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mercoledì 22 novembre 2017

#BuchiNeri #Galassie #OndeGravitazionali #Supernovae #Universo

Luce dalle onde gravitazionali

Per la prima volta, gli scienziati della NASA hanno rilevato la luce legata ad un'onda gravitazionale, grazie a due stelle di neutroni che si sono scontrate nella galassia NGC 4993, situata a circa 130 milioni di anni luce dalla Terra nella costellazione dell' Hydra.

Il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA ha raccolto un impulso di luce ad alta energia da una potente esplosione, che fu immediatamente riportata agli astronomi di tutto il mondo come un breve lampo gamma.
Successivamente gli scienziati del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) hanno rilevato onde gravitazionali (soprannominate GW170817) provenienti da una coppia di stelle che si sono fuse generando una esplose nello stesso punto da cui era arrivato il raggio gamma.
Questo evento ha incoraggiando gli astronomi a cercare le conseguenze dell'esplosione. Poco dopo, l'esplosione è stata rilevata dal satellite INTEGRAL dell'ESA.


La NASA ha subito puntato i suoi telescopi Swift, Hubble, Chandra e Spitzer, seguiti da dozzine di osservatori terrestri, verso quell'angolo di cielo e hanno in catturato il bagliore sbiadito dei detriti in espansione dell'esplosione.
Per la prima volta abbiamo visto la luce e le onde gravitazionali prodotte dallo stesso evento: la rivelazione della luce di una sorgente di onde gravitazionali ha rivelato dettagli dell'evento che non possono essere determinati dalle sole onde gravitazionali.

Le stelle di neutroni (Pulsar) sono oggetti estremamente massicci, rimasugli di potenti esplosioni di supernove.
Potete leggere in questo approfondimento qual'è il violento processo che le genera e perché sono così massicce: Cosa sono le supernovae.

Si stima che le due pulsar che si sono unite in questo evento, probabilmente avevano masse tra il 10% e il 60% maggiori di quelle del nostro Sole, ma erano più piccole della città di Milano!
La coppia ruotava l'una intorno all'altra centinaia di volte al secondo, producendo onde gravitazionali alla stessa frequenza. Dopo essersi avvicinate e aver orbitato sempre più velocemente, le due stelle alla fine si sono fuse. Il risultato è stato una Kilonova: un fascio potentissimo e rarissimo di raggi gamma.
Questa animazione della NASA riassume molto bene le fasi dell'esplosione. 


Mentre le fusioni tra buchi neri molto probabilmente distrugge qualsiasi materia intorno a loro molto prima che si schianti, emanando pochissima luce visibile, le fusioni tra stelle di neutroni invece producono un'ampia varietà di luce perché gli oggetti quando si scontrano formano un vortice di detriti molto caldi.

La spiegazione preferita per i fasci brevi di raggi gamma è che siano causati da un getto di detriti che si muove vicino alla velocità della luce. Gli unici corpi in grado di accelerare la materia fino a queste velocità impressionanti sono i buchi neri o le stelle di neutroni durante una eventuale loro fusione.
Quindi, le osservazioni del LIGO ci dicono che c'è stata una fusione di oggetti molto compatti, mentre il Fermi ci dice che c'è stato un breve fascio di raggi gamma: unendo i dati sappiamo con abbastanza precisione che ciò che abbiamo osservato è stata la fusione di due stelle di neutroni.

A poche ore dall'iniziale rilevamento dei raggi gamma da parte del Fermi, Il LIGO è stato in grado di localizzare l'evento nel cielo con un'ulteriore analisi dei dati delle onde gravitazionali. Gli osservatori a terra hanno quindi localizzato rapidamente una nuova sorgente ottica e infrarossa, i resti rimasti della la kilonova, in NGC 4993.

Attraverso il telescopio Swift, poco dopo il rilevamento del raggio gamma di Fermi, si è osservata una esplosione ultravioletta (UV) che si è però affievolita molto velocemente.
Gli astrofisici non si aspettavano affatto che una kilonova producesse una emissione così brillante di raggi ultra violetti e pensano che questo sia stato prodotto dal disco di detriti di breve durata che ha alimentato il fascio di raggi gamma.
Dopo eventi di questo tipo, il materiale scagliato nello spazio dall'esplosione rallenta e si espande man mano che si allontana, riscaldando il materiale interstellare che incontra e producendo la cosiddetta emissione "afterglow" (dopo il bagliore) che include anche i raggi X.
Ma i telescopi spaziali non hanno osservato raggi X nell'immediato! E questa è stata una sorpresa inspiegabile per un evento che ha prodotto raggi gamma ad alta energia.
Soltanto nove giorni dopo l'esplosione, l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA ha rilevato chiaramente i raggi X provenienti dall'esplosione.
Gli scienziati ritengono che il ritardo sia dovuto al nostro angolo di visione e che ci sia voluto del tempo perché il getto diretto verso la Terra si espandesse nella nostra visuale.

