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lunedì 27 marzo 2017

#BuchiNeri #Galassie #Hubble #Universo
Fino ad ora l'espulsione di un buco nero dal nucleo della sua galassia è stata solo una teoria, ma oggi gli astronomi che usano il NASA / ESA Hubble Space Telescope hanno rilevato un buco nero supermassiccio (con una massa pari ad un miliardo di volte quella del sole) allontanarsi dal proprio centro galattico.
Gli astronomi stimano che per mettere in moto l'espulsione sia servita una energia pari a quella scatenata dall'esplosione di 100 milioni di supernovae.


Stiamo parlando della galassia 3C186, distante da noi 8 miliardi di anni luce. Le immagini scattate dal telescopio spaziale hanno rilevato un quasar molto luminoso, cioè la firma
energetica di un buco nero attivo, che però si trova a circa 35.000 anni luce di distanza dal nucleo galattico. Questo è molto insolito poiché ormai è risaputo che i buchi neri si trovano nei centri delle galassie.
Questo buco nero si trova quindi molto più lontano dal nucleo galattico di quanto lo sia il sole dal nucleo della Via Lattea.
I calcoli ci dicono che l'oggetto si sta allontanando a circa 7,5 milioni di km orari. A questa velocità per percorrere la distanza terra-luna impiegherebbe 3 minuti.
In Come sono fatti e come nascono i buchi neri puoi scoprire come nascono i buchi neri, come sono composti e qual'è la loro morfologia.
La teoria più plausibile per spiegare questa strana espulsione presume che la sua spinta sia generata da forti onde gravitazionali in seguito allo scontro tra altri due buchi neri all'interno della galassia ospite.
Questa teoria è supportata da code mareali ad arco identificate dagli scienziati e prodotte in genere da galassie in collisione.

Secondo la teoria presentata dagli scienziati, 1-2 miliardi di anni fa due galassie contenenti ciascuna un buco nero, si sarebbero fuse.
I buchi neri hanno orbitato intorno al centro della galassia ellittica di nuova formazione finché si sono fusi generando il "calcio gravitazionale" che adesso sta allontanando il buco nero figlio della fusione.

Se la teoria è corretta, le osservazioni fornirebber una forte evidenza che i buchi neri supermassicci possono realmente fondersi.
Ci sono già prove sulla fusione tra buchi neri di massa stellare, ma il processo che regola i buchi neri supermassicci è più complessa e non ancora del tutto compreso.

I ricercatori hanno la fortuna di aver catturato questo evento unico, perché non tutte le fusioni tra buchi neri producono onde gravitazionali che spingono un buco nero lontano dalla posizione di origine. 




Questa illustrazione mostra come due buchi neri supermassicci possano fondersi per formare un unico buco nero che viene poi espulso dalla sua galassia madre.

Fase 1: due galassie si sfiorano, si avvicinano reciprocamente e infine si fondono. I buchi neri supermassicci nei loro centri sono attratti l'uno dall'altro.

Fase 2: Non appena i buchi neri supermassicci si avvicinano cominciano ad orbitare intorno ad un centro comune, e durante questo processo si formano forti onde gravitazionali.

Fase 3: Mentre dai buchi neri si irradia energia gravitazionale, i due oggetti si avvicinano sempre più per poi fondersi.


Fase 4: Se i due buchi neri non hanno la stessa massa e la stessa velocità di rotazione, la fusione emette forti onde gravitazionali e Il buco nero appena nato viene spinto via dalle onde gravitazionali.

venerdì 7 febbraio 2014

#AmmassiGalattici #AmmassiStellari #BuchiNeri #CieloProfondo #Esplorazione #Galassie #Hubble #PianetiExtraSolari #Stelle #Universo #ViaLattea
Zooniverse è un portale di collaborazione scientifica che estende l'esperienza di calcolo collaborativo sperimentato già dall'agenzia SETI.

Il concetto è che molte fotografie astronomiche scattate da Hubble, dalle sonde spaziali e da altri strumenti che osservano il cielo di continuo, necessitano di una analisi visiva umana e non computerizzata.

Questo perché alcuni dettagli possono sfuggire agli algoritmi automatici, oppure il costo per programmarli è troppo alto, oppure ancora sono semplicemente impossibili da individuare perché necessitano della discrezione umana.

A questo punto la scienza chiede aiuto a tutti gli appassionati di scienza che vogliano dedicare del tempo ad analizzare fotografie per individuare qualcosa di nuovo. 
Che cosa?  Beh, la risposta risiede nel programma scientifico alla quale volete partecipare!

