Cosa succederebbe se il Sole si spegnesse?

Nella Via Lattea ci sono 28 miliardi di stelle simili al Sole, ma la nostra è davvero speciale (almeno per noi). La sua gravità tiene insieme il Sistema Solare e la sua energia consente la vita sulla Terra. Ci influenza anche in molti altri modi, poiché è responsabile del clima e dello scorrere delle stagioni, delle correnti oceaniche e del bellissimo fenomeno delle aurore^[1]. Ma, come tutto nell’universo, prima o poi anche il Sole terminerà di esistere^[2]. Cosa accadrebbe se il Sole si spegnesse? E cosa succederebbe se il Sole sparisse proprio in questo momento?

Leggi anche: Vita nello spazio: la zona abitabile

Come e quando si spegnerà il Sole?

Le stelle come il Sole sono costituite da quantità elevatissime di gas, soprattutto idrogeno ed elio. La fortissima pressione che deriva da queste immense masse produce temperature talmente elevate che gli elettroni vengono strappati dagli atomi e i gas così ionizzati prendono il nome di plasma.

In queste condizioni avviene la fusione nucleare: come suggerisce il nome, in questa reazione i nuclei degli atomi si fondono. Così, a partire da due cationi idrogeno (ognuno costituito da un protone) si forma un nucleo di elio (che contiene due protoni). Questo processo rilascia tantissima energia, in forma di luce e di calore (il nostro Sole ha una temperatura di 15 milioni di °C, circa 6mila volte quella di una lampadina!). Rilasciando questa energia, in un’esplosione perpetua, una stella riesce a non restare schiacciata dal peso del gas che la compone. Si dice che non collassa^{[1, 2]}.

All’interno delle stelle come il Sole, l’idrogeno è destinato a esaurirsi dopo qualche miliardo di anni. Finito questo “carburante”, la fusione nucleare non riesce più a impedire il collasso della stella, che sprigiona ancora più calore e luce per via della compressione dell’elio che si trova al suo interno (perché all’aumento della pressione corrisponde un aumento della temperatura)^[2].

A causa di questo aumento di energia, però, la stella si espande fino a diventare una gigante rossa, una stella fino a centinaia di volte più grande del nostro Sole e notevolmente più fredda in superficie^[2].

A questo punto, anche l’idrogeno nella parte esterna della stella finisce. Questo comporta un nuovo collasso dell’astro, scatenando un altro ciclo di fusione nucleare che, però, coinvolge l’elio, formando nuclei di elementi più pesanti come carbonio (con sei protoni) e ossigeno (con otto protoni). L’energia che ne deriva è insufficiente per contrastare l’elevata pressione dovuta al peso di questi elementi, così le dimensioni del nucleo si riducono. Si parla quindi di nana bianca, una stella “fredda” dalle dimensioni simili a quelle della Terra. Attorno a sé lascia gli strati più esterni, che creano una nebulosa: una nube luminosissima di gas e polvere che vive circa 10mila anni^{[2, 3]}.

Si calcola che il Sole si spegnerà tra circa 8 miliardi di anni: tanti quanti gli esseri umani che oggi abitano la Terra. Probabilmente il nostro pianeta, insieme a Mercurio e Venere, sarà vaporizzato ben prima, quando il Sole diventerà una gigante rossa tra 5 miliardi di anni. Ma non ce ne dovremo preoccupare. Dato che il Sole si espande del 10% ogni miliardo di anni, a quel punto la Terra sarà talmente calda che i suoi oceani saranno evaporati, insieme alla vita terrestre^{[2, 3]}.

Ma immaginiamo che, semplicemente, il Sole si spenga all’improvviso, come una lampadina. Cosa accadrebbe?

Quanto durerebbe la vita sulla Terra se il Sole si spegnesse?

Se improvvisamente il Sole smettesse di emettere luce e calore, la vita terrestre andrebbe avanti molto più di quanto potremmo aspettarci. Ma vediamo nel dettaglio quello che avverrebbe.

Le prime settimane senza la luce del Sole

Se il Sole si spegnesse dopo quanto ce ne accorgeremmo? Inizialmente, non accadrebbe nulla. Per circa otto minuti e venti secondi sarebbe tutto normale: in questo periodo di tempo, gli ultimi raggi di luce solare raggiungerebbero la superficie terrestre. Poi, all’improvviso, calerebbe il buio dappertutto; anche il nostro satellite, la Luna, sarebbe oscurato^{[4, 5]}

Siccome la nostra galassia, la Via Lattea, è luminosa circa 1/300 della Luna, praticamente vedremmo solo grazie alla luce artificiale. Ma, a causa del ritardo dei raggi solari su grandi distanze, guardando il cielo osserveremmo altri pianeti del Sistema Solare come se non fossero colpiti dal problema: per esempio, Giove sarebbe ancora illuminato per circa mezz’ora dopo la scomparsa del Sole^{[4, 5]}.

