Sull’esistenza di un pianeta ad alta eccentricità

dr. Giovanni Covone

Università di Napoli “Federico II”

Scuola SAIT di Astronomia

Stilo, 25 luglio 2012

Sull’esistenza di un pianeta ad alta eccentricità

dr. Giovanni Covone

Università di Napoli “Federico II”

Scuola SAIT di Astronomia

Stilo, 25 luglio 2012

Sull’esistenza di Nemesi, la stella della morte

dr. Giovanni Covone

Università di Napoli “Federico II”

Scuola SAIT di Astronomia

Stilo, 25 luglio 2012

di cosa parleremo

• Nascita e fine di un mito scientifico?

• Come si scopre un pianeta?

• Nemesis (o Tyche ?)

• Prove straodinarie (?) per affermazioni straodinarie

• Come si dimostra che qualcosa non esiste?

Ipotesi scientifica (nata da controverse ma serie misure in ambito

geologico e palotologico)

•Parte della fortuna nel nome? Nemesi è la “giustizia divina”,

giustizia compensatrice

• Ipotesi scientifica (nata da controverse ma serie misure in ambito geologico e

palotologico)

• Parte della fortuna nel nome? Nemesi è la “giustizia divina”, giustizia compensatrice

La scoperta dei pianeti

• Urano (W. Herschel)

• Nettuno (Galle, Le Verrier 1846)

• Cerere (Piazzi, 1801)

• Plutone (C. Tombaugh, 1930)

• l’era degli exo-pianeti (1992 - Kepler)

I fatti

I fatti

Raup & Sepkoski

(1984)

Nascita di un’ipotesi

• Raup & Sepkoski (1984) non fornirono nessuna ipotesi per spiegare la presunta ciclicità

• Ma scrivono una cosa: “Although the causes of the periodicity are unknown, it is possible

• that they are related to extraterrestrial forces (solar, solar system, or galactic).”

• Nota: il fisico Alvarez aveva da poco avanzato l’ipotesi del meteorite-killer

• Of course: interesse immediato della comunità astronomica

• 1984: due articoli contemporaneamnete appaiono su Nature, fornendo una spiegazione simile.

• un’apparente periodicità nelle esitnzioni di massa

• un ciclo di 25-30 milioni di anni

• ... come il tic-tac di un “orologio cosmico”

• L’ipotesi Nemesi

L’interpretazione

Come è fatto il Sistema Solare

Il sistema solare in una sola pagina

Comet Hale-Bopp

(John Gleason)

Comet Ikeya Zhang

Geometria della Nube di Oort

• natura delle comete

• sorgente continua di comete (~10^13 )

• comete di corto periodo (10UA) e lungo

periodo (1000 UA)

• Oort: distribuzione omogenea degli afelii

delle comete di lungo periodo

disco protoplanetario intorno HD141569 (5Myr old)

Nascita dell’ipotesi di Nemesi

stella rossa di

piccola massa

nana bruna

I nomi proposti

• Death Star

• Nemesi

• Shiva, figlio di Kali

The Leader Post, 22 febbraio 1984

“Conclusione”

• Il Sole e’ parte di un sistema stellare binario

• La compagna e’ una stella “cattiva”

• Ipotesi subito popolare

Copertina del libro “Nemesis”,

di R. Muller

Dark Star, Nibiru et al.

There is another Sun in the sky, a Demon Sun we cannot

see. Long ago, even before great grandmother’s time, the

Demon Sun attacked our Sun. Comets fell, and a terrible

winter overtook the Earth. Almost all life was destroyed.

The Demon Sun has attacked many times before. It will

attack again.

A. Lloyd (2005)

Sulla ricerca di A. Lloyd

• 7 corpi ruotano intorno alla Stella Nera. Il più interno, calo ed ospitale, è la casa di

Anunnaki.

• La stella Nera non enta nel sistema solare. Ma il suo settimo pianeta e’ Nibiru!

• Nibiru passerà fra Plutone e Nettuno. Sarà visibile dalla Terra, come lo è stato in

passato.

Ipotesi alternativa

• Oscillazioni rispetto al piano Galattico e perturbazioni

• Periodo: circa 60 Myr

• Non in fase? Al momento siamo sul piano galattico (i Maya!?)

