2026 / 01 / 05

LE STELLE DI STAR TREK...NELLA REALTA': per la terza puntata di questa rubrica proponiamo Pollux (β Gem/Beta Geminorum), lucida di Gemini, ovvero la stella più luminosa della costellazione dei Gemelli nonostante nell’atlante celeste Uranometria (1604) il Bayer le attribuì la seconda lettera dell’alfabeto greco, nella caratteristica nomenclatura applicata secondo ordine di luminosità tra le stelle della costellazione.

Essa viene nominata nel secondo episodio della seconda stagione della Serie Classica (titolo: Who Mourns for Adonais? / Dominati da Apollo). In Star Trek questo astro è il centro di un sistema planetario di cui fa parte un esopianeta di fantasia chiamato Pollux IV, descritto da Mr. Spock come “un pianeta di classe M”. In base alle classi planetarie adottate dalla serie televisiva, la “classe M” corrisponderebbe a un corpo celeste caratterizzato da almeno il 20% di terre emerse, una superficie composta per lo più da silicati e acqua e un’atmosfera ricca di ossigeno e azoto. Con tali caratteristiche il fantomatico Pollux IV sarebbe adatto a ospitare la vita, o per lo meno forme di vita simili a quelle terrestri. In questo episodio la USS Enterprise viene catturata da un’enorme mano divina mentre si trova a navigare attorno a Pollux IV. A trattenere la nave è un’entità despotica e bisognosa di adorazione che si presenta al capitano James T. Kirk e il suo equipaggio come il dio Apollo.

Nella realtà Pollux è una stella gigante che si trova a circa 34 anni luce dalla Terra. Essa ha una massa che è 1,7 volte quella del Sole; il suo tipo spettrale, K0III, indica trattarsi di una gigante arancione, una stella evoluta nel cui nucleo avviene la fusione dell’elio in carbonio e ossigeno. Con un raggio valutato 9 volte quello del Sole, la sua luminosità intrinseca è circa 38 volte quella della nostra stella.

Contrariamente a quanto hanno immaginato gli autori di Star Trek, cioè che Pollux possegga un sistema planetario con più pianeti (cinque), le ricerche evidenziano la probabile presenza di un solo pianeta in orbita attorno a quest’astro. La sua presenza è stata oggetto di discussione: inizialmente, variazioni osservate nella velocità radiale della stella vennero attribuite a diverse cause (rotazione della stella, pulsazioni non radiali, irregolarità alla superficie), indicando come poco probabile l’effettiva presenza di un esopianeta.

Poi, nel 2006, fu pubblicato uno studio (DOI: 10.1086/507516, 10.48550/arXiv.astro-ph/0607136) che dava come plausibile la presenza di un pianeta, offrendo alcune stime relative alle sue possibili caratteristiche: un gigante gassoso con massa pari a 2.9 ± 0.3 MJ  (MJup = masse gioviane), situato su un’orbita quasi circolare a 1,69 ± 0,03 AU (Unità Astronomiche) dalla stella e con periodo orbitale di circa 589.7+/-3.5 giorni. A tale corpo celeste sono stati assegnati due nomi: Pollux b e Thestias. Se così fosse, se tale esopianeta esistesse veramente, non si presenterebbe ospitale quanto il Pollux IV della serie televisiva che, invece, viene immaginato come simile alla Terra.

Ora, per il calcolo della fascia di abitabilità per Pollux (ma valido per tutte le stelle), ci si basa sul cosiddetto modello di Kopparapu, che definisce i confini orbitali 𝗱𝗺𝗶𝗻 e 𝗱𝗺𝗮𝘅 in relazione al flusso stellare effettivo necessario a mantenere l'acqua allo stato liquido. Per il limite interno, tale coefficiente (1,1) identifica la distanza alla quale l'energia radiante di Pollux è tale da innescare l'evaporazione totale degli oceani, saturando l'atmosfera di vapore acqueo e rendendo il pianeta un deserto rovente non dissimile da Venere; per il limite esterno, il coefficiente (0,53) identifica la distanza oltre la quale nemmeno un'atmosfera densissima di anidride carbonica riuscirebbe a contrastare il congelamento globale dal momento in cui la radiazione ricevuta da Pollux sarebbe meno del 53% di quella terrestre. Applicando entrambi i valori alla luminosità di Pollux che, come sopra indicato è 38 volte superiore a quella del Sole e considerando la fascia di abitabilità per il Sole, convenzionalmente definita tra 0,95 UA e 1,7 UA (1 UA corrisponde a 150 MLN di km), si ha:

Dmin = [√ (1.700/1,1)]x0,95  = 5,6 AU

Dmax = [√ (1.700/0,53)]x1,7 = 10,48 AU

La zona abitabile si sposta drasticamente verso l'esterno rispetto al Sole, collocandosi tra 𝟱,𝟴𝟲 𝗔𝗨 e 𝟭𝟬,𝟰𝟴 𝗔𝗨. Confrontando i dati orbitali di Pollux b/Thestias con i valori di range della fascia di abitabilità calcolati per Pollux, risulta evidente che il pianeta NON possiede le condizioni necessarie ad ospitare la vita così come la conosciamo. I dati ottenuti pongono il supposto pianeta a orbitare a una distanza media di circa 1,67 UA da Pollux, posizione al di fuori dei limiti di sicurezza termica per il mantenimento di acqua liquida. Inoltre, trovandosi molto più vicino alla stella rispetto al confine interno dell'effetto serra incontrollato, il pianeta verrebbe sicuramente investito da energia talmente intensa da generare elevate temperature alla sua superficie, rendendo impossibile la persistenza di acqua liquida. Trattandosi di un gigante gassoso, Pollux b/Thestias sarebbe quindi privo di una superficie solida definita: elemento considerato fondamentale per lo sviluppo di ecosistemi biologici complessi.

Nel complesso, l'evoluzione di Pollux in gigante arancione ha spinto la fascia di abitabilità molto oltre l'orbita di Pollux b/Thestias, condannando il probabile pianeta a sviluppare un ambiente surriscaldato e sterile, estraneo ai requisiti di abitabilità planetaria.

E se volessimo immaginare dove orbita Pollux IV, il pianeta di fantasia presente nella serie televisiva? Tale corpo celeste viene mostrato come simile alla Terra, dunque, per poter essere un analogo terrestre dovrebbe trovarsi a orbitare a circa 6,06 AU da Pollux, all’interno della fascia di abitabilità della stella (5,6 AU - 10,48 AU).

Gigliola Antonazzi, Stefano Schirinzi (CSAAT)

2025 / 12 / 18

LE STELLE DI STAR-TREK...NELLA REALTA: per il nuovo numero di questa rubrica oggi proponiamo la stella Epsilon Eridani che nella Serie Classica di Star Trek è il fulcro di un sistema stellare in cui si trova a orbitare un esopianeta di fantasia chiamato Axanar. Tale pianeta, nella serie televisiva (Ep. Fight or Flight/Vincere la paura , 2001, Whom Gods Destroy/Il sogno di un folle, 1969), ospita una specie umanoide, gli Axanar, dal sangue verde costituito da molecole simili ad amminoacidi. Nell’immaginazione degli autori della serie Axanar orbita attorno a un sistema binario costituito da due stelle di classe K ovvero nane arancioni. Nella realtà, ε Eridani non si accompagna a una stella gemella ma è, in effetti, una nana giallo-arancione solitaria, lontana 10,5 anni-luce dal Sistema Solare. Andiamo allora a conoscere la stella ε Eridani e cerchiamo di capire se un pianeta come quello descritto nella serie possa essere, in linea teorica, plausibile o meno e a che distanza dovrebbe trovarsi rispetto all’astro del suo del sistema stellare per ospitare la vita.

