lunedì 31 dicembre 2018

#Asteroidi #bestOf2018 #SistemaSolare


La scoperta di Farout 2018 VG18 è avvolta da una sfera di sensazionalismo che forse è meglio ridimensionare

Di solito, come forse avrete notato, non commentiamo mai scoperte recentissime e fatte negli ultimi giorni.
Non lo facciamo perché ci pensano già la Nasa, le agenzie competenti e purtroppo siti e gruppi di più basso profilo.
Oggi però abbiamo deciso di farlo, perché ci siamo accorti che quanto hanno scritto la maggior parte dei siti italiani e e dei gruppi facebook fa molta propaganda e ha poca base scientifica.

Prima di tutto non stiamo parlando di un pianeta, e la scoperta non è della NASA.
L'agenzia che ha fatto la scoperta, la Carnegie Institute for Science, che è in parte sovvenzionata dalla NASA, non ha mai annunciato la scoperta di un pianeta.
E non ha mai parlato di asteroide, e nemmeno di pianeta nano, ma solo di oggetto: Scoperto l'oggetto più lontano del Sistema Solare.
Perché? Beh perché la distanza è tale che è impossibile classificare Farout 2018 VG18.

Il nodo della questione sta nella definizione che la comunità astronomica ha stabilito per ciò che è un pianeta, ciò che è un pianeta nano e ciò che è un asteroide.
Un pianeta è un corpo che ruota intorno ad una stella e che è abbastanza grande da consentire alla gravità di fargli assumere una forma quasi sferica, altrimenti si parla di asteroide. Inoltre, un pianeta deve anche aver eliminato tutti gli oggetti più piccoli dal suo percorso, altrimenti si parla di pianeta nano.
Quest'ultima postilla è fondamentale, perché pone la questione in termini di dimensioni e di posizione.
Plutone è stato declassato da pianeta a pianeta nano perché si trova all'interno della fascia di Kuiper, e quindi non è stato in grado di inglobare ed eliminare gli asteroidi presenti sul suo percorso.

Ma, mentre Plutone si trova in un territorio abbastanza conosciuto, dove si trova Farout 2018 VG18 nel Sistema Solare?
Il copia e incolla delle informazioni diffuse sul web colloca questo oggetto ad una distanza di 120 Unità Astronomiche.
Ma il Minor Planet Center invece è molto più pragmatico nelle informazioni e recita: Mentre è chiaro che l'attuale distanza eliocentrica di Farout 2018 VG18 è tra 125 e 130 Unità Astronomiche, la natura esatta dell'orbita non è assolutamente chiara.
Questo ci dice due cose importanti: che Farout 2018 VG18 non si trova a 120 UA ma molto più in là, e che la sua orbita non è ancora chiara.

Ma come si fa a sapere con ragionevole certezza la sua distanza, senza conoscere altrettanto chiaramente la sua orbita?
Partiamo dalla distanza, e guardiamo l'immagini qua sotto.



L'immagine è composta da due foto scattate in due momenti differenti e mette in evidenza il moto di Farout 2018 VG18.
Ma la cosa importante da capire è che Farout non si è realmente spostato tra le stelle come lo vediamo nella foto.
Il movimento che si vede è in realtà l'effetto paralasse, cioè il suo movimento prospettico visto dalla Terra rispetto alle stelle sullo sfondo.
Un oggetto così lontano dal Sole è essenzialmente "fermo" rispetto alla velocità con cui la Terra gira intorno al Sole. Quindi, osservarlo per un breve periodo di tempo lo vedrà muoversi in modo retrogrado contro le stelle dello sfondo, il che è quasi interamente dovuto alla parallasse piuttosto che al movimento orbitale.
Potete capire meglio cosa sia la paralasse a questo link.

Il punto è, che non è Farout ad essersi spostato tra una foto e l'altra, ma la Terra, e di conseguenza tutta la prospettiva. E' facile capire come si possa sottrarre il movimento della terra dal movimento osservato per arrivare al vero spostamento dell'oggetto.
Questo movimento è estremamente lieve, quasi assente, e da questo il Minor Planet Center è arrivato a stimare in modo molto preciso una distanza compresa tra 125 e 130 Unità astronomiche.
Questa distanza porta Farout 2018 VG18 ben oltre la cintura di Kuiper, fascia di asteroidi e serbatoio di comete, che si trova a 30 UA dal sole e si estende fino a 40 UA dal sole. 125 UA astronomiche sono anche molto più in la della sonda Voyajer 2, che si trova ad una distanza di 120 UA.
Ma Farout non sarà sempre così lontano, ed il perché lo vedremo tra poco.
Potete capire meglio queste distanze e questi limiti leggendo il nostro approfondimento: Quanto è grande il Sistema Solare

E ora, l'orbita di Farout 2018 VG18.
Per calcolare l'orbita di un qualsiasi oggetto che ruota intorno al Sole, bastano almeno tre osservazioni. Le posizioni rilevate vengono inserite nelle equazioni che rappresentano le orbite ellittiche ed il risultato è l'ellisse dell'orbita.
Tre è il numero minimo di punti necessari, ma più punti vengono presi in considerazione e più precisa è l'orbita risultante.
Ad oggi, Le posizioni rilevate di Farout 2018 VG18 sono 11, ma sono estremamente vicine a causa della sua immensa distanza (attuale).
Di conseguenza anche se sono molte più del minimo necessario, sono in realtà irrilevanti e non permettono di tracciare nel dettaglio l'orbita, che in via del tutto arbitraria e senza precisione alcuna, è stata stimata di circa (ma molto circa) 930 anni. (vedi anche link sotto con l'orbita)
E se con le osservazioni future confermassero l'orbita approssimativa che è stata calcolata fino ad ora, anche la distanza potrebbe darci grosse sorprese: perché il suo percorso estremamente eccentrico porterebbe Farout 2018 VG18 ad entrare nel Sistema Solare più vicino dell'orbita di Urano.
Non ci credete? beh, guardate i dati del Minor Planet Center qui: orbita Farout 2018 VG18 calcolata dal Minor Planet Center

Per essere più concreti, Farout 2018 VG18 si trova nella costellazione del Toro, tra le due corna. E li rimarrà per le prossime decine di anni!



La posizione apparente di qualsiasi corpo del sistema solare cambierà da notte a notte a causa della combinazione del suo movimento reale intorno al sole e al movimento della Terra (vedi concetto di paralasse sopra). Per cui un corpo molto distante come "Farout" si muoverà molto lentamente.
Come vedete nell'immagine qui sotto, ogni anno lo vedremo compiere lo stesso percorso, solo leggermente translato rispetto all'anno precedente.

Nella tabella in fondo alla pagina riportiamo le posizioni stimate fino a metà gennaio.
Questo suo movimento riassume chiaramente i tre concetti visti fino ad ora: distanza, posizione e paralasse.

Quindi riassumendo: Farout 2018 VG18 è un pianeta, un pianeta nano, o un asteroide?
Non lo sappiamo, la sua distanza attuale (abbastanza precisa) non ci permette di sapere la sua forma, la sua dimensione e nemmeno se ha sbaragliato dal suo percorso altri oggetti rimanendo l'unico.

Tuttavia, nel comunicato della scoperta sono state rilasciate stime sulla dimensione di Farout 2018 VG18: 500km, 1/3 della luna.
Ma quanto precise sono le stime sulla dimensione di Farout 2018 VG18? e come ci si è arrivati?
La chiave è la luminosità osservata di Farout: una magnitudine apparente pari a 24,6.
Assolutamente non visibile ad occhio nudo e nemmeno con telescopi amatoriali.
Per capirci, i quasar, che sono gli oggetti più distanti che osserviamo nel cielo, ci sembrano molto più luminosi. Il quasar 3C 273, che si trova a 2,5 miliardi di anni luce, ci appare con una magnitudine apparente di 13!

Ora, conoscendo la distanza di Farout 2018 VG18 e la sua luminosità, potrebbe sembrare semplice calcolare la sua dimensione.
Ma in realtà, considerato che la luce che vediamo è riflessa dal corpo, entra in gioco una variabile estremamente importante e capace di ribaltare il risultato della stima: l'opacità o la brillantezza dell'oggetto.
Se un oggetto è molto scuro (superficie nera, e poco riflettente) a parità di luminosità è sicuramente più esteso di un oggetto con una superficie chiara (molto riflettente).

Quindi la superficie di Farout 2018 VG18 è chiara o scura?
E come facciamo a saperlo da una distanza di 125 volte superiore a quella della Terra dal Sole?
Non lo sappiamo proprio.
Nella fascia di Kuiper, ad esempio, che si trova ad un quarto della distanza di Farout 2018 VG18, ci sono un mix di oggetti sia chiari (perché ricoperti di ghiaccio) che scuri.
Le stesse comete che quando si avvicinano al sole sono estremamente luminose, mentre si trovano nei meandri del Sistema Solare sono in realtà estremamente scure perché la superficie non è sempre coperta di ghiaccio ma di detriti, e la cometa 97P dove è scesa la sonda Rosetta ne è una prova evidente. 'Oumuamua, l'asteroide interstellare che è entrato nel Sistema Solare arrivando da molto lontano, è scuro e non è ricoperto di ghiaccio.