L'osservazione finale dei raggi X dopo l'esplosione dimostra che le fusioni tra stelle di neutroni possono formare potenti getti che scorrono a velocità prossime a quelle della luce, anche se abbiamo dovuto aspettare nove giorni per rilevarli perché li abbiamo visti lateralmente.

Il telescopio spaziale Hubble della NASA ha iniziato a fotografare la kilonova e a catturane lo spettro nel vicino infrarosso, che ha rivelato il movimento e la composizione chimica dei detriti in espansione.
Questo spettro sembra esattamente come i fisici teorici avevano previsto che fosse dopo la fusione tra due stelle di neutroni, legando questo oggetto alla sorgente di onde gravitazionali oltre ogni ragionevole dubbio.

Gli astronomi pensano che la luce visibile e quella infrarossa di una kilonova provenga principalmente dal riscaldamento dovuto al decadimento di elementi radioattivi formati nei detriti ricchi di neutroni. Lo scontro tra stelle di neutroni potrebbe essere la fonte maggiore di molti elementi pesanticome il platino e l'oro.

Le immagini qui sotto sono state riprese dal telescopio Swift. Riprendono la kilonova prodotta dalla fusione delle stelle di neutroni nella galassia NGC 4993 (riquadro) il 18 agosto 2017, circa 15 ore dopo che sono state osservate le onde gravitazionali e il fascio di raggi gamma. La fonte era inaspettatamente luminosa nello spettro ultravioletto e si è poi sbiadito rapidamente finendo per non essere più rilevabile dopo pochi giorni. Questo composito in falsi colori combina le immagini prese attraverso tre filtri ultravioletti.





martedì 25 luglio 2017

#AmmassiStellari #Galassie #Stelle #ViaLattea

Gli ammassi globulari sono zone di concentrazioni di stelle antiche altamente popolate, e si trovano in tutte le galassie.
Incredibilmente si presentano sempre con una forma sferica.
Contengono centinaia di migliaia di stelle. Talvolta raggiungono anche i milioni di stelle.
La densità di popolazione delle stelle può arrivare fino a 500 o 1.000 stelle in un parsec. In poche parole ci possono essere dalle 500 alle 1.000 stelle in uno spazio di 3 anni luce quadrati.
Stiamo dicendo che le stelle presenti negli ammassi globulari sono talmente vicine che se il sole fosse in uno di questi oggetti, nella distanza che c'è tra noi e alfa centauri (la stella realmente più vicina a noi) ci sarebbero 1.000 stelle!
Provate ad immaginare, se la terra fosse all'interno di un'ammasso globulare, la notte sarebbe illuminata dalle stelle come se ci fosse la luna piena, e molte di queste sarebbero visibili anche di giorno!



Alcuni ammassi globulari, come M13 nella costellazione di Ercole, possono essere intravisti ad occhio nudo ma per distinguere le singole stelle è necessario usare dei telescopi.
Nella Via Lattea ci sono circa 150 ammassi globulari e si stima che la maggior parte di essi abbia almeno 10 miliardi di anni.

Tutti gli ammassi globulari si trovano nell'alone galattico della propria galassia, e la via lattea non fa accezione. (approfondimento sulla morfologia di una galassia)
In questi ammassi sono presenti alcune tra le stelle più antiche della nostra galassia.
Inoltre, grazie alle osservazioni fuori dall'atmosfera e senza il noto effetto scintillante delle stelle, il telescopio spaziale Hubble ha mostrato alla nasa immagini nitide di circa 11.000 ammassi globulari extra galattici nell'ammasso galattico della vergine.

Oggi sappiamo che gli ammassi globulari sono composti principalmente da piccole stelle rosse e gialle, con masse non superiori alle 0.8 masse solari: insomma stelle del tutto simili al sole.
La densità delle stelle che compongono un ammasso globulare è molto alta. Per esempio la distanza media tra le stelle che compongono un qualsiasi ammasso globulare, è molto minore della distanza tra le stelle del gruppo locale a cui appartiene il sole.

Sull'origine degli ammassi globulari non si sa molto, ma gli astrofisici avanzano due ipotesi, che non si escludono l'una con l'altra.

