mercoledì 25 luglio 2018

comete Sistema solare


Le comete sono tra gli oggetti più intriganti del sistema solare. La sonda Rosetta ha raggiunto la cometa 97P ed a confermato molte ipotesi su questi oggetti e svelando diversi segreti sulla superficie delle comete. Ecco una panoramica approfondita di alcune caratteristiche trovate sulla superficie della cometa P97P.
Potete trovare la prima parte di questo con tante altre scoperte sulle comete qui:Rosetta e 97P, tutti i segreti della cometa - parte 1
Su una scala di 15-25 metri, la superficie della cometa 97P sembra essere molto omogenea e dominata dalle polveri e da molecole ricche di carbonio ma in gran parte priva di ghiaccio.
Su scale più grandi, su molte pareti rocciose sono sono state viste molte fratture con orientamenti e direzioni casuali.
La loro formazione è legata ai rapidi cicli di riscaldamento e di raffreddamento che si verificano nel corso delle giornate che sulla 97P dura solo 12 ore. E' chiaro quindi che gli sbalzi di temperatura alla quale è sottoposta la superficie dall'estremo freddo all'estremo caldo sono molto frequenti. Inoltre la cometa ha un orbita che dura circa 6 anni e mezzo, e questo fa si che si trovi per periodi molto prolungati in zone del sistema solare estremamente fredde (lontana dal sole), e altri periodi in cui si trova in zone molto calde (perielio). Un particolare molto interessante è stato visto sulla zona del "collo" tra i due lobi, dove è presente un crepaccio lungo 500 metri.
Questo crepaccio assieme al fatto che in questa zona ci sono le maggiori emissioni di materiale che compongono la coda fa pensare ai planetologi che probabilmente in futuro la 97P potrebbe spaccarsi proprio in questo punto e tornare ad essere costituita da due oggetti separati.

Un'altra caratteristica che Rosetta a rivelato è la presenza di grandi fori cilindrici che hanno l'aspetto pozzi (immagine sotto). Sono stati localizzati su uno dei due lobi. Questi pozzi quasi perfettamente cilindrici sembrano scavati per raggiungere le profondità del nucleo.
Questi pozzi hanno un diametro medio di circa 200m e sono profondi dai 100 ai 250 metri.
Elaborando le immagini a falsi colori, e confrontando queste zone sia nei momenti distanti che vicini al sole, i planetologi sono giunti alla conclusione questi da questi pozzi fuoriesce la maggior parte del materiale che genera la coda.



E non è tutto. Le immagini della Rosetta hanno scorto anche un altro ancora scientificamente ancora più interessante. Questo pozzo presenta sui bordi e sulle pareti interne delle specie di bolle solidificate. Perdonateci il paragone ma l'effetto è lo stesso che si ha guardando le pelle di una gallina spennata, o sulla pelle del braccio quando abbiamo la "pelle d'oca".
Queste conformazioni sembrano avvalorare la teoria con la quale oggi spieghiamo la formazione delle comete, e cioè che siano il risultato di un lungo agglomeramento di frammenti "avanzati" dalla formazione dei pianeti.

Durante le fasi di avvicinamento al sole la sonda Rosetta è riuscita anche a misurare il tasso di evaporazione che ha subito la 97P e ha calcolato che nei primi periodi di risveglio della coda la cometa perde circa 0,3 litri di acqua al secondo. Le cose ovviamente cambiano di molto nel periodo in cui la 97P si trova nei pressi del perielio: li la quantità di acqua che si riversa nella coda è di 1,5 litri al secondo che, come abbiamo già detto poco sopra, fuoriescono principalmente dalla zona del collo!