Quindi Farout 2018 VG18 avrà la superficie chiara o scura? Avrà veramente un diametro di 500km?
Gli autori della scoperta hanno annunciato che Farout è rosa, probabilmente coperto di ghiaccio, il che lo renderebbe luminoso anche se molto piccolo.
Ma purtroppo non hanno dato informazioni su quali siano le basi della dichiarazione che, in ogni caso, data la distanza sono comunque molto fragili.
Sarebbe come stimare la dimensione di un sasso di circa 50cm presente sulla superficie della Luna usando un comune binocolo da 10 ingrandimenti!

Ma se avesse veramente un diametro di 500km, è probabile che la forza di gravità abbia potuto dargli una forma rotonda e forse soddisfare la definizione di "pianeta nano". Arrivati a questo punto però, capite bene anche voi che le incognite, i ma, i se, e i forse sono davvero tanti data la distanza, che in tutta questa faccenda è l'unico dato certo!


2018 11 17AR: 04 49 24.9 DEC: +18 52 42
2018 12 02AR: 04 48 56.6 DEC: +18 51 37
2018 12 10AR: 04 48 41.1 DEC: +18 51 04
2018 12 16AR: 04 48 29.6 DEC: +18 50 41
2019 01 01AR: 04 48 00.4 DEC: +18 49 47
2019 01 16AR: 04 47 36.7 DEC: +18 49 09

venerdì 14 dicembre 2018

#bestOf2018 #Comete #Giove #SistemaSolare
Lo schianto su Giove della cometa Shoemaker-Levy 9 è stato in assoluto l'evento astronomico più spettacolare osservato dagli astronomi contemporanei. Ciò che ha reso unico l'impatto della Shoemaker-Levy su Giove non è stata solo la partecipazione dei due protagonisti, ma anche il fatto che la Shoemaker-Levy 9 è stata una cometa tutt'altro che ordinaria!!
Che le comete siano bizzarre ormai lo sappiamo, ma la Shoemaker-Levy 9 ha avuto qualcosa di veramente unico: un nucleo formato da una dozzina di elementi e un'orbita assolutamente anormale.

Proprio così, La Shoemaker-Levy 9 è stata con molta probabilità una cometa geoviana.
Fu scoperta nel Marzo del 1993, e già dalle prime osservazione è risultata una cometa più anomala delle altre.
per capire come sono fatte le comete, da dove vengono, e perché sono oggetti stravaganti ed imprevedibili puoi seguire questo link: Le comete del Sistema Solare
Già dopo le prime osservazione seguenti la sua scoperta, fu subito chiaro che la cometa Shoemaker-Levy 9 non stesse orbitando attorno al Sole.
Bastano poche osservazione per calcolare l'orbita di un oggetto astronomico che ruota attorno al sole, ma dopo le prime osservazioni di questo oggetto gli astronomi giunsero, non senza stupore, a constatare che la cometa Shoemaker-Levy 9 stava orbitando attorno a Giove!!
Avete capito bene, l'orbita della Shoemaker-Levy 9 era attorno a Giove

Ecco perché un attimo fa abbiamo affermato che la Shoemaker-Levy 9 è stata, probabilmente, una cometa geoviana.
Le comete geoviane sono comete con orbite molto piccole, più piccole dell'orbita di Giove.
I planetologi sono convinti che la Shoemaker-Levy 9 sia stata una di queste, e che durante un suo afelio (punto più lontano dal sole), si sia avvicinata troppo a Giove e sia rimasta vittima della sua forza di gravità.
Con tutta probabilità fu proprio questo evento che portò la cometa Shoemaker-Levy 9 ad orbitare attorno a Giove.
E questo, è solo uno dei fatti sorprendenti riguardanti la Shoemaker-Levy 9.
Un altro elemento che rende unica la cometa Shoemaker-Levy 9 è che il suo nucleo era composto da più di una quindicina di elementi distinti.
Era come vedere una formazione aerea muoversi compatta lungo l'orbita.
In origine, anche la Shoemaker-Levy 9 era composta da un unico nucleo come il resto delle comete. Ma durante i suoi perieli deve aver incontrato una pressione gravitazionale tale, presa dai due fuochi tra Giove ed il Sole, da non aver retto ed essersi spaccata!
Molto probabilmente questa rottura è avvenuta nel Luglio 1992, periodo in cui si è trovata in una posizione tra il Sole e Giove in cui le forze gravitazionali erano molto forti.
Si stima che in questa occasione la Shoemaker-Levy 9 sia passata a 96.000 chilometri dal centro di Giove, il che vuol dire a 25.000 chilometri dalla superficie delle sue nubi. Per fare un paragone facilmente comprensibile, la Luna dista dalla Terra 384.400 chilometri, la Shoemaker-Levy 9 è passata vicina a Giove ad una distanza pari ad 1/15 della distanza Terra-Luna!!

E poi c'è il gran finale. L'evento straordinario per la quale tutti ricordano questa cometa.
Dopo le prime osservazioni dal momento della sua scoperta, la comunità scientifica, che in quei giorni aveva tutti gli occhi puntati verso Giove, capì subito che la sua orbita peculiare avrebbe portato la Shoemaker-Levy 9 a schiantarsi su Giove.
In un primo momento si cercò un errore nei calcoli, ma fu presto chiaro che di errori non ce n'erano. Anche perché se pochi mesi prima era passata così vicina a Giove, una collisione non era poi così improbabile al prossimo giro.
Probabilmente l'evento che spezzò il nucleo della Shoemaker-Levy 9 in una dozzina di elementi diede anche dato uno scossone alla sua orbita modificandola, e portandola a finire diritta sul pianeta.

In poche parole, nel momento della sua scoperta, la fine della Shoemaker-Levy 9 era già segnata.
La data dell'impatto è stata prevista per il 9 luglio.
Fu tutt'altro che un impatto singolo.
Le danze iniziarono con qualche giorno di ritardo: il 16 luglio 1994. Dopo l'impatto dei primi corpi più grandi del nucleo, l'evento continuò per altri 5 giorni, producendo una vera e propria pioggia cometaria.

Le collisioni non avvennero sul lato visibile di Giove, ma appena al di là della linea che delimitava la parte di fronte alla terra da quella nascosta.
Ma anche se sono avvenute sul lato nascosto del gigante gassoso, si sono verificate abbastanza vicine al "terminatore" mattutino, laddove la superficie Giove si stava muovendo verso la visibilità Terrestre.
Questo colpo di fortuna planetario ha permesso comunque alla comunità scientifica di osservare i siti degli impatti pochissimi minuti dopo l'evento.
I frammenti del nucleo della Shoemaker-Levy 9 si schiantarono su Giove alla velocità di 221.000 km/h!
Fortunatamente la navicella spaziale Galileo, della NASA, era in rotta verso Giove, e fu in grado di osservare il lato notturno del pianeta vedendo in diretta gli impatti.

Fu straordinario, l'atmosfera del gigante gassoso nelle zone di impatto venne bucata e rivoltata come un calzino.
Oltre a praticamente tutti i telescopi presenti sulla Terra, professionali e amatoriali, gli astronomi utilizzarono anche il telescopio spaziale Hubble.
Le osservazioni nell'ultravioletto di Hubble mostrano chiaramente il movimento delle particelle di detriti molto fini che, dopo l'impatto rimasero sospese nella zona alta dell'atmosfera e la loro osservazione fornì le prime informazioni sui venti ad alta quota di Giove.
Nel rimescolamento atmosferico risultante, emersero anche composti solforati come l'idrogeno solforato e l'ammoniaca.
Gli effetti dell'impatto sull'atmosfera di Giove sono stati veramente straordinari dal punto di vista scientifico.

Circa un terzo dei frammenti produsse effetti poco visibili, suggerendo che fossero molto piccoli, probabilmente con diametri inferiori a 100 metri.
Ma gli altri, beh furono delle vere catastrofi.
Gli elementi più pesanti del nucleo della Shoemaker-Levy 9, si schiantarono ad intervalli di circa sette ore, esplodendo e generando una fortissima energia.
Le esplosioni crearono delle vere e proprie bolle di fuoco, grandi centinaia di chilometri.
Sopra a queste bolle si alzarono enormi nuvole scure, per migliaia di chilometri, simili a cumulo nembi temporaleschi, ma molto più grandi!
Nubi contenenti enormi quantità di polveri organiche provenienti dai corpi cometari distrutti.
Il tutto avvenne in maniera ordinata ed allineata, sul 44° parallelo sud di Giove.
Il frammento più grande, il 7° in ordine di caduta, aveva un diametro stimato di appena 600 metri. Eppure gli effetti sull'atmosfera di Giove furono devastanti: ha lasciato dietro di se una nuvola nera multistrato più grande del diametro del nostro pianeta!
Pensate a cosa sarebbe potuto succedere se la Shoemaker-Levy 9 fosse caduta sulla Terra.
Le nuvole scure lasciate dai frammenti erano in realtà luminosissime nell'infrarosso, dimostrando che avevano raggiunto temperature incredibilmente alte. Temperature che rimasero tali per diversi giorni.
Quando iniziarono a raffreddarsi rimasero visibili ancora per settimane.
Soltanto un mese e mezzo dopo la collisione i siti dell'impatto iniziarono a sbiadire e le bande di Giove a tornare alla normalità.