Per esempio è possibile consultare decine di foto di stelle scattate dalla sonda kepler e capire se, attraverso il metodo del transito, potrebbero ospitare pianeti extra-solari.
Oppure si possono consultare decine di immagini di galassie lontane, per individuare possibili buchi neri nel loro nucleo. 

Anche se i temi trattati sono molto complessi, l'analisi visiva è molto interessante e soprattutto resa semplicissima da istruzioni grafiche ed esempi che portano l'utente a svolgere le rilevazioni con semplicissimi click.

Ovviamente se c'è il sospetto che un utente abbia scoperto qualcosa, la sua rilevazione non entrerà subito nella storia.
Ma, se anche altri utenti hanno scoperto qualcosa sulla stessa immagine, viene inviato un alert ad un team di ricercatori, questa volta specializzati, che partendo dalle rilevazioni degli utenti consolideranno i risultati ed eventualmente apriranno nuove ricerche.
Periodicamente gli utenti vengono poi avvisati sull'esito delle rilevazioni a cui hanno partecipato.

Attraverso Zooniverse si può partecipare facilmente a ricerche non solo astronomiche ma anche riguardanti scienze terrestre, meteorologiche e via dicendo. 

Nel dettaglio, è possibile partecipare a questi progetti di ricerca astronomica:


https://www.zooniverse.org/projects?discipline=astronomy&page=1&status=live#space















giovedì 9 gennaio 2014

#BuchiNeri #Stelle #Universo


Singolarità, Raggio di Schwarzschild, Orizzonte degli eventi: Si sente spesso parlare di buchi neri, anche anche su questo sito, ma sappiamo veramente da dove arrivano?

Fino a non molto tempo fa, molte persone tra cui anche scienziati di spicco, mettevano in dubbio l'esistenza di questi strani oggetti.
Oggi invece la loro esistenza è una certezza e abbiamo anche centinaia di immagini che mostrano più o meno indirettamente la loro presenza.

Puoi leggere tanti altri nostri approfondimenti sui buchi neri in questa raccolta.


Un buco nero non è altro che una stella la cui compressione gravitazionale ha schiacciato la sua materia fino ad un  volume prossimo allo zero. 
Abbiamo quindi densità infinita, temperatura infinita, e una velocità di fuga impossibile da raggiungere: più alta della velocità della luce. E, come ci insegnano gli astrofisici, niente e nessuno può muoversi più velocemente della luce.
Questo è un luogo dove tutte le leggi della fisica vengono meno, e dove la materia assume proprietà che non possiamo descrivere con precisione.
La Fisica Quantistica si sforza di esprimere le condizioni che esistono all'interno di un buco nero ma i risultati sono ancora pura teoria.

Ma come si formano questi mostri cosmici?

Un buco nero si forma nelle fasi finali della vita di una stella molto massiccia.
Una stella la cui massa è inferiore a 1,4 masse solari è destinata a diventare una nana bianca, con dimensioni circa quelle della Terra.

Una stella molto massiccia invece, al termine della sua breve vita, dopo aver esaurito il suo combustibile nucleare, passa allo stadio di gigante o super-gigante rossa. 
In questa fase la stella rilascia intorno a lei gran parte della sua massa, dopo di che il nucleo di ferro esploderà in una supernova. 

Abbiamo approfondito le supernovae in questo articolo: Come nascono le supernovae e perché sono così importanti per l'uomo.

Se invece la stella è molto massiccia, dopo questa esplosione, Il peso schiacciante della materia che compone la carcassa della stella morente, e la gravità da essa generata, portano il suo volume (lo spazio occupato) ad un punto prossimo allo zero e una conseguente densità infinita.
Ecco che nasce quella che i cosmologi chiamano "singolarità": il cuore di un buco nero.

I dettagli della struttura di un buco nero vengono calcolati dalla teoria generale della relatività di Albert Einstein, ma parole semplici la singolarità costituisce il centro del buco nero.
Questa singolarità è avvolta e nascosta da una zona all'interno della quale la velocità di fuga teorica (cioè la velocità necessaria per uscire dal campo gravitazionale) supera la velocità della luce, impedendo alla luce stessa di sfuggire nello spazio circostante.
Questa zona in cui nemmeno la luce riesce a scappare dalla singolarità è chiamata "raggio di Schwarzschild".

Si suppone che la dimensione del raggio di Schwarzschild sia proporzionale alla massa della singolarità al suo interno.
Pensate, per un buco nero con una massa 10 volte più grande del Sole, il raggio sarebbe di 30 km!! Non trovate anche voi che sia straordinariamente piccolo per la forza che ha?