L'acqua che fuoriesce dalla cometa è accompagnata anche da altri gas, tra cui monossido di carbonio e anidride carbonica.
Osservando il fenomeno di formazione della coda da così vicino, Rosetta è riuscita a calcolare il rapporto della sua composizione tra gas e polveri, stimando che la massa dispersa nello spazio è costituita per 4/5 da polveri e da 1/5 da gas. La sonda ha anche monitorato il movimento dei granelli di polvere attorno alla cometa e li ha classificati in due distinte popolazioni.
Mentre la prima popolazione è composta da tutte quelle polveri che escono dalla cometa e si riversano nella cosa, la seconda popolazione rimane sospesa in orbita attorno alla cometa andando a costituire una sorta di atmosfera polverosa e molto rarefatta. Si pensa addirittura che le polveri più lontane siano rimaste in orbita dall'ultimo perielio della cometa.

E per finire veniamo alla composizione della cometa 97P.
La Rosetta ha riscontrato sulla superficie della cometa non solo la presenza di ossigeno, metano, vapore acqueo, monossido di carbonio e anidride carbonica. Ma anche acetilene, alcol, ammoniaca, amminoacidi, idrogeno solforato, metano e formaldeide. Tutte sostanze chimiche piuttosto tossiche e disgustosamente maleodorante.
Per cui... quando l'uomo passeggerà su una cometa, dovrà tenersi stretta una mascherina!

Potete trovare la prima parte di questo con tante altre scoperte sulle comete qui:Rosetta e 97P, tutti i segreti della cometa - parte 1

Tipo:Perseo
Origine stimata:Cintura di Kuiper
Periodo orbitale:11 anni
Dimensioni8km x 6kn | 21,4 km cubici
Massa10 miliardi di tonnellate
Densità:470 kg per metro cubo
Tasso di evaporazione:0,3 | 1,5 litri al secondo
ComposizionePolvere: 4/4 | Gas: 1/5
Composizione chimicaossigeno, metano, vapore acqueo, monossido di carbonio e anidride carbonica, acetilene, alcol, ammoniaca, amminoacidi, idrogeno solforato, metano e formaldeide


mercoledì 9 maggio 2018

ammassi stellari stelle via lattea

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 14 aprile 2018

esplorazione Giove Sistema solare

Le ultime scoperte su Giove

Una visione 3D dei cicloni del polo nord di Giove e una mappa dettagliata del campo magnetico. Ecco i progressi della sonda Juno sullo studio del re del Sistema Solare.

La sonda Juno è stata lanciata verso Giove il 5 agosto 2011. Il 5 luglio 2016, dopo 5 anni di viaggio interplanetario, è arrivata a destinazione ed ha iniziato ad inviare dati preziosissimi sul re dei pianeti.
Nonostante il termine della sua missione sia stata stimata per il febbraio 2018, la sonda sta ancora continuando ad inviare dati!
Oggi, Aprile 2018, ha compiuto circa 200 milioni di chilometri nell'orbita di Giove.

Quello che vi mostriamo oggi in questo video della NASA rappresenta i progressi compiuti dai planetologi nello studio dell'atmosfera di Giove.


In particolare stiamo guardando una visione 3D dell'atmosfera sopra al polo nord del pianeta, osservata nell'infrarosso. Questa visione consente di riprendere i segnali delle temperature provenienti dalle nubi del pianeta.
In questa regione ci sono cicloni anticicloni molto densi e ravvicinati. Le immagini in 3D di questi cicloni hanno una profondità che arriva fino a 70 chilometri sotto al limite superiore delle nubi.
E' evidente che il polo nord di Giove è dominato da un ciclone centrale circondato da ben otto cicloni circumpolari.
Le dimensioni di questi cicloni? vanno dai 4.000 a 4.600 chilometri, stranamente hanno estensioni simili ai grandi cicloni tropicali che si verificano sulla Terra.
Le aree gialle sono più calde e quindi più profonde nell'atmosfera di Giove, e hanno temperature di -13° C. Invece le aree scure sono più fredde e più ad alta quota nell'atmosfera: li la temperatura è di -83° C.
Prima che Juno raggiungesse il pianeta, non avevano idea di come fossero i poli di Giove, perché la sua angolazione non ci permette dalla terra una visuale favorevole. Ma con i sorvoli ravvicinati sopra i poli ad una distanza così ravvicinata, l'umanità sta raccogliendo immagini a infrarossi che permetteranno di studiare nel dettaglio i modelli meteorologici polari del più grande pianeta del Sistema Solare.