La prima, appoggiata dall'osservazione di stelle molto antiche all'interno degli ammassi, afferma che probabilmente si formarono molto presto nella genesi della galassia ospitante, quando questa presentava ancora un aspetto globulare e non si era ancora appiattita formando il disco e le spirali.

Gli ammassi di questo tipo costituirebbero quindi i primi tasselli di formazione delle galassie, e furono i primi a consumare il gas e le polveri nel processi di fusione in stelle. Questo spiegherebbe anche il motivo per la quale moltissimi ammassi globulari sono molto vecchi.
E' molto probabile che si siano formati da nebulose ancora più grandi e più dense di quelle che danno vita agli ammassi aperti.
Potete scoprire molto su questi oggetti in questo approfondimento dedicato agli ammassi aperti e sulle nebulose che generano stelle qui: nebulose diffuse, ricordi di un universo primordiale e qui: Cosa sono i globuli di bok?

Siccome nell'era attuale dell'universo, la quantità di gas primordiale ancora disponibile è molto minore che all'epoca della formazione delle galassie, è anche molto poco probabile che un ammasso globulare si formi ora.
Esiste tuttavia un rarissimo caso di ammasso globulare in formazione nella Grande Nube Di Magellano, una galassia satellite e vicinissima alla nostra via lattea che ha stranamente ancora una grandissima quantità di gas primordiale.

La seconda ipotesi sulla formazione degli ammassi globulari, confermata dalla presenza di molti ammassi globulari in galassie irregolari che hanno subito una collisione, è che si siano formati durante questi eventi a causa del forte shock gravitazionale subito dalle nebulose galattiche.
E' ormai noto infatti che durante, o subito dopo, la collisione di due galassie, nell'oggetto nascente il tasso di nascita stellare aumenta fortemente a causa sia dell'aumento dei gas disponibili (la somma di quelli presenti nelle galassie protagoniste), sia delle maree gravitazionali che favoriscono l'inizio del processo di accorpamento di nebulose in proto-stelle.

Va da sé che nel caso di grandi nubi, il risultato potrebbe essere un ammasso globulare.

Gli ammassi globulari sono ecosistemi abbastanza indipendenti all'interno della propria galassia.
Essi infatti hanno movimenti indipendenti: si muovono liberamente all'interno della galassia ospitante compiendo lunghissime orbite nelle sue zone periferiche.
Inoltre hanno un lieve moto di rotazione attorno alla propria zona centrale. Ruotano attorno ad un baricentro comune come fa un pianeta. Questa rotazione ha una velocità molto bassa: circa 5/10 km al secondo. E' una velocità molto bassa paragonata per esempio a quella di rotazione della galassia che è di 250 km al secondo.
Tuttavia è una velocità che ha consentito agli astronomi di osservare un lieve appiattimento in molti di questi oggetti.

Molte stelle che popolano un ammasso globulare sono nate direttamente dalle stelle primordiali che popolavano l'ammasso.
Abbiamo detto che molti ammassi globulari sono nati ai primordi della galassia, quando grandissime nubi molecolari di gas si sono condensate in centinaia di stelle molto vicine.
Queste stelle erano stelle molto massicce, molto più della maggior parte di quelle che osserviamo ora, e quindi sono esistite e hanno bruciato idrogeno solamente per qualche milione di anni, il che è molto poco in termini astronomici.
Successivamente alla loro morte, più o meno violenta, hanno rilasciato nello spazio circostante gas e materiale che si sono a loro volta condensate nuovamente in stelle più pesanti, di seconda generazione.
Questo processo è stato facilitato dalla presenza di numerosissime stelle dell'ammasso che hanno contribuito e favorito con le loro perturbazioni gravitazionali l'addensarsi del materiale di seconda generazione.
(Potete avere una panoramica più precisa di come avvenga il processo di riciclo stellare in questo approfondimento sulle supernove).

E' possibile riconoscere le stelle più giovani di un ammasso perché, come abbiamo detto, sono costituite da elementi più pesanti e hanno una maggior quantità di elio, rispetto alle più anziane.
Osservando queste differenze tra stelle è stato possibile scoprire che le generazioni più recenti hanno anche movimenti differenti rispetto alle generazioni più vecchie.
Il telescopio spaziale Hubble ha rivelato infatti che le popolazione originali risiedono nelle zone centrali dell'ammasso, mentre le stelle più recenti si diffondono lentamente verso l'esterno, allontanandosi dal centro.
Tuttavia, fortunatamente per questi oggetti, la grande forza di gravità esercitata dall'enorme massa degli ammassi, prevale sui movimenti delle stelle più giovani garantendone la compattezza.
Il risultato è che le stelle più giovani finiscono nel giro di migliaia di anni per orbitare attorno al nucleo compatto di stelle più anziane.
Questo durerà presumibilmente finché tutte le stelle di prima generazione si saranno riciclate in stelle più giovani.