Entro pochi minuti dallo spegnimento del Sole, le temperature scenderebbero di 4-5 gradi nelle zone che erano illuminate. Nel frattempo si inizierebbero a osservare comportamenti strani da parte degli animali i cui cicli vitali dipendono dallo scorrere delle giornate: ad esempio, alcuni uccelli smetterebbero di cantare^[6]. Le attività giorno-notte della fauna continuerebbero a essere abbastanza sincronizzate con le 24 ore, grazie agli orologi endogeni, che regolano le funzioni giornaliere degli organismi anche in modo indipendente dalla presenza degli astri. Ma molti animali necessitano della presenza del Sole per capire dove andare, quindi prenderebbero a muoversi in modo disordinato.

Appena scomparsa la luce, la fotosintesi si interromperebbe. Da questo processo deriva la quasi totalità della sintesi di ossigeno presente nell’atmosfera, ma ci vorrebbe molto tempo perché questo si esaurisse: occorrerebbero migliaia di anni perché venisse esaurito dagli esseri viventi che ne dipendono. Ma la maggior parte dei vegetali, non potendo svolgere la fotosintesi, morirebbe entro poche settimane, e gli animali che se ne nutrono inizierebbero a soffrire la fame^{[4, 6]}. Questo comporterebbe molti cambiamenti fisiologici negli animali: aumenterebbe l’immagazzinamento dell’energia, a discapito della crescita e di altre funzioni non strettamente legate alla sopravvivenza. Ma non solo^[7].

La frenesia alimentare

Gli animali affamati si comportano in modo diverso dal solito: la priorità diventa la ricerca di cibo, per cui trascurano attività come socializzazione, riproduzione e comportamenti antipredatori (le azioni utili a evitare di essere predati) per esplorare territori più ampi. Quindi, se il Sole si spegnesse, la crescente carenza di vegetali e delle specie che se ne nutrono porterebbe gli animali sopravvissuti a comportarsi in modo più imprudente e sarebbero alterate anche le dinamiche tra individui e tra specie diverse.

Ad esempio, normalmente il granchio eremita Dardanus pedunculatus ospita anemoni simbiontici che gli consentono di mimetizzarsi, proteggendolo dalla predazione. Quando il crostaceo è affamato, però, può nutrirsi degli anemoni^[7]. In guerra e fame tutto è lecito.

Il primo anno senza la luce del Sole

Se il Sole si spegnesse, la temperatura media del nostro pianeta in gradi Kelvin si dimezzerebbe ogni mese: in sole quattro settimane, passeremmo da circa 300 K (27 °C) a 150 K (-123 °C). Sebbene le piante più grandi abbiano riserve di zuccheri sufficienti per sopravvivere al buio anche per anni, le temperature li porterebbero a congelarsi in poche settimane. Allo stesso modo, entro i primi mesi quasi tutti gli esseri viventi si estinguerebbero a causa del gelo^{[4, 6, 8]}.

Ma non tutto il calore sul nostro pianeta dipende dal Sole. Il decadimento radioattivo fa raggiungere al nucleo del nostro pianeta una temperatura di 5mila °C (circa il doppio di quella di una lampadina); in più, un 20% di calore sottoterra deriva dall’elevata pressione a cui sono sottoposte le rocce. Parte di questo calore arriva anche sulla crosta terrestre, in particolare nelle aree geotermiche, zone in cui l’energia geotermica riesce a farsi strada. Sono vulcani, fumarole, sorgenti termali, sorgenti idrotermali e geyser: vicino a queste zone, la vita resisterebbe un po’ più a lungo^{[4, 6, 8]}.

E noi?

Per sopravvivere, gli esseri umani dovrebbero creare insediamenti vicino a queste zone e, con l’ulteriore abbassamento delle temperature, costruire edifici sotterranei o termicamente isolati e riforniti di energia grazie a centrali nucleari. Chiunque non si trovasse in queste aree sarebbe certamente morto entro un anno. Certo, resterebbe un problema non da poco: come nutrirsi? Potremmo salvare qualche vegetale con l’illuminazione artificiale, ma diventerebbe complesso trovare soluzioni per nutrire bene e a lungo molti individui^{[4, 6, 8]}. Probabilmente, salvo invenzioni eccezionali, la nostra specie riuscirebbe a sopravvivere solo per qualche anno.

Leggi anche: Quanto tempo possiamo vivere senza mangiare?

Ma la vita andrebbe avanti senza di noi.