Ma non è tutto.
Anche il finissimo anello di Giove venne increspato e distorto durante il passaggio della Shoemaker-Levy 9 negli attimi prima dello schianto. L'anello si inclinò addirittura di circa 2 km.
Nel 2011, quasi vent'anni dopo l'impatto, la sonda New Horizons ha rilevano ancora dei disturbi all'interno dell'anello! Ovviamente le distorsioni osservate dalla New Horizons potrebbero anche essere state provocate da impatti minori con asteroidi avvenuti di recente, ma è molto probabile che siano ancora conseguenze della Shoemaker-Levy 9.

Gli astronomi sanno che gli impatti su Giove sono abbastanza comuni.
Nei decenni successivi alla Shoemaker-Levy 9, la tecnologia fotografica è migliorata parecchio e ha permesso agli astronomi amatoriali e agli astrofili di scattare foto e video di Giove ad alta risoluzione. Negli ultimi anni molti di loro hanno assistito e documentato decine di impatti come ad esempio nel 2009, 2010 , 2012, 2016 e 2017.

L'impatto della Shoemaker-Levy 9 è stato molto importante per l'umanità, oltre che per la sua spettacolarità, anche perché ha dato all'uomo la consapevolezza che la vita sulla terra non è così scontata.
Da quel giorno abbiamo capito che potremmo estinguerci da un momento all'altro, e in un battito di ciglia.
Le organizzazioni spaziali hanno avviato programmi osservativi per individuare con anticipo eventuali impatti con la Terra.
Ma cosa ancora più importante, gli organi governativi hanno capito che la ricerca in questa direzione va aiutata e finanziata.




venerdì 30 novembre 2018

#bestOf2018 #CieloProfondo #Galassie #Universo
Siamo abituati a vedere fotografie di splendide galassie a spirale presenti in tutto l'universo. Ma il meccanismo che porta alla formazione delle spirali non è per niente scontato. Ecco cosa accade in realtà!

Immaginiamo per un attimo di togliere tutte le stelle da una galassia.
Le sue spirali esisterebbero ugualmente, anche se noi non le vedremmo. Questo significa che le spirali non sono formate dalle stelle, ma le stelle semplicemente sono una conseguenza della presenza delle spirali.
L'esistenza delle spirali non è da attribuire alla presenza delle stelle, anzi è proprio il contrario: le stelle esistono grazie alla presenza delle spirali.
Ma partiamo dal principio, Come si formano le spirali delle galassie?.

In astrofisica le spirali galattiche vengono definite come onde di densità.
Queste onde di densità sono raggi del disco galattico che hanno una densità di massa del 10%/20% maggiore rispetto alle altre zone. Vanno immaginate come delle vere e proprie onde.

Quando il materiale interstellare, ruotando attorno alla galassia, si sposta nella regione ad alta densità, viene compresso.
Questa compressione è una delle scintille che innesca la formazione stellare.
Ecco perché le spirali sono piene di stelle, e le stelle più luminose si trovano all'interno, o molto vicino, alla spirale in cui si sono formate.
E sempre per questo motivo le spirali della galassie sono, in termini di formazione stellare, le zone più attive della galassia.
Dato che queste stelle sono molto luminose, e che all'interno delle onde di densità, la presenza del materiale interstellare (nebulose di gas e povere), è più comune che nelle zone limitrofe, le spirali acquisiscono il famigliare aspetto che vediamo.
In poche parole vediamo le spirali galattiche perché sono zone molto affollate di stelle nate dalla compressione dei gas presenti nelle onde di densità sottostanti.

Ma perché vediamo delle spirali e non semplicemente delle formazioni a raggera che si allontanano dal bulbo galattico?
La risposta risiede nella differenza di velocità di rotazione tra gli oggetti vicino al nucleo galattico e quelli lontani.
Per acquisire famigliarità con i termini nucleo, disco e spirali vi invitiamo a dare uno sguardo al nostro approfondimento morfologia della via lattea, che ben si presta a spiegare come è fatta una galassia a spirale

Nella parte interna del disco galattico (più vicina al nucleo), le stelle si muovono più velocemente e si muovono davanti all'onda di densità, venendo quasi spinte da questa.
Ad una certa distanza dal nucleo galattico c'è un confine chiamato "raggio di co-rotazione" in cui le stelle e l'onda di densità si muovono alla stessa velocità.
Mentre nella parte esterna del disco galattivo, oltre "il raggio di co-rotazione" le stelle ruotano più lentamente e si trovano dietro all'onda.
Questa differenza di velocità genera la figura della spirale.

La cosa importante da capire in tutto ciò è che le stelle non ruotano attorno alla galassia formando delle spirali. Ma si formano all'interno delle spirali, e poi piano piano si allontanano verso l'esterno.

Ma cosa da origine alle onde di densità?
Su questo gli astrofisici non hanno ancora per niente le idee chiare. Anche perché la teoria delle onde di densità è stata confermata e accettato dalla comunità scientifica da pochissimo tempo.
Tuttavia ci sono alcune ipotesi, tutte legate alle influenze gravitazionali.

Una causa potrebbe essere da ricercare nelle perturbazioni gravitazionali generate da galassie molto vicine o satelliti.
Ma questo tuttavia non spiegherebbe la presenza di galassie a spirale in luoghi isolati.

Un'altra causa potrebbero essere la forma e la distribuzione di massa del nucleo galattico.
Se il nucleo di una galassia ha una distribuzione di massa a forma di barra, ruotando potrebbe causare un sufficiente disturbo gravitazionale nel disco per produrre onde di densità.
Questo spiegherebbe la presenza di onde di densità e di spirali in galassie isolate.

Un'ultima ipotesi riguarda le perturbazioni gravitazionali derivanti dalle collisioni tra galassie. La perturbazione gravitazionale di una fusione tra galassie potrebbe essere sufficiente a produrre onde di densità.
La Via Lattea, che oggi sembra una galassia tranquilla, è stata in realtà teatro di scontri e fusioni nel passato, così come potrebbero esserlo state anche altre galassie a spirali. Inoltre, galassie che oggi ci appaiono isolate potrebbero in realtà aver subito fusioni nel passato senza lasciare tracce.

In ultima istanza, anche la presenza di buchi neri presenti nei nuclei galattici potrebbe dare origine a delle onde di densità.
Ricordiamo infatti che, per esempio, nella zona centrale della Via Lattea sono presenti centinaia di buchi neri!!
Non ne sapevate nulla? qui trovate un approfondimento che ne parla: centinaia di buchi neri nel cuore della Via Lattea

Benissimo, quando guarderete di nuovo fotografie di splendide galassie a spirale, non lasciatevi trarre in inganno dal fatto che le stelle formano le spirali, perché in realtà è proprio il contrario: le stelle nascono ed esistono grazie alle spirali!



domenica 18 novembre 2018

#bestOf2018 #Stelle #StelleDiNeutroni #Supernovae #ViaLattea
Stelle estremamente massicce, esplosioni visibili a milioni di anni luce, e poi? carcasse cosmiche che sfidano le leggi della materia. Ecco cosa sono le stelle di neutroni e come diventano pulsar.

Le stelle di neutroni sono in realtà stelle morte. Carcasse che sfidano le leggi della materia.
Si formano quando una stella massiccia collassa per poi esplodere in un supernova. Durante il collasso che avviene subito prima dell'esplosione, la pressione alla quale è sottoposta la materia è così immensa che i protoni e gli elettroni si schiacciano e si fondono, trasformandosi in neutroni.
Ovviamente l'energia rilasciata da questo fenomeno è altissima, ed è per questo che le supernove sono fenomeni potentissimi e luminosissimi.
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Per fare un passo in dietro e capire passo passo come esplode una supernova, vi invitiamo a leggere: Come nascono le supernove e perché sono così importanti per l'uomo
Le stelle di neutroni risultanti da questo collasso sono gli oggetti più densi conosciuti, dopo i buchi neri ovviamente.
Sono stelle con la massa di un Sole, ma compressa fino alle dimensioni di una città.
Qui iniziano le frasi fatte che sicuramente avrete già letto in giro su internet: hanno un diametro di circa 20 chilometri, un cucchiaio del loro materiale peserebbe tanto quanto una montagna e la gravità sulla superficie è circa 2 miliardi di volte più forte della gravità sulla Terra. E anche il campo magnetico non scherza, è milioni di volte più forte di quello del Sole.

Detto questo, come è fatta veramente una stella di neutroni?
Se potessimo affettare una stella di neutroni ci accorgeremmo che non é per niente omogenea, o per lo meno questa è la teoria.
Le stelle di neutroni sono fatte da una crosta e da un nucleo.
La crosta è composta da da uno strato esterno di poche centinaia di metri, composta da un miscuglio molto compatto di nuclei atomici (protoni e neutroni) ed elettroni liberi, cioè elettroni che si muovono indipendentemente e non sono legati al nucleo di un atomo.
La densità qui è talmente alta che non si può più parlare di atomi. In un centimetro cubo di questo strato di crosta si trova una tonnellata di materia.

Sotto a questo strato troviamo la crosta interna, spessa circa un paio di chilometri e più densa dello strato sopra.
Nella crosta interna oltre agli elettroni liberi iniziamo a trovare anche neutroni liberi.