Nelle calde notti estive, quando alzerete ancora gli occhi al cielo e cercate nella costellazione di ercole l'ammasso globulare M13, ricordate quanto sono spettacolari questi oggetti e che state guardando una zone della nostra galassia in cui diverse centinaia di migliaia di stelle sono così vicine da riempire un'area di un centinaio di anni luce.











mercoledì 14 giugno 2017

#AmmassiGalattici #Galassie #Universo

Se l'energia oscura non esistesse?

Uno studio ha dimostrato che ad aumentare la velocità di espansione dell'universo potrebbe essere la sua differente densità. In poche parole in prossimità di ammassi galattici, che costituiscono i così detti filamenti galattici, e cioè in presenza di molta materia, l'espansione potrebbe essere più lenta che in zone buie dove di materia ce n'è poca: cioè nei grandi vuoti cosmici.
in questi due approfondimenti potete trovare alcune ultime interessanti scoperte a proposito dei filamenti galattici e dei vuoti cosmici.

Come è ormai noto da quasi 20, l'universo sembra espandersi a velocità crescente, come se qualcuno stesse soffiando nello spazio-tempo come si fa con un palloncino.
Il modello standard sull'evoluzione dell'universo, testato più volte dai cosmologi con simulazione al computer, assume che ciò avvenga a causa di una forza misteriosa e non ancora rilevata direttamente: L'energia oscura.



Oggi però abbiamo un colpo di scena: Alcuni astronomi (Gábor Rácz e László Dobos, astrofisici presso l'Università di Budapest) si stanno convincendo che in realtà non servirebbe per forza l'energia oscura per aumentare l'accelerazione dell'universo.
Secondo questa nuovissima e spiazzante teoria, l'accelerazione dell'universo potrebbe essere guidata da variazioni, o disomogeneità, nella sua densità.
Se è così, allora uno dei più grandi misteri della fisica potrebbe essere spiegato con nient'altro che la familiare teoria generale di relatività di Albert Einstein.

Il dibattito si è appena aperto e moltissimi astronomi sono scettici e non concordano.
La questione sta nel metodo che i cosmologi usano per calcolare come l'universo si è evoluto negli ultimi 13,8 miliardi di anni.

Questo metodo è basato su due equazioni. La prima descrive come la materia si sia addensata e collassata formando galassie e ammassi di galassie. La seconda, nota come metrica di Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW), nasce dalla teoria della relatività generale di Einstein, e viene usata per calcolare quanto l'universo si sia ampliato.
Durante le simulazioni i cosmologi usano la metrica FLRW per calcolare il "fattore di scala", che specifica quanto l'universo è cresciuto in un dato periodo. Questo fattore di scala viene poi usato per calcolare come progredisce la formazione delle galassie e degli ammassi in quel periodo.
L'equazione FLRW si applica a un universo regolare e omogeneo. Quindi, per calcolare il fattore di scala in un dato periodo, i cosmologi di solito assumono che l'universo sia regolare e utilizzano la sua densità, in un dato momento (vedi sopra), come parametro della metrica FLRW.
E' proprio su questi fattori che entra in gioco la nuova ipotesi che esclude l'energia oscura dall'universo.

L'ipotesi si basa sul fatto che la relatività generale (finora rimasta salda), afferma che la massa e l'energia deformano lo spazio-tempo, di conseguenza lo spazio dovrebbe espandersi più velocemente nelle regioni con meno materia e più lentamente nelle regioni più dense, dove la gravità delle galassie lotta contro l'espansione.
Quindi, in linea di principio, le disomogeneità dell'universo possono influenzare l'espansione dell'universo.

Gábor Rácz e László Dobos, hanno cercato di simulare uno spazio cubico di 480 milioni di anni luce su ciascun lato.
Invece di utilizzare la metrica FLRW per calcolare un unico fattore di scala per l'intero cubo-spazio, hanno suddiviso il cubo in 1 milione di mini-universi.
Hanno poi usato l'equazione per calcolare il fattore di scala di ognuno di queste zone di universo, supponendo che ogni regione dell'universo determini la propria velocità di espansione. I ricercatori hanno quindi calcolato la media di tutti i fattori di scala, che possono differire dal fattore di scala calcolato dalla densità media.
Il risultato della simulazione è stato che questo universo virtuale, scomposto in tante piccole zone, si è evoluto come quello reale, e negli ultimi miliardi di anni si è espanso con la stessa accelerazione.