Il limite estremo che definisce questa zona di non ritorno è L'orizzonte degli eventi. 
Da questo limite in avanti la luce torna ad essere visibile e ciò che ci mostra è la conseguenza della potenza gravitazionale del buco nero.

Gli scienziati sono certi ormai che i buchi neri siano anche stati fondamentali nella storia dell'universo per aiutare lo sviluppo delle galassie e portarle ad essere luminose e piene di stelle come le vediamo oggi.
Abbiamo spiegato nel dettaglio come ciò possa essere accaduto in questo articolo: Galassia 3C 298, quando le stelle nascono grazie a quasar e buchi neri 

Oggi osserviamo i buchi neri indirettamente, attraverso gli effetti della loro forza di gravità.
Ad esempio, se un buco nero è un membro di un sistema stellare binario, risucchierà costantemente la materia dalla sua compagna.
Avvicinandosi sempre più velocemente al buco nero, la materia della compagna diventa caldissima e genera forti radiazioni ai raggi X.
E ormai quasi certo ad esempio, che una delle stelle che compongono il sistema binario Cygnus X-1 sia un buco nero. 
Questo sistema binario è costituito da una stella super-gigante blu e da una stella compagna che però è invisibile. Questi due corpi ruotano uno intorno all'altra con un periodo di circa 6 giorni e costituiscono uno degli oggetti più luminosi in banda raggi-x.

Pensate, all'interno della galassia M87. si annida un buco neo con una massa pari a 2-3 miliardi di Soli ma che è più piccolo del sistema solare!
L'esistenza di questo buco nero può essere dedotto dai suoi effetti energetici su una lingua  di gas vorticoso attorno ad esso che si muove ad altissima velocità.

Un altro esempio di buco nero osservato è quello al centro della galassia NGC 7052, con una massa stimata di 300 milioni di Soli.

#BuchiNeri #ViaLattea
Gli astrofisici sono ad un punto di svolta nell'osservazione di un impatto tra una grossa nube di gas e il buco nero al centro della nostra galassia.

Con il telescopio orbitante Swift della NASA,  gli studiosi stanno raccogliendo le immagini quotidiane di una misteriosa nube che ha una massa di circa tre volte quella della Terra, e che si sta muovendo verso il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea.

Il nucleo della via lattea dove ciò sta accadendo si trova a più di 25.000 anni luce di distanza dal sole, nel cielo d'estate vicino alle costellazioni del Sagittario e dello Scorpione, e nascosto da nubi oscure interstellari.


Potete approfondire in questo articolo quello che vediamo della via lattea dalla terra: Cosa vediamo della via lattea?
Nel 2011, quando gli astronomi scoprirono questa nube di gas che denominarono G2, si aspettavano che colpisse il buco nero (Sagittarius A) negli anni subito successivi. Purtroppo ad oggi non c'è stata ancora nessuna collisione, ma la nube continua ad andare alla deriva sempre più vicina al buco nero, e la previsione è che l'impatto sia sempre più imminente.


Si tratta a tutti gli effetti di un evento eccezionale considerato che gli astronomi non hanno mai visto nulla di simile, tanto meno con un posto in prima fila, considerato che il lasso di tempo di cui stiamo parlando è più che infinitesimale relativamente ai tempi in cui si evolvono gli eventi nell'universo.


E' ormai certo che buchi neri supermassicci si annidino presso i centri della maggior parte delle galassie ellittiche e a spirale. 
Quello che si trova al centro della nostra via lattea ha una luminosità molto debole rispetto ad altri: circa cento milioni di volte più debole, ma è probabile che sia della varietà più comune.

Perché diciamo che i buchi neri sono luminosi? Scoprilo in questo approfondimento: Galassia 3C 298, quando le stelle nascono grazie a quasar e buchi neri

Studiare questo tipo di oggetti celesti è molto difficile perché non si possono vedere direttamente, e quello al centro della nostra galassia è l'unico che possiamo realmente studiare per comprendere quale sia il ruolo dei buchi neri nell'universo.

Questa collisione darà agli astronomi un'occasione unica per vedere come si "nutrono" i buchi neri.

Ovviamente bisogna ricordarsi che i buchi neri sono per definizione invisibili e non permettono alla luce di sfuggire, ma il materiale che assorbono invece diventa molto luminoso nella frequenza dei raggi-X.

Mentre gli astronomi si aspettano di vedere un cambiamento di luminosità (ai raggi x) al momento dell'impatto, non sanno però quanto potente potrà essere questa esplosione perché non sono sicuri di quanto gassosa sia la nube G2.

Se G2 è composta unicamente da gas, allora la regione dovrebbe brillare nella banda dei raggi X per alcuni anni mentre il buco nero inghiotte lentamente la nube.