Scendendo ancora più verso l'interno troviamo il nucleo.
Questa zona è il cuore della stella di neutroni ed ha un diametro di circa 10 / 13 km.
La parte esterna del nucleo di una stella di neutroni è molto probabilmente liquido. Qui la pressione alla quale è sottoposta la materia è davvero altissima ed è proprio qua che i neutroni prendono la scena: più del 90% del nucleo esterno è composto da neutroni.
Gli atomi come li conosciamo non riescono più a resistere. Nemmeno i loro nuclei mantengono più le caratteristiche atomiche alla quale siamo abituati.
In questa sfera liquida di circa 10 km di diametro esistono quasi solamente neutroni!

Ma non è finita qua.
Superati i primi 10 km di profondità all'interno del nucleo, e cioè negli ultimi 2 / 3 km, la pressione e la forza di gravità sono talmente alte che gli astrofisici fanno davvero fatica a capire in che stato possa essere la materia.
Questo punto delimita l'inizio del nucleo interno della stella di neutroni.
Qui le particelle elementari si comportano in modo imprevedibile. Il nucleo interno delle stelle di neutroni è il punto più denso dell'universo osservabile. La densità raggiunge probabilmente valori di circa un miliardo di tonnellate per centimetro cubo!
La maggior parte dei fisici concorda sul fatto che nel cuore delle stelle di neutroni ci sia il plasma di quark e gluoni.
Questo brodo di particelle subatomiche può esistere solo a temperature o densità altissime.
Nei primi millisecondi dopo il Big Bang l'universo era talmente caldo da essere permeato di questo plasma. Situazione che è andata via via raffreddandosi creando i primi atomi.
Nel nucleo più interno delle stelle di neutroni potrebbe esserci abbastanza pressione da creare lo stesso plasma!

Cosa centra tutto ciò con le pulsar?
Le pulsar altro non sono che stelle di neutroni con un piano rotatorio molto particolare.
Tutte le stelle di neutroni sono in realtà anche delle pulsar. Ma ciò che le fa diventare pulsar ai nostri occhi è l'inclinazione del loro asse rispetto al nostro punto di osservazione.

Ma ci manca un aspetto essenziale.
Abbiamo detto prima che una stella di neutroni deriva da una stella molto grande, il cui diametro è di qualche milione di chilometri.
Dopo l'esplosione ed il collasso, la stella di neutroni risultante mantiene il momento angolare della sua progenitrice. Peccato però che il suo diametro sia passato da qualche milione di chilometri a poco più di 10.
Questo ha un'effetto potentissimo sulla sua velocità di rotazione che può raggiungere i 700 giri al secondo o più.

Per comprendere meglio questo fenomeno vi invitiamo a guardare questo simpatico video su youtube: il momento angolare

E' semplice intuire quanta energia possa avere un oggetto che ruota così velocemente.
Una parte di questa enorme energia viene rilascia attraverso il forte campo magnetico che avvolge la stella. E il risultato è un fascio costante e potente di energia che viene espulso dai poli del campo magnetico della stella di neutroni.
Benissimo, proprio questo fascio rende le stelle di neutroni anche delle pulsar.
In base all'inclinazione che ha l'asse di rotazione della stella di neutroni ed alla sua velocità, il fascio avrà per noi sulla Terra una intermittenza diversa.
Il video sotto aiuta a comprendere il fenomeno.



Considerata la velocità con la quale ruotano le stelle di neutroni, potete farvi un'idea di quanto velocemente possa "lampeggiare" una pulsar.
Ci sono pulsar che emettono impulsi 1 volta al secondo. Altre, 30 volte al secondo e così via fino ad arrivare a pulsar che emettono impulsi a centinaia di volte al secondo.

Qui sotto vi facciamo ascoltare alcune straordinarie registrazioni fatte dai radiotelescopi.

Ma questa rotazione è destinata piano piano a rallentare. E' un serpente che si morde la coda, più la stella ruota velocemente e più energia disperde. Più energia disperde e prima terminerà la sua rotazione. Si parla comunque di decine milioni di anni.
Un'altra causa che determina il rallentamento di una pulsar è legata al suo raffreddamento.
Mentre una stella di neutroni si raffredda, il suo interno inizia a diventare sempre più "superfluido".
Il superfluido è uno stato della materia che si comporta come un fluido, ma senza l'attrito o la "viscosità" del fluido.
Anche questo cambiamento di stato influenza gradualmente il modo in cui la rotazione della stella rallenta.

Le pulsar sono oggetti straordinari, fari cosmici con ritmi secolari. Oggi ne conosciamo più di 2.000 ed il numero cresce sempre di più. Sono un esempio di quanto l'universo possa stupirci con le sue straordinarie stranezze.
Pulsar PSR B0329+54. Questa è una pulsar classica che pulsa con un periodo di 0,7 secondi ascolta
Pulsar PSR B0833-45. Questa pulsar si trova al centro della nebuloso Vela. Costituita dai detriti dell'esplosione di circa 10.000 anni fa. Questa pulsar ha un periodo di 89 millisecondi e ruota 11 volte al secondo.ascolta
Pulsar PSR B0531 + 21. E' sicuramente la pulsar più famosa perché si trova al centro della nebulosa del granchio: M1. Ruota circa 30 volte al secondo.ascolta
Pulsar PSR J0437-4715. Questa è una pulsar millisecondo che ruota circa 174 volte al secondo.ascolta
Pulsar PSR B1937 + 21. E' la pulsar più veloce conosciuta. Ruota con un periodo di 0,00155780644887275 secondi, cioè o circa 642 volte al secondo. La superficie di questa stella si muove a circa 1/7 della velocità della luce e illustra le enormi forze gravitazionali che impediscono il suo allontanarsi a causa delle immense forze centrifughe.ascolta

domenica 4 novembre 2018

#bestOf2018 #Galassie #Stelle #ViaLattea

La seconda vita della Via Lattea


Oggi, dopo 13,5 miliardi di anni dalla sua nascita, la Via Lattea sta vivendo la sua seconda giovinezza. Dopo un periodo in cui il tasso di formazione stellare è stata molto limitato, la Via Lattea ha iniziato una seconda vita, riprendendo la formare di stelle.

La Via Lattea è la nostra galassia. In questo sito abbiamo parlati di come la vediamo, di come è fatta, di quanto "pesa" e di molti altri suoi aspetti.
Scopri qui tutti questi approfondimenti: La Via Lattea
Oggi aggiungiamo un altro tassello a questo disegno che riprende la nostra galassia in tutto il suo splendore: la sua seconda vita.
Secondo le ultime ricerche infatti, oggi stiamo vivendo in una seconda vita per la Via Lattea.

Ma iniziamo dall'inizio.
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La Via Lattea è una galassia molto vecchia: con i suoi 13,51 miliardi di anni si è formata assieme alle prime galassie dell'universo.
Ha quindi avuto tutto il tempo per evolversi e diventare come gli astrofisici ce la descrivono oggi: una galassia a spirale barrata.
Quello che vediamo oggi, e che vediamo in moltissime altre galassie simili, è il risultato della formazione di miliardi di stelle, nate dall'enorme bolla di gas che costituiva l'embrione primordiale della Via Lattea.
Le innumerevoli stelle che vediamo nel cielo, la striscia bianca che solca i cieli estivi, le splendide nebulose che vediamo nelle foto di Hubble, gli ammassi globulari e quelli aperti: proviene tutto da una delle tante sacche di gas nate dal Big Bang e dell'inflazione.

Le onde d'urto generate dalle prime esplosioni di supernove, che all'inizio della vita della Via Lattea erano numerose, hanno sicuramente aiutato l'intensa formazione stellare dei primi anni (miliardi) della nostra galassia.
Un altro fattore che ha aiutato la formazione delle stelle che vediamo oggi è sicuramente stato lo scontro con piccole galassie satelliti primordiali. Queste piccole galassie hanno creato delle "maree" nei gas della Via Lattea, comprimendoli e innescando le scintille per la formazione di altre stelle.
Tutto questo ha costituito un'era molto frizzante per la nostra galassia.

Oggi gli astrofisici sono abbastanza sicuri che dopo questa era di estrema attività, ci sia stato un periodo dormiente durato due miliardi di anni in cui il tasso di formazione stellare è diminuito notevolmente.

Ora però la tendenza sembra essersi di nuovo invertita e il tasso di formazione stellare è di nuovo in aumento. Praticamente nella Via Lattea stanno ancora nascendo centinaia di milioni di stelle, impedendo alla nostra galassia di diventare sempre più buia e di trasformarsi in un bacino di stelle vecchie e morenti.

Ma cosa si nasconde dietro a questa variazione del tasso di formazione stellare?
La risposta si annida in un fenomeno galattico chiamato "accrescimento da flusso freddo" e nel concetto si "sviluppo galattico a due stadi".

In breve lo scenario è questo.
Tra le galassie troviamo i così detti filamenti galattici: enormi nubi di gas ad alta temperatura, residui ancora immacolati della materia formatasi dopo il big bang e l'inflazione. I margini di questi enormi filamenti sono più freddi rispetto alle altre zone e riescono a penetrare nelle galassie.
Trovi un approfondimento molto interessante sui filamenti galattici a questo link.
Questo flusso freddo non costituisce solo carburante per nuove stelle, ma con l'attrito e la pressione che genera sui gas che già si trovano nella galassia, danno il via all'addensamento necessario ad accendere la formazione stellare.