Ciò è accaduto anche senza aggiungere energia oscura  alla simulazione.
Lo studio è stato riportato in un report della Royal Astronomical Society e i risultati suggeriscono che forse l'energia oscura sia solo un abbaglio.
Quindi da oggi quando guarderemo il cielo notturno e le sue meraviglie non penseremo più all'energia oscura?
Assolutamente no, molti scienziati sono ancora cauti nel concordare la nuova teoria ma concordano comunque che debba essere approfondita.


sabato 3 giugno 2017

#Galassie #ViaLattea

Morfologia della via lattea

La via lattea è una galassia a spirale barrata, dispersa in un angolo dell'universo, simile a moltissime altre galassie.
E' poco più giovane dell'universo ed è quindi in uno stadio abbastanza maturo della sua evoluzione.
Al suo interno trovano dimora oggetti molto vecchi, generatisi all'inizio della sua esistenza, oggetti molto giovani e zone in cui stelle e pianeti non si sono ancora formati.
Ma come è fatta veramente la via lattea? e qual'è la sua morfologia?




Alone Stellare
Se ci avvicinassimo da lontano alla via lattea, o se la osservassimo da un'altra galassia, la prima cosa che troveremmo sarebbe l'alone stellare.
L'alone stellare è una enorme bolla che circonda la via lattea.
E' ciò che rimane della via lattea primordiale, quando la gigantesca zona di gas immersa nelle increspature dell'universo primordiale iniziò a collassare e dare origine alle prime stelle.
Qua troviamo la maggior parte degli ammassi globulari, oggetti antichissimi, le cui stelle furono le prime popolazioni stellari di una via lattea che ancora non aveva affatto la forma di adesso.
Nell'alone stellare troviamo anche molte stelle singole, anch'esse molto vecchie, che vagano solitarie a velocità incredibili: le cosiddette stelle ad alta velocità
Scopri qui: Cosa vediamo della via lattea? quali di questi dettagli vediamo guardando in cielo ad occhio nudo!

Disco galattico
Avvicinandoci ancora di più troviamo il disco, nella quale sono presenti le spirali.
Il disco è la zona più attiva della galassia, dove stanno nascendo ancora migliaia di giovani stelle, e dove troviamo immense e colorate nebulose di gas e polveri.

Spirali galattiche
Le spirali si trovano all'interno del disco. La loro origine è ancora dibattuta ed esiste più di una teoria per spiegarne la formazione per cui dedicheremo un articolo appositamente a questo.
E' proprio in questa zona che si trova il sole, nei pressi del braccio di Orione.
In questa zona, anch'essa molto attiva, possiamo trovare una grande varietà di oggetti giovanissimi e interessanti.
Qua troviamo infatti la maggior parte delle coloratissime nebulose di gas (principalmente idrogeno) e polveri che devono ancora collassare in nuove stelle.
Troviamo le stelle più calde (di tipo O e B) e gli ammassi aperti: ammassi di stelle appena nate dalla stessa nube molecolare.
Sono tutti oggetti ancora primordiali o molto giovani: tutti indizi del fatto che nelle spirali della via lattea la fucina della creazione è in piena attività.
A confermare di ciò, se osserviamo le spirali della via lattea (ma anche delle altre galassie simili), nella luce infrarossa ci accorgiamo che diventano improvvisamente buie, questo perché l'infrarosso è il colore delle stelle più anziane e nelle spirali ce ne sono assai poche.
In questa zona, fino ad una distanza di circa, 26mila anni luce dal centro galattico, troviamo anche una importante presenza di nubi oscure, come quelle che compongono la nebulosa testa di cavallo nella costellazione di orione, che assorbono la luce proveniente dalle stelle dietro di esse e del nucleo galattico.



Bulbo Galattico
Infine troviamo il bulbo: Il bulbo galattico è la zona sferica che circonda il centro della galassia fino ad una distanza di 3.000 anni luce.
In realtà il bulbo non è esattamente sferico, ma ricorda molti di più la forma di un uovo: è proprio questo allungamento ci fa affermare che la via lattea sia una galassia a spirale barrata.
E' molto difficoltoso vedere il bulbo galattico dalla posizione del disco in cui si trova il sole a causa dell'enorme quantità di nubi oscure che si incontrano prima del centro galattico.
La costellazione del sagittario ci offre una finestra sul bulbo galattico nell'intorno dell'ammasso globulare NGC 6522 (vedi immagine qui sotto)



Questo ammasso si trova in realtà dall'altra parte del centro galattico rispetto a noi, di conseguenza tutte le stelle che vediamo nel campo di cielo introno all'ammasso appartengono in realtà al bulbo e sono prospetticamente tra noi e l'ammasso.
Nel bulbo troviamo stelle di molte età differenti: ci sono sia stelle molto giovani che stelle molto vecchie.
E non mancano neanche zone in cui nuove giovani stelle si stanno ancora formando. Si stima che anche nel bulbo ci sia ancora moltissima massa sottoforma di nubi gassose e di polveri.

