Per decenni, la spiegazione sembrava solida e quasi elegante: gli insetti giganti preistorici potevano raggiungere dimensioni mostruose grazie ai livelli di ossigeno atmosferico molto più alti rispetto a quelli attuali. Una di quelle teorie che funzionano talmente bene da non essere mai messe davvero in discussione. Eppure, uno studio appena pubblicato sulla rivista Nature smonta proprio questo pilastro della paleontologia, aprendo un vuoto enorme nelle certezze della comunità scientifica.

Trecento milioni di anni fa, la Terra era un posto radicalmente diverso. I continenti erano fusi insieme in un unico supercontinente chiamato Pangea. Foreste paludose si estendevano a perdita d’occhio lungo l’equatore, i livelli di ossigeno nell’atmosfera superavano di circa il 45% quelli odierni, e nei cieli volavano creature che oggi sembrerebbero uscite da un film di fantascienza. Libellule con aperture alari di quasi 70 centimetri, effimere grandi quanto piccoli rapaci. I cosiddetti “griffinflies”, identificati per la prima volta da fossili trovati in rocce sedimentarie del Kansas quasi un secolo fa, erano i dominatori incontrastati dell’aria.

La teoria classica, formalizzata in un celebre studio del 1995, collegava direttamente queste dimensioni straordinarie alla composizione dell’atmosfera. Gli insetti respirano attraverso un sistema di tubi chiamato sistema tracheale, dove l’ossigeno si muove per diffusione fino a raggiungere i muscoli del volo tramite strutture microscopiche dette tracheole. Più grande è l’insetto, più lunga è la distanza che l’ossigeno deve percorrere. Quindi, senza quell’aria super ricca di ossigeno, insetti così enormi non avrebbero potuto volare. Logico, no?

Il sistema tracheale ha molto più spazio di quanto si pensasse

Il gruppo di ricerca guidato da Edward Snelling dell’Università di Pretoria ha usato microscopia elettronica ad alta potenza per analizzare il rapporto tra dimensioni corporee degli insetti e numero di tracheole nei muscoli del volo. E qui arriva la sorpresa: le tracheole occupano appena l’1% circa del muscolo del volo nella maggior parte delle specie studiate. Anche applicando questo dato agli insetti giganti preistorici, la proporzione resta minima.

Tradotto in parole semplici: c’è un sacco di spazio libero. Se l’ossigeno fosse stato davvero il fattore limitante, ci si aspetterebbe di trovare nei muscoli degli insetti più grandi una densità di tracheole enormemente superiore, una sorta di compensazione strutturale. E invece no, la compensazione esiste ma è trascurabile. Come ha spiegato lo stesso Snelling, quello che si osserva negli insetti più grandi è “banale, nel quadro generale delle cose”.

Un confronto con i vertebrati rende tutto ancora più chiaro. Nei mammiferi e negli uccelli, i capillari nel muscolo cardiaco occupano circa dieci volte lo spazio che le tracheole occupano nel muscolo del volo degli insetti. Questo significa che esiste un enorme potenziale evolutivo ancora inutilizzato: se l’ossigeno fosse stato il vero collo di bottiglia, l’evoluzione avrebbe semplicemente aumentato il numero di tracheole. Ma non lo ha fatto.

Se non era l’ossigeno, allora cosa ha reso enormi quegli insetti?

Alcuni ricercatori mantengono una posizione prudente. L’ossigeno potrebbe ancora giocare un ruolo in altre parti del corpo o in fasi diverse del trasporto gassoso. Nessuno sta dicendo che sia completamente irrilevante. Però il nuovo studio dimostra in modo piuttosto netto che la diffusione dell’ossigeno nelle tracheole dei muscoli del volo non rappresenta il limite. E questo cambia parecchio.

Ora la domanda torna aperta: perché gli insetti giganti sono comparsi e poi scomparsi? Le ipotesi alternative includono la pressione dei predatori vertebrati, che nel frattempo stavano evolvendo, oppure limiti fisici legati all’esoscheletro degli insetti, che oltre certe dimensioni potrebbe diventare strutturalmente insostenibile. Nessuna di queste spiegazioni è ancora definitiva. Il mistero, a quanto pare, si è solo fatto più grande.

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Le stelle morenti stanno letteralmente inghiottendo i pianeti giganti che orbitano troppo vicino a loro. Non è la trama di un film di fantascienza, ma il risultato di uno studio pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, condotto da un team di astronomi della UCL (University College London) e dell’Università di Warwick. Una scoperta che getta luce su cosa succede davvero quando un sistema planetario entra nella sua fase finale, quella più caotica e violenta.

Il meccanismo, in fondo, è quasi intuitivo. Stelle simili al nostro Sole, una volta esaurito il combustibile a base di idrogeno, iniziano a raffreddarsi e a espandersi enormemente, diventando quelle che vengono chiamate giganti rosse. Il Sole raggiungerà questo stadio fra circa cinque miliardi di anni. Ma il punto interessante è un altro: cosa succede ai pianeti che orbitano nelle vicinanze? Ecco, a quanto pare, non se la passano bene per niente.

Pianeti scomparsi attorno alle giganti rosse

Il gruppo di ricerca ha analizzato i dati di quasi mezzo milione di stelle che hanno da poco abbandonato la cosiddetta “sequenza principale”, ovvero la fase stabile della loro vita. Tra queste, sono stati individuati 130 tra pianeti ed esopianeti candidati in orbite ravvicinate, di cui 33 mai osservati prima. Il dato che salta subito agli occhi, però, è un altro: man mano che le stelle si espandono e diventano giganti rosse, i pianeti in orbite strette diventano sempre più rari. Un segnale forte del fatto che molti di questi corpi celesti sono già stati distrutti.