A questo punto entra in gioco lo sviluppo a due stadi.
Le stelle che popolano le galassie molto giovani sono stelle molto grosse, molto luminose e molto energetiche.
Queste tipo di stelle purtroppo hanno una vita molto breve ed una more violenta: diventano supernovae.
Quando all'interno di una galassia molto giovane le stelle iniziano ad esplodere in supernove, lo shock e le onde d'urto scaldano i gas galattici circostanti bloccando il flusso freddo in entrata.

Ecco che a questo punto la formazione stellare diminuisce drasticamente e la galassia entra in uno stato "dormiente".
In alcuni casi questo periodo segna l'inizio della morte della galassia, i cui gas non riescono più ad accendere stelle e quindi si spengono pian piano diventando galassie oscure.
Ma nella maggior parte dei casi, come è successo alla Via Lattea, questa fase termina quando diminuiscono le esplosioni di supernovae.
A questo punto il gas freddo presente nei bordi dei filamenti ricomincia a fluire dentro la galassia dando il via a nuove formazioni stellari dalle ceneri delle supernovae esplose. Ecco che ha inizio un secondo stadio evolutivo.

E, come diciamo dall'inizio di questo articolo, anche la Via Lattea sta vivendo questa seconda vita.
La storia della Via Lattea può essere analizzata osservando le composizioni elementali delle sue stelle, che sono il risultato della composizione del gas da cui sono formate.
Osservando le stelle della Via Lattea, ci si accorge che possono essere divise in due gruppi con composizioni chimiche diverse.
Un gruppo è costituito da stelle ricche di elementi come ossigeno, magnesio e silicio, detti anche elementi alfa.
Mentre nell'altro gruppo c'è una grande abbondanza di ferro.

Ecco quindi dimostrato che la Via Lattea è nata quando i flussi di gas freddo si sono intensificati verso quello che era la nostra proto galassia, portando alla formazione della prima generazione di stelle.
Questo gas conteneva elementi alfa, prodotti anche da supernova di tipo II: Stelle molto massicce, nate ai primordi dell'universo, che al termine della loro breve ma intensa vita subiscono un collasso del nucleo per poi esplodere rilasciando questi elementi nel mezzo intergalattico.
Questo ha portato alla prima generazione di stelle ricche di elementi alfa.

Poi, circa 7 miliardi di anni fa, la formazione stellare ha subito uno stop, fino a circa 5 miliardi di anni fa, quando hanno iniziato ad apparire un alto numero di supernove di tipo 1A, causate da sistemi binari in cui una nana bianca attira a se il materiale dal suo compagno.
Queste esplosioni hanno iniettato il ferro nel gas intergalattico e ne hanno modificato la composizione elementare.
Nel corso del tempo, questo gas intergalattico ha iniziato a raffreddarsi e ha iniziato a rifluire all'interno della galassia portando alla formazione di una seconda generazione di stelle.
Il Sole stesso, è ricco di ferro ed appartiene a questa generazione di stelle.
Puoi approfondire in dettaglio cosa porta all'esplosione di supernove in questo nostro approfondimento: Cosa sono le supernove e perché sono così importanti per l'uomo



venerdì 14 settembre 2018

#bestOf2018 #BuchiNeri #ViaLattea

Nel centro della nostra galassia ci sono probabilmente centinaia di piccoli buchi neri. E' la prima volta che, anche se in maniera indiretta, vediamo nell'universo una "bolla" di buchi neri così relativamente vicini. La foto qui sopra è il risultato di una selezione fatta usando il telescopio spaziale della NASA Chandra che sta osservando, tra le altre cose, il cuore della Via Lattea.

Sono buchi neri dal raggio molto piccolo, ma che hanno una massa che va dalle 5 alle 30 volte quella del Sole. Ed proprio questo rapporto tra massa e dimensione a renderli così potenti.

Non si parla quindi di buchi neri super massicci come quello al centro della galassia, ma di piccolissimi buchi neri di massa stellare.

Il gruppo di buchi neri che si troverebbe nei pressi del centro della Via Lattea conterebbe decine di esemplari sparsi in una bolla dal diametro di circa tre anni luce attorno al famoso buco nero supermassiccio che si trova nel cuore: Sagittario A* (Sgr A*).
La presenza di questa popolazione di buchi neri è anche confermata dai sistemi di simulazione sui movimenti delle stelle all'interno delle galassie a spirale, eseguita sui dati raccolti dal telescopio Chandra.
Queste simulazioni mettono in evidenza che durante la vita della galassia, un numero che potrebbe arrivare fino 20.000 unità di buchi neri di massa stellare, si raccoglierebbe vicino al nucleo della galassia stessa.
Potete scoprire come è fatto realmente un buco nero in questo approfondimento: Come sono fatti i buchi neri?

Ma come facciamo ad essere così sicuri che ci siano tutti questi buchi neri vicino al nucleo della Via Lattea?

Un buco nero, da solo, è invisibile.
Tuttavia, i buchi neri di piccole dimensioni come quelli in questione, spesso sono nati da processi simili alle supernove 1a, e quindi hanno un così detto "compagno orbitale".
per capire meglio le supernovae 1A e questo tipo di buchi neri potete leggere questo approfondimento: Cosa sono le supernovae?

Quindi, un buco in coppia binaria con un'altra stella, attira a sè il gas dalla sua compagna, e lo fa ad una velocità straordinaria!
Questo materiale, mentre cade ad altissima velocità nelle fauci del buco nero, acquisisce una temperatura che arriva a milioni di gradi e il suo percorso attorno al buco nero assume una forma a disco.
Tutto ciò produce una forte emissione di raggi X. Da qui anche il nome di "binari a raggi X".

Nell'immagine del centro della Via Lattea che vedete qui sopra, i pallini rossi localizzano questo tipo di buchi neri.
Sono tutti localizzati in un'area di circa 12 anni luce attorno a Sgr A*
I pallini gialli invece rappresentano sorgenti a raggi X simili ai buchi neri binari, ma che però hanno origine da sistemi che ospitano al centro stelle nane bianche. Queste stelle potrebbero presto dare luce a delle supernovae di tipo 1A.

Dopo le osservazioni sulla variabilità delle emissioni di raggi X gli astronomi sono abbastanza sicuri che gli oggetti identificati dai puntini rossi siano dei buchi neri binari ed escludono che siano sistemi binari costituite da stelle di neutroni. Anche se esistono probabilità che questi oggetti siano in realtà "Pulsar millisecondi" e che il loro tempo di rotazione sia talmente veloce da non riuscire ad essere percepito dai nostri radiotelescopi odierni.

Poiché alle distanze di cui stiamo parlando possono essere osservate soltanto le sorgenti a raggi X più brillanti, le ipotesi degli astrofisici si spingono a stimare che in realtà la popolazione di buchi neri della zona non rilevato sia molto più alta. Inizialmente gli astrofisici pensavano che intorno a Sgr A* potesse esserci una popolazione da 300 ao 900 esemplari. Oggi si stima che in realtà ci siano qualcosa come 10-40 mila buchi neri di massa stellare!

Questa enorme popolazione di buchi neri accompagnati da stelle potrebbe fornire informazioni importanti sulla formazione dei sistemi binari di questo tipo che, a quanto pare, non sono poi così rari.
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.

mercoledì 9 maggio 2018

#AmmassiStellari #bestOf2018 #Stelle #ViaLattea

L'ammasso aperto Westerlund 1 ospita molte delle stelle più grandi e massicce conosciute! E' l'ammasso aperto più massiccio della Via Lattea. La stella più grande, Westerlund 1-26, è una supergigante rossa con un diametro 1.500 volte più ampio del Sole. Questa stella è talmente grande che se fosse al centro del Sistema Solare, arriverebbe quasi a lambire Saturno. E non è tutto, ci sono anche supergiganti rosse, ipergiganti gialle. Stelle enormi, più grandi si Aldebaran e di Betelgeuse. E assieme a questi giganti è stata trovata una Magnetar!

Questo splendido ammasso aperto si trova a circa 15.000 anni luce dal Sistema Solare, nella costellazione dell'Altare.
Le stelle super giganti che popolano questo angolo di Via Lattea hanno un'età di circa 3 milioni di anni: sono quindi tutte molto giovani rispetto al Sole che di anni ne ha 4,6 miliardi. E anche se è così giovane, i cosmologi prevedono che potrebbe presto diventare un cimitero di stelle morenti: un ammasso globulare.
Ma andiamo con ordine, perché le stranezze di questo ammasso sono davvero tante!

Grazie alla straordinaria popolazione di stelle supermassicce che ospita, Westerlund 1 offre un'opportunità unica per esplorare l'evoluzione di questi rari esemplari stellari:dalla nascita alla morte e oltre.
E rappresenta anche un caso unico di studio sulla formazione e l'evoluzione di un ammasso aperto che sembra destinato a evolversi velocemente in un ammasso globulare.
E questo è un fenomeno molto atipico se pensiamo all'evoluzione degli ammassi aperti e alle origini degli ammassi globulari.
Per capire meglio le stranezze di Westerlund 1, scopri qui le caratteristiche e le differenze degli ammassi aperti e degli ammassi globulari
All'interno di Wd1, ormai lo avete capito, troviamo un alto numero di stelle ipergiganti gialle. Queste stelle sono poco calde, ma molto massicce, con una massa che va dalle 20 alle 50 masse solari. Sono rarissime nella Via Lattea, perché a causa della loro massa elevata bruciano molto in fretta e hanno una vita estremamente breve.