Iniziamo dunque con il dire che ε Eridani viene anche chiamata Ran, prendendo a prestito il nome da una divinità marina del pantheon norreno. Essa ha un diametro medio di 1.030.000 km, dunque circa 0,7 volte quello del Sole. Si tratta di una stella di sequenza principale, di tipo spettrale K2 (ca. 5.000 K). La zona abitabile di questo astro va da un minimo di 0,54 unità astronomiche (AU) a un massimo di 0,96 AU (dmin = [√ (0,32/1)] x 0,95 = 0,54 UA e dmax = [√ (0,32/1)] x 1,7 = 0,96 UA), dove 1 AU corrisponde a 150 milioni di chilometri. Epsilon Eridani ha una luminosità che è circa 0,3 volte il Sole (cioè meno di un terzo rispetto alla nostra stella), una massa pari a 0,8 volte il Sole e un’attività magnetica piuttosto spinta, come la maggior parte delle stelle di piccola massa e bassa temperatura. Indagini condotte nell’infrarosso dai telescopi spaziali Hubble e James Webb a oggi non hanno fornito alcuna evidenza diretta della presenza di un esopianeta orbitante attorno a questa stella, anche se alcuni studi hanno ipotizzato la presenza di un pianeta a 3,5 AU da ε Eridani (con periodo di rivoluzione di 7,3 anni terrestri) e a questo è stato assegnato il nome: ε Eridani b o AEgir (il nome di un gigante signore del mare, che nella mitologia norrena è lo sposo di Rán). Certa è, invece, la presenza di un disco di polveri attorno a ε Eridani e anche una zona di detriti, più esterna.

Se gli astronomi discutono ancora circa la possibile presenza di un esopianeta in orbita attorno a ε Eridani in Star Trek, invece, tutto è già risolto: gli autori della serie televisiva immaginano lì un corpo celeste ospitante gli Axanar, indigeni umanoidi che respirano azoto e metano a una temperatura di -20°C. Con queste indicazioni di base potremmo provare a immaginare il loro pianeta come provvisto di un’atmosfera di densità simile a quella terreste e un ambiente complessivamente piuttosto freddo, o per lo meno molto più freddo rispetto alla Terra che ha una temperatura media di circa 15°C. Supponendo che -20°C sia la temperatura media di questo pianeta e ricordandoci che ε Eridani è più piccola e meno luminosa del Sole, ma con attività magnetica maggiore (fattore letale per forme di vita), e che la sua zona abitabile si attesta tra 0,54-0,96 AU, si potrebbe pensare che questo esopianeta risieda nella parte più esterna della fascia di abitabilità. Immaginiamo, dunque, che Axanar abbia una massa simile a quella terrestre e un’albedo vicino per valori a quello della Terra (0.3): un tale pianeta potrebbe orbitare a circa 0,75 AU dalla sua stella, la cui massa è pari a 0,8 volte il Sole. A questa distanza da ε Eridani il suo periodo orbitale sarebbe di circa 0,7 anni cioè otto mesi. Axanar si presenterebbe dunque come un pianeta piuttosto diverso dalla Terra. Una temperatura media di -20°C manterrebbe il pianeta in un perenne inverno ghiacciato. Inoltre, la sua atmosfera sembra composta per la maggior parte da azoto e metano, dunque più simile a quella di una versione riscaldata di Titano (luna nebbiosa di Saturno, perennemente avvolta in una foschia arancione) o a quella del nostro pianeta prima dell’ossigenazione. Per confronto, ricordiamo che l’atmosfera terrestre attuale è composta per il 78% di azoto, 21% di ossigeno, 0,9 % di argon e altri gas: anidride carbonica, vapore acqueo (nella Troposfera), metano, ozono (nella Stratosfera).

Che dire? Buon per i fantasiosi Anaxar di Star Trek, che si sono adattati a vivere in un tale contesto, ma se questo pianeta fosse realmente esistito non sarebbe stato di certo la nostra miglior meta turistica.

Gigliola Antonazzi (CSAAT)