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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 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.
Lo schema di Edwin Hubble pone le basi per lo studio dell'evoluzione galattica.
Le galassie più vicine a noi e quindi più giovani hanno infatti una morfologia ben sviluppata, con spirali ben definite. Invece le galassie più lontane e quindi più anziane hanno una morfologia più caotica e irregolare.

Ma come sono nate le galassie e come si sono evolute fino ai nostri giorni?


LA CREAZIONE
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 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. Presto faremo un approfondimento sulle spriali.

SCONTRI
Una volta formate, queste galassie si sono aggregate in strutture galattiche più grandi chiamate gruppi, ammassi e 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 scia 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.
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.
Come abbiamo detto, non tutte le fusioni generano galassie ellittiche.
Quello che è certo però è che tutte le fusioni provocano un cambiamento nella struttura delle galassie coinvolte.
Per esempio, si crede che la Via Lattea stia vivendo tutt'oggi un'altro evento di fusione con le vicine Nubi di magellano; Così come è ormai certo che la via lattea si scontrerà con la galassia di Andromeda (M31).
Negli ultimi anni è stato anche accertato che anche la galassia nana Canis Major si è fusa con la nostra.

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.



MORTE
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.
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.
Tuttavia, 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 unità 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 splendide meraviglie. Le più giovani hanno splendide 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.

venerdì 31 marzo 2017

#CieloProfondo #Hubble #Supernovae #Universo
La natura delle supernovae di tipo 1A è non è ancora del tutto certa.
Secondo la teoria più accreditata queste supernovae nascono in sistemi binari in cui almeno una delle stelle nella coppia è una nana bianca.
Potete trovare qui un approfondimento che descrive nel dettaglio lo straordinario processo che porta alla formazione di questi astri luminosissimi: Come nascono le supernovae e perché sono così importanti per l'uomo?
Nella foto qua sopra potete vedere la supernova SNR 0.509-68,7 di tipo 1A  conosciuta anche come N103B, o meglio, la nebulosa che resta dopo l'esplosione della supernova. Si tratta di quella piccola nebulosa a forma di arco nella zona in alto a destra dell'immagine.

Questo resto di supernova si trova nella Grande Nube di Magellano, a poco più di 160.000 anni luce dalla Terra.
A differenza di molti altri residuati di supernova, N103B non ha una forma sferica, ma è fortemente ellittica.

Gli astronomi presumono che parte del materiale espulso dall'esplosione abbia colpito una densa nube di materiale interstellare che ne ha rallentato la sua velocità. Il guscio di materiale aperto da un lato ne supporterebbe l'idea.
La relativa vicinanza di N103B permette agli astronomi di studiare in grande dettaglio i cicli di vita delle stelle in un'altra galassia e probabilmente di svelare segreti ancora aperti sulle supernovae 1A.



Gli astronomi hanno osservato la nube N103B alla ricerca di un compagno della supernova che l'ha originata, come sarebbe previsto dalla teoria sulla loro formazione (vedi link sopra).

Per individuare i fronti d'urto dell'antica esplosione hanno guardato la regione con filtri H-alpha che mettono in evidenza le regioni di gas ionizzato dalle radiazioni di stelle vicine.
La speranza era di trovare una stella vicino al centro dell'esplosione.
La scoperta di un compagno superstite (la stella nana bianca) avrebbe messo fine alla discussione in corso circa l'origine di tipo Ia supernova.
E in effetti, una stella con i requisiti cercati è stata trovata! Tipo di stella, temperatura, luminosità e distanza dal centro della supernova originale, sono state riscontrate in una piccola stellina vicina al centro stimato dell'esplosione.
Questa stella ha approssimativamente la stessa massa del Sole, ma è circondata da un involucro di materiale caldo che è stata probabilmente espulsa dal sistema precedentemente all'esplosione.

Anche se questa stella è un candidato ragionevole come compagno sopravvissuto di all'esplosione di N103B, non è ancora certo che lo sia.
Gli astronomi stanno ancora studiando questa piccola stellina alla ricerca di una conferma spettroscopica.

La ricerca è ancora in corso!!

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















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.

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)