Ma all'interno di Westerlund 1 sono state scoperte anche un alto numero di stelle supergiganti e ipergiganti blu.
Queste stelle, al contrario delle supergiganti gialle, sono stelle caldissime, la loro temperatura va dai 20.000 gradi centigradi ai 50.000 gradi centigradi. Per fare un paragone, il sole arriva a 6.000 gradi centigradi.
In generale, Il diametro di tutte queste stelle supergiganti e ipergiganti può raggiungere le centinaia di volte quelle del Sole. Alcune di esse superano il migliaio di diametri solari! Riuscite ad immaginarvi la differenza tra queste stelle e la nostra?
E sono tutte all'interno dello stesso ammasso aperto!

E non è tutto, all'interno di Westerlund 1 sono state anche identificate diverse stelle di Wolf-Rayet, particolari stelle supergiganti giunte ormai al termine della propria vita e che si stanno letteralmente dissolvendo proiettando nello spazio interstellare la propria massa ad una velocità che arriva fino ai 2.000 km/sec. La loro temperatura è inimmaginabile: arriva fino a 150/200 mila gradi centigradi!

Tutto questo fa di Wd1 un ammasso veramente mostruoso. Ma la ciliegina sulla torta la fa una Magnetar che si trova nelle periferia dell'ammasso.
Le Magnetar sono stelle ancora più massicce delle super e iper giganti. Esse sono allo stadio finale della propria esistenza e sono ancora più compresse e pesanti delle stelle di neutroni (pulsar). Sono dei veri e propri buchi neri mancati.

E qui nasce il primo mistero di Westerlund 1.
La presenza simultanea sia di stelle di Wolf-Rayet che di supergiganti rosse e azzurre è stata molto inaspettata per i cosmologi, e la Magnetar proprio non ha spiegazione di esistere.
La cosa che lascia veramente senza parole i cosmologi è che gli ammassi aperti, per definizione sono agglomerati di stelle molto giovani, appena formate dalla stessa nebulosa molecolare. Come è possibile quindi che all'interno di Wd1 stelle molto vecchie come le Wolf-Rayet e addirittura una Magnetar, si trovino a braccetto con stelle giovanissime come le compagne supergiganti azzurre?

L'unica spiegazione che i cosmologi riescono a darsi è che all'interno di Wd1 stiamo assistendo alla presenza di generazioni stellari differenti.
E questo rappresenta un secondo rompicapo. Infatti stelle di seconda o terza generazione sono stelle molto massicce generate dai resti di morti stellari precedenti, cioè gas espulsi da vecchie stelle morenti che si sono ricombinati a formare nuove stelle più pesanti.

Ma noi stiamo osservano un ammasso aperto, e in un ammasso aperto le stelle dovrebbero essere tutte di prima generazione. Infatti, il tempo necessario ad una stella per estinguersi, rilasciare il proprio materiale in maniera più o meno violenta, e dare luce a nuove stelle, sarebbe troppo lungo affinché l'ammasso aperto non si sia nel frattempo disperso.

Quindi, come far fronte a questi due misteri?
Forse, Wd1 potrebbe essere una rara regione di "starburst" intra-galattica. Cioè una zona all'interno della quale sta avendo luogo una formazione stellare a ritmi molto più intensi della norma.
Ma anche questa ipotesi perde acqua. Le osservazioni infatti sia nel visibile che ad altre lunghezze d'onda non rivelano né rimasugli nebulari e né fenomeni di formazione stellare, sia all'interno dell'ammasso che nei dintorni. Lo "starburst" è stato forse così rapido da essere già terminato?

Ma allora come si è formato Westerlund 1?
Le osservazioni di altre grandi regioni di formazione stellare sia all'interno della via lattea che in altre galassie, mostrano che gli ammassi stellari si formano in complessi più grandi, con chiare evidenze di rimasugli delle giganti nubi molecolari da cui hanno origine.
Un esempio chiaro di questo fenomeno lo troviamo nella nebulosa Tarantola, la più grande zona di formazione stellare conosciuta nel nostro gruppo locale di galassie, che con i suoi 500 anni luce di estensione ospita un numero elevato di ammassi aperti.

Partendo da questi presupposti sono state fatte osservazioni per cercare stelle o piccoli aggregati nei dintorni di Wd1. Il risultato? Nessuna stella, nessun rimasuglio nebulare: Inaspettatamente, Wd1 sembra essersi formato in uno isolamento totale, dal nulla!
Ma questa, tuttavia, non è stata l'unica sorpresa.
I cosmologi hanno anche analizzato le velocità radiali con la quale le stelle dei Westerlund 1 si muovo le une rispetto alle altre, ovvero la velocità di radiale nell'ammasso. E hanno scoperto che questa velocità è molto più alta di quanto ci si aspetterebbe in base alla sua dimensione!

Insomma, le osservazioni sembrano sollevare più domande che risposte attorno a questo angolo di Via Lattea che mette in imbarazzo i cosmologi.
Perché la velocità radiale di Wd1 attualmente è ancora così elevata? Forse Wd1 si è formato, o si sta ancora formando, attraverso la fusione di un certo numero di sotto-gruppi di stelle? Nonostante le sue stelle siano così giovani, Westerlund 1 sta già diventando rapidamente un ammasso globulare?
Come è stata accumulata così tanta massa in un così piccolo volume di spazio? Qual era la natura dell'agente fisico che ha portato alla sua apparentemente istantanea formazione, in una regione altrimenti spoglia della Galassia? Come mai al suo interno ci sono stelle giovanissime assieme a stelle molto più vecchie o addirittura di seconda e terza generazione?

Cosa ne sarà di Westerlund 1?
I cosmologi pensano che probabilmente, come accennato sopra, questo ammasso rimarrà sempre molto compatto e che potrebbe diventare un atipico ammasso globulare, formato dalle stesse stelle molto giovani e massicce a cui ha dato la luce.
Tuttavia il futuro di Westerlund 1 sarà sicuramente molto movimentato e "scoppiettante" grazie all'alto numero di Stelle doppie che sono state osservate al suo interno. Oggi abbiamo la certezza della presenza di oltre 70 esemplari di stelle binarie confermate.

Il ruolo che hanno le stelle binarie nell'evoluzione stellare è legata al fenomeno di "zombizzazione". Infatti come sappiamo l'interazione che avviene nei sistemi binari ha l'effetto di rimuovere prematuramente il mantello esterno ricco di idrogeno della stella principale; impedendo così una successiva transizione attraverso una fredda fase di ipergigante e impedendo la perdita di massa che caratterizza le stelle di wolf rayet di cui abbiamo parlato prima.
Quindi le stelle giganti binarie presenti all'interno di Westerlund 1 rappresentano, al contrario delle coinquiline singole di wolf rayet, la miccia che porterà presto alla formazione di luminosissime supernove di tipo 1A.

scopri qui il processo di formazione delle supernovae di tipo 1A
Questo significa che, considerate le mostruose masse di queste stelle, dopo le esplosioni all'interno di Wd1 avremo con buona probabilità anche un alta popolazione di stelle di neutroni e buchi neri!
Come conferma di questo scenario futuro, troviamo la potentissima Magnetar di cui abbiamo parlato prima.

Insomma, pare che Westerlund 1 oltre a stupirci adesso darà anche un grande spettacolo nel futuro!




sabato 31 marzo 2018

#bestOf2018 #PianetiExtraSolari #ViaLattea
Un pianeta extra-solare ricoperto di ghiaccio ardente! Gliese 436b, o il pianeta "dal ghiaccio ardente", è una delle contraddizioni più esotiche della conoscenza umana. Tuttavia, questa apparente contraddizione non è del tutto infondata. Ecco svelati i segreti di questo eso-pianeta così fuori dal comune.

Ma iniziamo dall'inizio. Gliese 436b è un pianeta extra-solare (o eso-pianeta) che ruota attorno alla stella nana rossa Gliese 436, una stella del tutto simile al Sole a 30 anni luce dalla Terra, nella costellazione del Leone.

Gliese 436b ha una massa e un raggio molto vicini a quelli di Urano. La differenza tra questo pianeta e Urano è a la distanza sorprendentemente vicina alla stella attorno alla quale ruota Gliese 436b: circa 3 milioni di chilometri.
Abbiamo parlato molto di urano in questo articolo: i misteri di Urano. Qui puoi scoprire la sua atmosfera e il mistero della sua posizione.
Anche se questa può sembrare una grande distanza, se la immergiamo nel Sistema Solare scopriamo che Mercurio, il pianeta più vicino al Sole e che subisce temperature talmente roventi da fondere il piombo, è a quasi 58 milioni di chilometri dal Sole.
Riuscite a comprendere quanti pochi siano 4 milioni di chilometri?
Glise 436b è praticamente attaccato alla sua stella!
E le stranezze non sono finite qui: Glise 436b sembrerebbe possedere anche una immensa coda simile a quella delle comete, ma ampia circa 50 volte le dimensioni della stella madre!