Leggi anche: Vita su Marte? È possibile

Se il Sole si spegnesse: i primi vent’anni

A tre anni di distanza dalla scomparsa del Sole, gli oceani apparirebbero come totalmente ghiacciati: l’acqua sarebbe solidificata per chilometri di profondità. Ma il ghiaccio ha una densità minore dell’acqua ed è un ottimo isolante termico, quindi questi strati di ghiaccio galleggerebbero su uno strato d’acqua, protetto dal congelamento. Questo consentirebbe all’acqua di permanere allo stato liquido, sul nostro pianeta, per miliardi di anni^[4].

Alcuni organismi sottomarini, tra cui alcuni animali degli abissi, non dipendono dal Sole per sopravvivere. Per di più, i fondali marini sarebbero riscaldati dal calore proveniente dall’interno della Terra: in profondità, l’oceano ha una temperatura media di 0-3 °C. Tuttavia, la maggior parte di questi viventi dipende dai corpi in decomposizione provenienti dalla superficie per sopravvivere: con l’estinzione degli altri viventi che dipendono da sole e organismi fotosintetici, questi esseri scomparirebbero a loro volta^{[4, 5]}.

Però ecosistemi subacquei come le sorgenti idrotermali, “camini” subacquei da cui esce acqua geotermicamente riscaldata, sarebbero preservati. E così i microbi chemiolitotrofi che li abitano: capaci di convertire calore, metano e zolfo in energia, questi organismi sopravviverebbero come se nulla fosse accaduto^{[4, 8, 9]}.

Tanti altri microrganismi potrebbero continuare a vivere per milioni di anni anche se il Sole si spegnesse. Sono centinaia le specie di organismi estremofili (che vivono solo in condizioni estreme) ed estremotolleranti (che sopravvivono anche in tali casi). Alcuni microrganismi psicrofili, ovvero che amano il freddo, vivono nei ghiacci: potrebbero rappresentare l’unica forma di vita in superficie per il resto dell’esistenza del pianeta Terra. Includono, ad esempio, alcuni funghi antartici. E poi ci sarebbero alcuni organismi capaci di restare criopreservati, sospesi in attesa di riprendere a vivere con il caldo^[9].

Perché in superficie, nel frattempo, anche l’aria diventerebbe sempre più fredda. Al punto che, a dieci anni dallo spegnimento del Sole, i gas che la formano condenserebbero: si avrebbe aria liquida e poi neve d’aria. Dopo altri dieci anni, gli elementi che compongono l’atmosfera sarebbero completamente congelati^[4].

E se il Sole sparisse?

Oltre agli effetti osservati a causa dell’assenza di luce, nel caso in cui il Sole scomparisse del tutto vi sarebbero quelli che dipendono dall’assenza di gravità. Poiché le onde gravitazionali si propagano alla velocità della luce, anche in questo caso non si osserverebbero effetti per i primi otto minuti e venti secondi. Dopodiché, il nostro pianeta inizierebbe a procedere in linea pressoché retta, in modo tangente alla sua orbita, per inerzia^{[4, 5]}.

A quel punto, sarebbe un terno al lotto. Come la Terra, tutti gli oggetti presenti nel Sistema Solare inizierebbero a viaggiare in linea retta. Nel suo viaggio, alla velocità di 30 km al secondo, il nostro pianeta incontrerebbe migliaia di corpi celesti. Potrebbe scontrarvisi, decretando la fine di tutto, oppure essere attratta da un nuovo centro gravitazionale, come un’altra stella che fungerebbe da Sole. In questo caso, i piccoli sprazzi di vita ancora ospitati dal nostro pianeta potrebbero originare nuove specie^{[4, 6]}.

Leggi anche: Cosa accadrebbe alla vita se la Luna scomparisse?

Referenze

1. NASA Science, 2021. Sun overview.
2. Live Science, 2016. What will happen to Earth when the Sun dies?
3. Science Alert, 2018. Scientists have figured out when and how our Sun will die, and it’s going to be epic.
4. Pennsylvania Earth Science Teachers Association, 2016. What if the Sun disappeared?
5. BBC Science Focus Magazine. What would happen to the Earth’s orbit if the Sun vanished?
6. NewScientist, 2021. What would happen to our planet if the sun suddenly disappeared?
7. Middlebrooks, M. L., Pierce, S. K., & Bell, S. S. (2011). Foraging behavior under starvation conditions is altered via photosynthesis by the marine gastropod, Elysia clarki. PloS one, 6(7), e22162. DOI: 10.1371/journal.pone.0022162
8. Marco Krco. How long could life on Earth survive if the Sun stopped shining? Ask an Astronomer, Cornell University.
9. Treccani, 2010. Limiti della vita in condizioni estreme.