie più vicine ad esso. Mica bruscolini.

[Ro84]

Felicissimo che tu lo sia. Io però rimango scettico, specialmente se ci riferiamo ad eventi sempre più remoti nel tempo. Avere un quadro complessivo in questi casi non è un giochino da ragazzi... :

Beh in realtà ho detto "Ne sono "abbastanza" (fra mille virgolette) "sicuro" (compatibilmente col fatto che io non c'ero all'epoca e che come sempre nulla è certo nella scienza)".

Abbiamo però evidenze paleontologiche, paleostratigrafiche, paleoambientali, paleogeografiche e paleoecologiche non di poco conto per poterci fare un'idea di massima sul fatto che siano accaduti eventi che, per la legge dell'attualismo, è noto che possano creare disturbi molto pericolosi agli ecosistemi. Non abbiamo alcuna certezza sulle dinamiche precise, ma sappiamo che la roccia ha registrato degli eventi difficilmente interpretabili in modo diverso rispetto a eventi glaciali e forti stress termici (paleomorene, rocce montonate, striature da frizione da calotta...), contestuali a fenomeni orogenetici anch'essi registrati dai classici sistemi a pieghe-falde-metamorfismo crescente, il tutto databile coi soliti metodi dei rapporti isotopici e delle correlazioni stratigrafiche.

Se poi sfiga ha voluto che contestualmente a questi già gravi problemi si aggiungesse anche una supernova vicina, questo non lo so, ma si potrebbe comunque dire che molto probabilmente, con o senza supernova, la frittata era già fatta.