Ma torniamo alla cosa veramente strana di questo pianeta: la sua superficie ghiacciata nonostante la sua strettissima vicinanza alla propria stella.
Siamo abbastanza sicuri che il pianeta "dal ghiaccio ardente" si trovi così vicino alla sua stella perché le osservazioni attraverso il metodo del transito hanno stimato un periodo di rivoluzione intorno alla sua stella di solamente 2,5 giorni terrestri.
E per avere questa altissima velocità la sua vicinanza deve quasi sicuramente essere quella.
Quindi, la temperatura superficiale di Glise 436b è di circa 450 gradi Centigradi.
Ma il punto di ebollizione dell'acqua è 100 gradi C, dunque come è possibile che attraverso le osservazioni spettroscopiche sia stata rilevata la presenza di ghiaccio?

Prima di tutto bisogna tener presente la posizione, le dimensioni e la massa del pianeta.
Per esempio, se Glise 436b fosse principalmente composto da gas come l'idrogeno e l'elio, il suo raggio sarebbe stato simile a quello di Giove, se non più grande.
D'altra parte, se i suoi principali costituenti fossero forme solide di roccia e metallo, le sue dimensioni sarebbero paragonabili a quelle della Terra, di Venere e di Marte.
Appena scoperto, l'ipotesi più accreditata era che il pianeta fosse un grande gigante gassoso, come Giove appunto, o forse anche più grande.
Si pensava anche che il pianeta si fosse formato molto più lontano dalla sua posizione attuale e che sia poi migrato verso la stella fino a raggiungere la sua elevata vicinanza. Questo avvicinamento e la conseguente influenza gravitazionale avrebbe provocato l'espulsione degli strati esterni di idrogeno verso la stella madre, riducendo così il diametro del pianeta alle sue dimensioni attuali.
Ma questa teoria fu accantonata una volta calcolato il raggio di Gliese 436b. Si comprese così che la presenza di strati di idrogeno ed elio erano necessari per spiegare un raggio planetario simile a quello di Urano.

Adesso gli gli astronomi e i planetologi hanno concluso che il ghiaccio presente su Gliese 436b è mantenuto solido a causa dell'enorme forza gravitazionale proveniente dal nucleo del pianeta.
Questa forza gravitazionale e la pressione, come avviene per i giganti gassosi del Sistema Solare, si intensificano sempre più a mano a mano che si scende in profondità, impedendo così all'acqua di evaporare come fa sulla Terra.

Oggi sappiamo che l'acqua può avere altri stati oltre alle tre forme più comunemente note sulla Terra. E l'acqua sul "pianeta dal ghiaccio ardente" è soggetta a condizioni che la rendono molto più densa del ghiaccio familiare che troviamo sul nostro pianeta.
Secondo le ipotesi dei planetologi lo stato dell'acqua su questo pianeta sarebbe quello di "Ice VII", cioè una forma di ghiaccio prodotta non dal freddo ma dalla forte compressione dell'acqua. Così, proprio come il carbonio si trasforma in diamante quando esposto a grandi quantità di temperatura e pressione, l'acqua di Gliese 436 b si trasformerebbe in ghiaccio, che però a causa della vicinanza alla stella madre, sarebbe estremamente caldo, rendendo il pianeta Glise 436b uno dei più affascinanti corpi celesti di cui siamo a conoscenza.

Gliese 436b, il pianeta che arde il ghiaccio, sarebbe quindi composto da un nucleo solido roccioso circondato da un altissimo strato di ghiaccio VII, ovvero acqua allo stato solido causato dalla forte compressione gravitazionale. Questo strato solido sarebbe grande quasi come il pianeta Urano e costituirebbe la maggior parte del diametro planetario.
L'altissima temperatura che subisce la faccia esposta alla luce della vicinissima stella madre, renderebbe bollente questa superficie ghiacciata. Sopra a alla superficie ghiacciata di Glise 436b c'è poi una vasta atmosfera di idrogeno, Elio e idrocarburi vari. E questa atmosfera non farebbe altro che aumentare il calore presente sulla superficie ghiacciata durante le ore diurne!

L'universo pullula di oggetti e spettacolari, che siamo fortunati a conoscere, grazie ai miglioramenti nella tecnologia spaziale. In effetti, Gliese 436b è stato classificato come uno dei pochi pianeti che batte la fantascienza.
Distanza dalla terra:30 anni luce
Costellazione:Leone
Stella madreGlise 436, nana rossa
Distanza dalla propria stella3 milioni di km
Dimensione:Urano/Nettuno
Tempo di percorrenza orbitale2,5 giorni terrestri

martedì 20 marzo 2018

#bestOf2018 #BigBang #Tempo #Universo
Il Big Bang, l'istante della creazione. Quell'istante che ha cambiato tutto. Un'istante, ma prima di questo instante?

Nel Big Bang, tutta la materia dell'universo si è espansa a partire da un granello di materia incredibilmente caldo e infinitamente denso: la singolarità.
Ma cosa è successo prima?
La risposta a questa domanda richiede una visione molto pragmatica dell'universo, ma secondo molti scienziati è allo stesso tempo molto semplice. Stephen Hawking ne ha parlato spesso attraverso la teoria conosciuta come "teoria dello stato senza confini".

Benissimo, quindi? Cosa c'era prima del Big Bang? Cosa c'era prima che ci fosse qualcosa? Cosa c'è più a nord del polo nord?
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ma la vera domanda che dovremmo porci è: che cosa c'era prima della nascita del tempo? perché ricordiamocelo: assieme al bing bang non sono nate solo "cose": spazio, atomi, materia, energia ecc ecc, ma anche il tempo: una dimensione trainante nell' universo, nel nostro universo.
Quindi chiedersi cosa ci fosse prima del Bing Bang vuol dire soprattuto chiedersi cosa ci fosse prima della nascita del tempo. Ecco perché lo stesso Hawking paragona questa domanda alla domanda "Cosa c'è più a nord del polo nord?"
Ma la sua teoria, "la teoria dello stato senza confini", ci spiega anche un altro concetto legato a questa domanda. Forse questo concetto è un pochino più complesso, ma con una similitudine è più semplice.
La "teoria dello stato senza confini" ci invita ad immaginare per un attimo di vedere al contrario l'espansione dell'universo.
Come sappiamo, l'universo è in continua espansione. Per cui mentre lo guardiamo riavvolgersi nel tempo e andare al contrario, lo vedremo contrarsi e comprimersi sempre di più.
Dopo circa 13,8 miliardi di anni l'intero universo si ridurrà alle dimensioni di un singolo atomo!
Questa sfera subatomica contenente tutto l'universo è conosciuta come "singolarità". Questo punto è estremamente massiccio, caldo, e contiene una energia altissima.
E' un oggetto in cui le leggi della fisica e del tempo cessano di funzionare. E questo, lo riconosciamo, non è semplice da accettare.
Quindi anche il tempo come lo conosciamo, e cioè come susseguirsi di eventi, non esisteva prima che l'universo iniziasse ad espandersi.
Il tempo, semplicemente, anche se molto semplice non è da comprendere, prima del Big Bang non esisteva. Non esiste quindi un "prima del Big Bang". Non esiste un più a nord del polo nord.
Questa è la risposta di Hawking alla storica domanda "Cosa c'era prima del Big Bang?".

E qui arriva il vero punto caldo della "teoria dello stato senza confini" di Stephen Hawking. Piuttosto che concentrarci sull'istante prima del Big Bang, dobbiamo riflettere sul fatto che la freccia del tempo si riduce all'infinito mentre l'universo diventa sempre più piccolo.
Questo ce lo insegna in maniera indiretta la teoria della relatività di Albert Einstein: Più ci troviamo vicini ad un oggetto di grande massa, e più il nostro tempo rallenta. Più massiccia è la massa di questo oggetto, e più il tempo rallenterà.
Quindi in presenza della singolarità contenente tutto il nostro universo riavvolto, il tempo rallenterà in maniera infinita, senza mai raggiungere un chiaro punto di partenza.
E' probabile che durante il nostro esperimento non riusciremo mai ad arrivare alla situazione zero, semplicemente perché il tempo sarebbe infinitamente lento, "non avrebbe limiti" appunto.

Concetti difficili, ma Hawking con parole semplici ci ha detto che prima del Big Bang il tempo si è avvicinato sempre più ad essere un nulla senza mai riuscire raggiungerlo.

Forse il Big Bang è stato un evento finale di un altro tempo, di un altro universo. Forse la materia che conosciamo è il risultato della trasformazione della materia che esisteva in questo altro universo prima del Big Bang.
Appare logico pensare che, se il nostro universo come lo conosciamo non esisteva prima del Big Bang, così anche il tempo, come lo conosciamo che lo governa non esisteva.
Nei prossimi approfondimenti esploreremo altre teorie altrettanto valide sul pre Big Bang, ma sicuramente parlando di questo tema è fondamentale dare dare molto peso alle parole "come lo conosciamo".

martedì 13 marzo 2018

#bestOf2018 #Nebulose #Stelle #ViaLattea

Cosa sono i globuli di bok?

I globuli di bok sono delle zone estremamente buie. Sono sempre stati, fin dal giorno della loro scoperta, tra gli oggetti più misteriosi e meno conosciuti dell'universo. Il loro mistero e il loro fascino sono dovuti al fatto che è difficile capire cosa si celi al loro interno. Le nuove tecnologie però hanno permesso di dare uno sguardo un po più chiaro all'interno dei loro misteri.