Materia oscura
A latere di tutto ciò, ma non in minore quantità, non la troviamo ma esiste: c'è la materia oscura. Come per le altre galassie, circa il 70% della massa della via lattea è composta da materia oscura Una materia che ancora non siamo riusciti a rilevare ed osservare concretamente ma senza la quale non esisterebbero neanche le galassie. Infatti, la massa delle galassie, stimata sulla base delle stelle, delle polveri e degli oggetti che contiene, non è sufficiente a tenerla unita gravitazionalmente.
Senza la materia oscura le galassie si sarebbero già sfaldate da tempo e le stelle starebbero vagando solitarie in un universo più buio che mai.
Magari più avanti pubblicheremo un approfondimento su questo tema molto discusso in questi ultimi anni.

sabato 22 aprile 2017

#AmmassiGalattici #Galassie #Universo

Edwin Hubble, nel suo celebre schema, classificò le galassie in quattro tipi principali: galassie ellittiche, galassie lenticolari, galassie a spirale e per finire galassie irregolari. La classificazione era basata su proporzioni relative di rigonfiamento e disco delle galassie.


Dopo il Big Bang, tutta la materia era distribuita in maniera quasi uniforme nello spazio.
Nel corso dei diversi miliardi di anni che seguirono alla creazione, le regioni leggermente più dense dell'Universo cominciarono a diventare gravitazionalmente attratte l'una all'altra.
Quelle meno dense invece andarono a formare dei vuoti cosmici come quelli enormi e ancora inspiegabili di cui abbiamo parlato qui: Cosa sono i vuoti cosmici?

La desità di queste zone è quindi cresciuta formando enormi nebulose di gas.
Questi "grumi" sono diventati galassie primordiali. A questo punto le nuvole di idrogeno all'interno delle proto-galassie hanno iniziato a loro volta a condensarsi in tanti batuffoli che successivamente hanno dato origine alle prime stelle dell'universo.
Alcuni di questi oggetti primordiali erano piccoli e diventarono piccole galassie nane.
Molte altre invece erano più grandi e le stelle al loro centro diventarono molto massicce e con una vita molto breve. Morendo queste stelle hanno generato uno o più buchi neri super-massicci, la cui rotazione ed influenza gravitazionale immensa hanno iniziato a far ruotare le galassie. La differenza di densità ha pensato poi a dar vita alle forme a spirali a noi oggi tanto familiari.
Abbiamo parlato in dettaglio delle spirali galattiche qui: Come si formano le spirali galattiche?


Dopo la loro formazione, queste galassie si sono aggregate in strutture galattiche più grandi: i gruppi, gli ammassi e i super ammassi di galassie.
Col passare del tempo hanno iniziato ad attrarsi l'una all'altra per via della forza della loro gravità e molte si sono scontrate fondendosi.
L'esito di queste fusioni dipende dalla massa delle galassie nella collisione.
Le galassie più piccole sono state inglobate da quelle più grandi sommando ad esse la loro massa. La nostra Via Lattea, per esempio, "recentemente" ha divorato alcune galassie nane trasformandole in scie di stelle che orbitano attorno al nucleo galattico.

Ma quando a scontrarsi sono entrambe grandi galassie, il risultato che ne esce è una massiccia galassia ellittica e nulla rimane a testimoniare la bellezza delle spirali prima dello scontro. Per questo le galassie ellittiche sono tra le galassie più grandi mai osservate.
Un'altra conseguenza di queste fusioni è che i buchi nesi supermassici nei loro centri diventano ancora più grandi.
Ma non tutte le fusioni generano galassie ellittiche Alcune generano galassie irregolari, in altre ancora la galassia più grande riesce a mantenere la propria forma.
Senza andare troppo lontano, la Via Lattea sta vivendo tutt'oggi un evento di fusione con le vicine Nubi di magellano; Così come è certo che la Via Lattea si scontrerà con la galassia di Andromeda (M31).

Ma in mezzo a tutti questi catastrofici scontri galattici, quali pericoli corriamo?
Fortunatamente anche se le fusioni sono viste su larga scala come eventi molto violenti, data le ampie distanze tra le stelle non causano però collisioni tra i sistemi stellari.
Tuttavia, le fusioni possono determinare onde d'urto gravitazionali, capaci di provocare la formazione di nuove stelle in nebulose dormienti.