Altre ragioni per “credere” in Nemesis?

Il mistero di Sedna

• Sedna

• orbita di ~12mila anni

compresa fra circa 80 e

1000 UA

• perchè diavolo un’orbita

cosí eccentrica?

Mike Brown (Caltech):

"Sedna shouldn't be

there!”

Peridocità degli impatti

Misura delle età di

155 sferule di

origine lunare

Modello di Muller: origine dell’orbita di Nemesi

R. Muller (Berkley)

• Asse maggiore 95mila UA (1.5 ani luce)

• eccentricità e=0.7

• origine: incontro Sole-stella circa 400 Myr

Un fatto: gli impatti avvengono

Peekskill meteor, 9 ottobre 1992

Luis and Walter Alvarez (1978)

• Analisi di un sottile strato di argilla, deuzuine

astroied dinosauti

La conferma dell’idea

Helen Michel

Walter Alvarez

Frank Asaro

Luis Alvarez

Alvarez et al. (1980)

• Picco nei livello di iridio (65 Myr)

• materiale raro in superficie

• ...ma comune nello spazio

interstellare

• Ipotesi concorrenti:

• Vulcanismo

• SN

• Meteorite

impact triggers

avalanche

•Mutter LDEO

•graphics

Earth iridium:sunk to the core duringformation

Asteroid iridium:spreads on thesurface

Yucatan spot: the smoking gun?

Dove troviamo un cratere di 150 km?

Il cratere di Chicxulub (Yucatan)

Yucatan Nord, NASA Radar Topography mission

Cratere di

Chicxulub

1981: Penfield & Camargo1991: Hildebrand et al.

Chicxulub

gravity image

from V.L. Sharpton

Barringer meteor crater

in Arizona

diametro

1 km

Manicouagan Crater (Canada)

~200 milioni di anni,

diametro ~100 km

Distribuzione dei crateri noti (2004)

Distribu`ione uniforme? cosa notate?

L’evento di Tunguska (1908)

Painting by William Hartmann400km from ground-zero

L’evento di Tunguska (1908)

Univ. of Bologna 1999 Expedition

http://www-th.bo.infn.it/tunguska/

Univ. of Bologna 1999 Expedition

http://www-th.bo.infn.it/tunguska/

Painting by William Hartmann

170km from ground-zero

Painting by William Hartmann

60km from ground-zero

Painting by William Hartmann

15km from ground-zero, few minutes after explosion

Cosa avvenne a Tunguska?

• Se fosse avvenuto 3 ore dopo...

• Nessun cratere!

• Ipotesi esotiche: mini buco nero (Asimov), asteroide di antimateria, incidente

astronave aliena...

• Ipotesi di lavoro: esplosione in aria di un piccolo asteroide.

un impatto in “diretta”: Shoemaker Levy 9 su Giove

• cometa inusuale (sfilza di nuclei)

impatto cometario su Giove

Cosa sappiamo di Nemesis?

Piccolo calcolo orbitale

• Orbita di Nemesi di circa 30 milioni di anni

• Terza legge di Keplero: piccolo esercizio per il

calcolo del semi-asse maggiore

• a3 \proto p2.

• p = 29.2 *106 years!

• Quindi asse maggiore 1.5 anni luce = 95000 UA

(raggio nube di Ort 0.5 anni luce)

Terza legge di Keplero , 1619 (wikipedia)

Eccentricità dell’orbita

• asse maggiore: a ~ 90000 UA

• perielio: r =a *( 1 - e )

• e ~0.7 -> r = 30mila UA

• impatti dopo ~10mila anni

Fig. da Silagadze

La natura di Nemesis

Sulla natura di Nemesis

• non una stella (massa > 0.08 masse solari)

• non un pianeta

• brown dwarf: oggetti non stellari, massa inferiore a 0.08 masse solari

Alla ricerca di prove

On the Moon!

• La misura delle eta’ dei crateri lunari (alla ricerca della stessa periodictà)

• solo 3-4 crateri hanno un’età misurata in modo affidabile

• Problemi di tali misure sulla Terra

• Vai sulla Luna!

La ricerca osservativa

(i.e. gli astronomi entrano in campo)

Ricerche passate e future di Nemesis

• Dove cercare Nemesis?