Ma iniziamo dal principio, I globuli di Bok sono nuvole molecolari molto compatte e isolate, che appaiono come piccoli globuli scuri all'interno di nebulose diffuse molto estese, come pad esempio i pilastri della creazione nella nebulosa Aquila o nella estesissima zona nebulare nella costellazione di Orione di cui m42 è solo una piccola parte.
Abbiamo parlato delle nebulose diffuse in questo nostro approfondimento: Nebulose diffuse, ricordi dell'universo primordiale

La dimensione dei globuli di bok va di solito da 1 a 3 anni luce, risulta quindi evidente che solo i più vicini sono ben osservabili.
La massa de globuli di bok invece è molto varia. Secondo i cosmologi dalle 15 alle 60 masse solari. Quando superano questa massa si parla nel senso più classico di nebulose oscure, che sono molto più estese.
Questi oggetti sono luoghi davvero estremi, con temperature che vanno oltre il glaciale: infatti la temperatura dei globuli di bok tocca i -260° C.In poche parole i globuli di bok sono tra gli oggetti celesti più freddi conosciuti.
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A volte capita che i margini di questi meandri nebulari bui e freddi vengano ionizzati dalle stelle vicine. Spesso queste stelle sono appena nate dalla nebulosa madre in cui si trova l'ovulo di bok, e sono quindi stelle molto giovani e cariche di energia.
Il risultato è uno spettacolare anello luminescente che circonda l'ovulo di bok rendendolo unico.
Nella foto qui sotto vedete uno esempio di questo fenomeno: si tratta di un ovulo che si trova all'interno della nebulosa Carena, soprannominato "bruco" per il suo aspetto.
Appare evidente che lungo il perimetro, l'ovulo scuro sia delimitato da una zona molto luminosa che risplende addirittura rispetto alla nebulosa sullo sfondo.


Ma perché i globuli di bok sono così scuri e gelidi?
La risposta a questa domanda è nella composizione dei globuli. All'interno dei globuli di bok non è presente solamente del gas, ma troviamo anche una importante presenza di polvere.
La densità interna di queste zone è piuttosto elevata rispetto ai valori tipici dello spazio interstellare e della nebulosa ad emissione circostante.
Per questo motivo i globuli di bok assorbono e disperdono la luce della nebulosa o delle stelle che hanno attorno, e questa non riesce a penetrarli. Di conseguenza appaiono scuri e freddi.
Com l'avvento delle nuove tecnologie osservative che ci permettono di esplorare questi oggetti anche a lunghezze d'onda differenti, le cose sono un po' cambiate e i cosmologi oggi sono in grado di penetrare leggermente questi meandri usando le osservazioni nell'infrarosso.
Queste osservazioni hanno lasciato la comunità scientifica sorpresa, e hanno confermato la teoria che già Bart Bok, scopritore di questi oggetti, aveva approcciato nel 1940: All'interno dei globuli di bok stanno nascendo delle proto-stelle.

Ma come facciamo ad esserne certi della formazione stellare?
Il processo di formazione stellare oggi è ormai abbastanza noto ai cosmologi. Noi oggi non ne entreremo nel merito perché ne parleremo più a fondo in un approfondimento che è già in fase di scrittura, ma il collasso gravitazionale che avviene all'interno dei globuli di bok lascia due firme indelebili: Forti emissioni di carbonio, e flussi energetici bipolari.

I cosmologi sono stati in grado di osservare queste due caratteristiche nella maggior parte dei globuli di bok che conosciamo.
In questo approfondimento: La nascita di una stella in diretta potete scoprire, ma soprattutto veder evolversi, una delle più grosse manifestazioni di flusso energetico bipolare generato da una proto-stella

Ma le cosa più sorprendente è che in alcun casi le osservazioni all'infrarosso, quindi capaci di percepire oggetti a bassissime temperature, hanno messo in luce flebili corpi ancora molto deboli sia in termini di luminosità che di calore, all'interno della quale non si è ancora accesa la miccia della combustione nucleare: delle vere e proprie proto-stelle in uno stadio precedente a quello di stelle.

I globuli di bok sono oggetti straordinari: zone riservate, angoli privati all'interno di nebulose luminose dove piccole stelle come il sole stanno per venire alla luce. Sono come dei bozzoli dove una bellissima farfalla termina la propria metamorfosi prima di mostrarsi al mondo in tutti i suoi colori e la sua bellezza.
Le loro dimensioni, inferiori ai 3 anni luce, si allineano benissimo con quelle che potrebbero poi essere le dimensioni di un sistema stellare. Basti pensare che le dimensioni del nostro Sistema Solare arrivano a raggiungere i due anni luce.
Questo ci fa sognare, perché quando ne guardiamo uno su una lastra fotografica è come se stessimo guardando il Sole ed il Sistema Solare nei primissimi attimi della loro formazione.



giovedì 18 gennaio 2018

#bestOf2018 #Marte #SistemaSolare
Il più grande canyon del Sistema Solare taglia in due il pianta Marte lungo l'equatore. La Valles Marineris si estende per oltre 3.000 km, è larga fino a 600 chilometri. Con i suoi 8 Km di profondità rappresenta un vero capolavoro della natura in fatto di canyon.
In confronto, il Grand Canyon in Arizona, sulla Terra, è uno scherzo: lungo 800 km, largo 30 km e profondo 2 km.


Se questo mostruoso canyon si trovasse sulla Terra, si estenderebbe lungo tutti gli Stati Uniti, da Los Angeles alla costa atlantica.
E' talmente grande che dalla Terra, attraverso un telescopio lo si può vedere come una cicatrice scura sulla superficie del pianeta.
Immaginatevi una lunga crepa suol suolo di Marte lunga come 3 volte l'Italia, larga come metà della nostra nazione, e profonda come.... come ciò che vedreste se vi trovaste in cima al monte K2 e guardaste verso il mare!!

L'origine di Valles Marineris rimane sconosciuta, anche se un'ipotesi dominante afferma che sia una crepa originatasi miliardi di anni fa quando il pianeta si è raffreddato.

Recentemente, sono stati identificati diversi processi geologici nel canyon.
In realtà non si parla di un solo canyon, ma di un sistema formato da tanti canyon e depressioni.
Ne sono alcuni esempi le due formazioni parallele Ius e Tithonium, che si estendono dal limite ovest verso est e contengono flussi di lava.

Ci sono poi le voragini Melas, Candor e Ophir. Queste contengono materiale eroso e ceneri vulcaniche. Il fondo dell'abisso di Melas contiene il punto più profondo di tutta la Valle Marineris.

Ci sono anche valli delimitate da depositi stratificati e ben definiti. Ne è un esempio la depressione Coprates. Questo è il canyon più basso di tutta la Valle Mariners. Una volta questa regione ha probabilmente ospitato laghi isolati, e i depositi che vediamo oggi possono essersi formati da frane o materiale portato dai forti venti che un tempo soffiavano su Marte, dopo che i laghi si sono asciugati.

In questo canyon sono presenti anche alcuni vulcani, anche se sono piccoli rispetto al maestoso Olympus Mons. Si tratta più che altro di piccoli conici vulcanici che hanno altezze di soli 400 metri. Sono stati scoperti soltanto recentemente con le telecamere ad alta risoluzione montate sulla Mars Express, una delle sonde orbitanti attorno al pianeta.

Con l'aiuto delle sonde sono venuti alla luce anche dettagli morfologici come zone di rigonfiamento della lava solidificata causata dall'iniezione sotto alla crosta indurita di lava più recente. Queste formazioni assomigliano molto a cioò che vediamo anche in alcuni campi di lava sulla Terra.
In termini geologici, questi coni vulcanici sono molto giovani, hanno un'età che va soltanto dai 200 milioni ai 400 milioni di anni. Ciò è sorprendente, dato che la maggior parte del vulcanismo marziano si è verificata circa 3,5 miliardi di anni fa.

Il sistema Valles Marineris sembra sfociare nella regione Chryse, una delle regioni più basse su Marte.
Questa zona è una enorme depressione che si trova a nord del canyon, ha un diametro di 1.500km (più grande dell'Italia), e si trova 2,5 km sotto all'altitudine media di Marte, quello che sarebbe il livello del mare se ci fosse.
Nel passato qualsiasi acqua proveniente dalla Valles Marines potrebbe essere finita in questa depressione e potrebbe aver creato un lago o un oceano antico.

L'ESA, Agenzia Spaziale Europea, usando le immagini ad alta risoluzione della sua sonda orbitante attorno al pianeta rosso ha generato il video che vi proponiamo qui sotto. In questo video "potrete volare" all'interno della zona più a est di quello che è a tutti gli effetti il canyon più grande e profondo del sistema solare: la Valles. Più sotto ancora invece, un video che vi da l'idea di questo canyon visto da sopra il pianeta.

Continuate a seguirci, in uno dei prossimi approfondimenti vi parleremo di come si è formato questo enorme complesso geologico marziano.


Lunghezza:3.000 km (3 volte l'Italia)
Larghezza:600 km (metà dell'Italia)
Profondità:8 Km (Come il monte k2)