Questo è ciò che si prevede accadrà quando la Via Lattea si fonderà con la galassia di Andromeda tra circa 4 miliardi di anni.



In ultima analisi, le galassie cessano di formare stelle una volta che esauriscono la loro riserva di gas e di polvere.
Quando ciò accade, la formazione di stelle si rallenta nel corso di miliardi di anni finché non cessa completamente. Tuttavia, le future fusioni assicurano che stelle, gas e polvere fresche siano depositate nelle galassie più vecchie, prolungando così la loro vita.
Al momento, si pensa che anche la nostra galassia abbia sfruttato la maggior parte del suo idrogeno e che la formazione di stelle rallenterà fino a quando l'idrogeno residuo sarà esaurito del tutto.
A dire la verità, probabilmente la Via Lattea si trova all'interno di un secondo ciclo di formazione stellare, che è stato alimentato dall'accrescimento da flusso freddo.
Per spiegare cos'è l'accrescimento da flusso freddo che sta coinvolgendo la Via Lattea abbiamo realizzato questo approfondimento: la seconda vita delle Via Lattea

Le stelle come il nostro sole possono durare solo 10 miliardi di anni; Ma stelle nane rosse più piccole possono durare per qualche trilione di anni.
Tuttavia, grazie alla presenza di galassie nane e alla nostra prossima fusione con Andromeda, la nostra galassia potrebbe partorire stelle ancora per molto tempo.
Tutte le galassie nella nostra zona dell'Universo (gruppo locale) si influenzeranno gravitazionalmente sempre di più  e finiranno per collidere andando a formare una gigante galassia ellittica.
Conosciamo molti esempi di questo tipo di galassie-fossili, una su tutte la galassia supermassiccia M49.


Queste galassie hanno sfruttato tutte le loro riserve di gas e tutto ciò che rimane loro sono le ultime stelle più durature.
Nel giro di qualche miliardo di anni anche queste stelle si spegneranno e alla fine rimarra soltanto un "grumo" disordinato di fredde e deboli nane bianche, pulsar e qualche buco nero.

Dopo che la via lattea si fonderà con Andromeda e si unirà a tutte le altre galassie del gruppo locale, possiamo aspettarci che anche lei subirà un destino simile.

Le galassie sono splendide città piene di stelle, nebulose e altre meraviglie. Le più giovani hanno bellissime spirali ordinate.
Ma purtroppo tutto ciò non durerà per sempre.


giovedì 6 aprile 2017

#CieloProfondo #Galassie #Universo
Una galassia appena nata, già piena di stelle morenti, in fase avanzata di esaurimento di combustibile necessario alla formazione di nuove stelle, lascia i cosmologi senza parole ma con molte domande
L'universo oggi ha 13,7 miliardi di anni. Le galassie come la Via lattea sono maestosi ed affascinanti sistemi di gas e stelle organizzate in magnifiche spirali.
Ma 12 miliardi di anni fa, all'inizio del suo sviluppo, la Via lattea primordiale è stata una piccola galassia, disordinata, e con solo un 1/50 della massa stellare odierna.
Qual'è la massa attuale della Via Lattea? ne abbiamo parlato approfonditamente qua: Quanto pesa la Via lattea?

E questo vale anche per le altre galassie che oggi vediamo nell'universo, piene di luce, di stelle, e di nebulose.
Ma i cosmologi hanno anche trovato un esemplare che invece è tutt'altro che simile al resto delle galassie che conosciamo.
Studiando oggetti molto lontani e quindi appartenenti al periodo in cui le galassie erano molto giovani, è stata scoperta una rarissima galassia la cui massa è già almeno 5 volte quella della via lattea ma che però è almeno 12 volte più piccola!
Stiamo parlando di ZF-COSMOS-20115. L'idrogeno e gli altri gas primordiali che nel tempo danno origine alla formazione stellare, su questa galassia si sono già esauriti e ZF-COSMOS-20115 oggi appare molto fredda e di colore rosso. In poche parole abbiamo trovato una enorme galassia già inattiva nel periodo in cui tutte le galassie dell'universo primordiale stavano prendendo forma.
Ebbene Questo oggetto sfida le nostre teorie su come le galassie si sarebbero formate ed evolute.
Approfondisci il tema dell'evoluzione galattica qui: Come si evolvono le galassie? è incluso anche un video.