Il dottor Edward Bryant, primo autore dello studio, ha spiegato che questa è una prova concreta di qualcosa che la comunità scientifica discuteva da tempo solo a livello teorico. La sorpresa vera? La velocità con cui queste stelle sembrano capaci di fagocitare i pianeti vicini.

L’interazione gravitazionale che condanna i pianeti

Il processo che porta alla distruzione si chiama interazione mareale. Funziona un po’ come la Luna che esercita una forza sugli oceani terrestri creando le maree, solo che qui la scala è enormemente più grande. Man mano che la stella si espande, l’attrazione gravitazionale sul pianeta vicino aumenta. Il pianeta viene progressivamente rallentato, la sua orbita si restringe e alla fine precipita verso la stella, spezzandosi o venendo completamente assorbito.

Per raccogliere questi dati, il team ha utilizzato le osservazioni del satellite TESS della NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite), cercando quei piccoli e ripetuti cali di luminosità che si verificano quando un pianeta transita davanti alla propria stella. Su oltre 15.000 segnali iniziali, dopo controlli rigorosi per eliminare i falsi positivi, sono rimasti quei 130 pianeti e candidati. I numeri parlano chiaro: tra le stelle più giovani in fase post sequenza principale, circa lo 0,35% ospitava pianeti giganti ravvicinati. Tra le giganti rosse più evolute, la percentuale crolla allo 0,11%.

Cosa significa tutto questo per il nostro Sistema Solare

La domanda sorge spontanea: e noi? Quando il Sole diventerà una gigante rossa, i pianeti del Sistema Solare sopravviveranno? Il co autore dello studio, il dottor Vincent Van Eylen, ha offerto una risposta onesta e un po’ inquietante. La Terra, essendo più lontana dalla propria stella rispetto ai pianeti giganti dello studio, potrebbe tecnicamente sopravvivere alla fase di gigante rossa del Sole. Ma la vita sulla Terra, quella no, probabilmente non ce la farebbe. Un dettaglio che, anche se riguarda un futuro lontanissimo, fa comunque riflettere su quanto siano fragili gli equilibri che rendono possibile la nostra esistenza.

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Le stelle giganti rosse nascondevano un mistero che resisteva da mezzo secolo, e ora finalmente qualcuno ha trovato la chiave per risolverlo. Un gruppo di astronomi dell’Università di Victoria e dell’Università del Minnesota ha utilizzato simulazioni con supercomputer di ultima generazione per capire come il materiale prodotto nelle profondità di queste stelle riesca a raggiungere la superficie. La risposta, pubblicata sulla rivista Nature Astronomy, è tanto elegante quanto potente: tutto dipende dalla rotazione stellare.

Per chi non mastica astrofisica tutti i giorni, vale la pena fare un passo indietro. Stelle come il nostro Sole, quando esauriscono l’idrogeno nel nucleo, si espandono enormemente fino a diventare giganti rosse, arrivando anche a cento volte le dimensioni originali. Fin dagli anni Settanta gli astronomi avevano notato che la composizione chimica sulla superficie di queste stelle cambiava durante questa fase, con variazioni nei rapporti tra carbonio 12 e carbonio 13 che non avevano una spiegazione convincente. Le reazioni nucleari nel nucleo alterano la chimica interna, certo, ma tra il nucleo e l’involucro convettivo esterno c’è una barriera stabile che, in teoria, dovrebbe impedire al materiale di spostarsi verso l’alto. Eppure qualcosa evidentemente passava.

La rotazione stellare: il pezzo mancante del puzzle

Simon Blouin, ricercatore post dottorato a Victoria e autore principale dello studio, ha spiegato che grazie a simulazioni 3D ad alta risoluzione il team è riuscito a identificare l’impatto della rotazione sulla capacità degli elementi di attraversare quella barriera. Le onde interne generate dai moti convettivi nell’involucro esterno riescono a penetrare lo strato di separazione, ma le simulazioni precedenti mostravano un trasporto di materiale quasi trascurabile. La novità sta nel fatto che la rotazione della stella amplifica drasticamente l’efficacia di queste onde nel mescolare il materiale, con un incremento che supera le cento volte rispetto a una stella che non ruota. Più veloce è la rotazione, più intenso è il rimescolamento.

Dato che anche il nostro Sole diventerà una gigante rossa tra qualche miliardo di anni, questi risultati offrono uno sguardo concreto sul suo futuro.

Potenza di calcolo senza precedenti

Per arrivare a questo risultato, il team ha dovuto affidarsi a simulazioni idrodinamiche tridimensionali di una complessità enorme. Falk Herwig, direttore dell’Astronomy Research Centre di Victoria e investigatore principale, ha sottolineato come fino a poco tempo fa la potenza di calcolo disponibile non permettesse di testare quantitativamente questa ipotesi. Le risorse computazionali utilizzate includono il Texas Advanced Computing Centre e il cluster Trillium dell’Università di Toronto, lanciato nell’agosto 2025 e tra i sistemi più potenti disponibili in Canada per simulazioni accademiche su larga scala.

Herwig ha definito queste le simulazioni di convezione stellare e onde gravitazionali interne più intensive mai realizzate dal punto di vista computazionale. Senza la potenza di Trillium, questa scoperta semplicemente non sarebbe stata possibile.

La cosa interessante è che gli stessi approcci computazionali hanno applicazioni ben oltre l’astrofisica. Le tecniche sviluppate possono aiutare a comprendere meglio il moto dei fluidi nelle correnti oceaniche, nei modelli atmosferici e persino nel flusso sanguigno. Blouin ha già in programma di esplorare come la rotazione stellare influenzi altri tipi di stelle e altre fasi dell’evoluzione stellare, aprendo nuovi capitoli in una storia che, dopo cinquant’anni, sembrava destinata a restare senza finale.

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