• Come cercare? -> Osserva TUTTO il cielo nell’infrarosso!

• Anni’80, IRAS: nessuna traccia

• 1997-2001: 2MASS (Two Micron All Sky Survey). Ancora nessuna traccia

Survey nell’ottico: 2500 gradi quadri nel cielo

austarle

Plutone!

Sheppard et al. (2011)!

Differenza di immagini

Plutone è

un pianeta

(nano)

Esplorazione completa fino alla mag. 21

Metamorfosi di Nemesi

La metamorfosi di Nemesi:

• da Nemesi a Tyche

• Ipotesi necessaria per speigare la distibuzione

anomala dei parametri orbitali delle comete

• Ipotesi: la Nube di Oort come sorgente isotropica di

comete

Distribuzione non random degli afeli?

Distribuzione degli afeli e presuntaorbita di Tyche

Cospirazioni ;)

Survey NIR

• Più efficienti nella rivelazioni di oggetti freddi e deboli

• IRAS

• 2MASS

WISE

WISE, the Wide-field Infrared Sky Explorer

• Telescopio spaziale infrarosso (NASA)

• Lanciato il 14 dicembre 2009, “decomiiosnato” nel 2011

• diametro: 40 cm

• 4 bande fra 3 e 24 micron

WISE, the Wide-field Infrared Sky Explorer

• Esplorazione 1.5 volte dell’intero cielo nell’infrarosso (in 4 differenti bande)

• 2.7 miloini di immaigin

• 20 comete, 33000 asterodi, di cui 125 NEO e 19 potenzialmente pericolsoi

• primo Troiano della Terra

• Messo a riposo nel fbbraio 2011

Osservazioni multibanda di M31

Le comete di WISE

WISE alla rireca di Nemesi

• Potenziale per scoprire Tyche (oggetti più caldi di 75-100 K)

• Oggetti nella citura di Kuiper troppo freddi per essere rivelati

• Giove fino a 25mila UA

• Altri piu’ massivi fino a diversi anni luce

Immagine simulata di WISE

WISE 1828+2650, “the coolest star”

• d = 9ly

• T = 25 C

analisi dei dati WISE

• osservazioni terminate

• Marzo 2012: l’intero database di WISE è pubblico

• risultati definitivi metà 2013 ?

E la periodicità? Fine di un mito...

• 2011, Coryn Bailer-Jones: nessuna peridocità

nelle epoche di formazione dei crateri!

Diametri ed epoca dei crateri maggiori

• Coryn Bailer-Jones (20111)

Grafico originale (Raup & Sepkoski 1984)

“Nemesis Reconsidered”

Il mistero si infittisce

• Melott & Bambacj (2011) analizzano

dati fino a 500 Myr

• Nuova conferma della periodicità: 27

Myr, su intervallo doppio, confidenza

del 99%

• Che conclusione trarne?

Nemesi non puo’

esistere!

• La periodicita’ e’ troppo stabile su mezzo miliardo di anni

• Puo Nemesi avere un’rbita cosi’ eccentrica e stabile su tale scala temporal?

• Ipotesi Nemesi: scartata.

• Gli autori non “immaginano altre ipotesi”

• Ultima estinzione di massa: 11 milioni di anni fa (half-way in between?)

“Nemesis Reconsidered”

Il mistero si infittisce

Il mistero si infittisce.

Nuove peridocità: isotopi Sr

• Peiordo 59 ± 3 Myr

• Periodo simile ma fase opposta a quella della biodiversità marina

• HD3651 ha un sistema planetario

• Analisi dello spettro infrarosso

• Mag apparente se intorno al Sole = 9

• Se posta alla distanza di Nemesi J=10, V=20

Conclusioni (?)

• Non possiamo dire che non esiste

• Ma non c’e ne’ bisogno (rasoio di Occam...)

• frase preferita “queso spiega molte cose”...

• differenza fra fantasia ed ipotesi

giovanni.covone@unina.com

giovanni.covone@unina.com

Risoluzione del Senato del New Mexico (2007)

Dichiarazione del Senato dell’Illinois (2009)

Dichiarazione del Senato dell’Illinois (2009)

Dichiarazione del Senato dell’Illinois (2009)