Ci aspettiamo infatti che le galassie di 1 o 2 miliardi di anni fa siano embrioni di piccola massa, e che stiano generando stelle giovani. Tuttavia la galassia in questione è già (1,5 miliardi di anni fa) piena di stelle ed è già inattiva.
I ricercatori hanno scoperto che in un breve lasso di tempo questa galassia massiccia ha generato tutte le sue stelle (circa tre volte più di quelle che oggi popolano la Via lattea), attraverso un evento molto esplosivo.
In pratica ha generato le proprie stelle appena un miliardo di anni dopo il Big Bang, per entrare poi nella fase di riposo e di colore rosso.

Nel nostro Universo (quello quindi più vicino a noi) queste galassie sono comuni, ma non dovrebbero esistere in zone così remote e quindi in epoche così antiche.
ZF-COSMOS-20115 è anche molto piccola ed estremamente densa. Ha 300 miliardi di stelle stipate in una regione di spazio che ha circa la stessa dimensione della zona tra il Sole e la vicinissima Nebulosa di Orione.

I cosmolgi stanno ancora studiando come le galassie interrompano la loro formazione stellare, e fino a poco tempo fa i nostri modelli indicavano che cadaveri di galassie come ZF-COSMOS-20115 dovrebbero iniziare ad esistere almeno tre miliardi di anni dopo il Big Bang.
E non'è tutto: Il tasso di formazione stellare osservato di questa galassia produce meno di un quinto della massa del Sole all'anno in nuove stelle, ma al suo apice, 700 milioni di anni prima, questa galassia formava stelle 5.000 volte più velocemente.
In sostanza questa enorme galassia si è formata come un petardo in meno di 100 milioni di anni, proprio all'inizio della storia cosmica. E' rapidamente diventata un oggetto mostruoso, per poi altrettanto improvvisamente spegnersi.
Peccato che una vita così breve con una morte così veloce non è prevista dalle teorie cosmologiche attuali.

Questa galassia segna un nuovo record per la prima galassia rosso-massiccia. Si tratta di una galassia estremamente rara, che rappresenta una nuova sfida per i modelli sull'evoluzione galattica.

giovedì 30 marzo 2017

#AmmassiGalattici #BuchiNeri #Galassie #Hubble #Universo



la gigantesca galassia NGC 1275, conosciuta anche come Perseus A, si trova al centro dell'ammasso di galassie del Perseo (Abel 426).
NGC 1275 è una galassia attiva ben nota per la sua sorgente radiofonica (Perseus A) ed è una galassia emettitore di raggi X a causa della presenza del buco nero supermassiccio nel suo centro.
Combinando immagini multi-lunghezza d'onda in questo assemblaggio diventano visibili alcune dinamiche di questo oggetto.


I filamenti che si irradiano da questa galassia sono originati da meccanismi in gran parte sconosciuti, ma che probabilmente sono il risultato di un'interazione tra il buco nero al centro della galassia e il gas che lo circonda. Gli oggetti che si vedono sullo sfondo sono galassie appartenenti allo stesso ammasso.
L'immagine nel visibile, ai raggi X e lo spettro radio, sono stati sovrapposti per avere un'immagine esteticamente gradevole che metta in risalto gli episodi violenti che avvengono nel centro della galassia.

In questa immagine composita, le bande di polveri, le regioni di formazione stellare, i filamenti di idrogeno, le stelle in primo piano e le galassie sullo sfondo, sono il risultato della fotografia ottica di Hubble. 
I dati a raggi X disegnano invece i soffici gusci viola intorno alla parte esterna del centro.
I lobi rosati verso il centro della galassia provengono invece da emissioni radio. I getti radio emessi dal buco nero riempiono le cavità radiografiche.

Ad una distanza di circa 230 milioni di anni luce, questo è l'esempio più vicino alla Terra di strutture così vaste che circondano le galassie più massicce di tutto l'universo.


Costellazione:Perseo
Ascensione retta:03h 19m 48,2s
Declinazione:+41° 30′ 42″
Magnitudine:11,9
Dimensione apparente:2,2' x 1,7'
Distanza:235 milioni a.l.




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















mercoledì 8 gennaio 2014

#AmmassiGalattici #CieloProfondo #Galassie #Hubble #Universo
Gli astronomi hanno usato l' occhio acuto del telescopio spaziale e la lente gravitazionale prodotta dal super ammasso di galassie Abell 1689 per trovare 58 galassie remote, che hanno prodotto la maggior parte delle nuove stelle durante i primi milioni di anni dell'universo. Sono le più piccole, le più deboli e le più numerose galassie mai viste dell'Universo remoto.


I cerchi bianchi sparsi in tutta l'immagine del super ammasso di galassie (a sinistra)