Juno sta anche iniziando a rivelare come siano gli strati più interni della straordinaria atmosfera Geoviana e quali siano i meccanismi che guidano la rotazione delle grandi bande che osserviamo da decenni dalla Terra.
Juno ha confermato che queste grandi fasce ruotano a velocità diverse e variabili, e ha misurato la loro estensione per circa 3.000 chilometri.
Nelle bande l'idrogeno diventa abbastanza conduttivo da essere trascinato in una rotazione quasi uniforme all'interno di ognuna di esse dal potente campo magnetico del pianeta.

Gli stessi dati usati per analizzare la rotazione di Giove contengono informazioni sulla struttura e sulla composizione interna del pianeta.
Nel secondo video che vi proponiamo, pubblicato dai ricercatori NASA, è stata ricostruita una visione dettagliata del motore che alimenta il campo magnetico di Giove.
Le osservazioni di Juno stanno permettendo la costruzione di un modello per rappresentare il campo magnetico partendo dalle misurazioni effettuate durante otto orbite della sonda.
Da queste osservazioni sono state costruite mappe sia del campo magnetico in superficie che nelle regioni più profonde, dove i planetologi pensano che abbia veramente origine il campo.
Va sottolineato che siccome Giove è un gigante gassoso, per "superficie" si intende il raggio esterno della sua atmosfera, che è di circa 71.450 chilometri.

Queste mappe hanno rivelato irregolarità del campo magnetico inaspettate. Regioni con un'intensità sorprendente affiancate da regioni ad intensità molto più modesta.
Inoltre grazie a Juno sappiamo che il campo magnetico di Giove è più complesso nell'emisfero settentrionale che nell'emisfero meridionale.
Circa a metà strada tra l'equatore e il polo nord si trova un'area in cui il campo magnetico è intenso e positivo. Questa zona però è immersa in aree meno intense e di segno negative.
Nell'emisfero meridionale, invece, il campo magnetico è costantemente negativo, e diventa sempre più intenso a mano a mano che ci spostiamo dall'equatore verso il polo.
Le aree rosse nel video mostrano le linee del campo magnetico che emergono dal pianeta, mentre le aree blu mostrano dove il campo magnetico si tuffa nuovamente nel pianeta.
E' facile notare come i punti in cui nasce il campo magnetico non abbiano per niente una disposizione regolare, ma siano comunque tutti molto prossimi al polo nord.
Diversamente, i punti in cui le fasce magnetiche tornano nel pianeta non si trovano solo nelle zone del polo sud, come ci si aspettava, ma anche nelle zone equatoriali.

Da cosa derivano queste differenze in un pianeta rotante che è generalmente considerato più o meno fluido? I planetologi stanno ancora lavorando a questo enigma e sicuramente Juno sarà loro di grande aiuto!

venerdì 13 aprile 2018

asteroidi Luna Sistema solare

Precisiamo, la quasi seconda luna della Terra. Il dubbio è venuto alla NASA stessa osservando uno strano corpo celeste che sembra orbitare attorno alla terra oltre alla Luna.
Stiamo parlando di 2016-HO3, un asteroide avvistato e scoperto dalla NASA durante le ricerca di asteroidi a rischio impatto per la Terra.
Si tratta di un asteroide davvero molto difficile da osservare e studiare: infatti sebbene il diametro di 2016-H03 non sia ancora molto chiaro, sarebbe però compreso tra i 40 metri e gli 80 metri.
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Secondo le osservazione del "centro di osservazione degli oggetti vicino alla Terra" (NASA cneos), durante i periodi di massimo avvicinamento al nostro pianeta , 2016-H03 raggiunge una vicinanza pari a 56 volte la distanza Terra Luna. Non è poi così vicino.
La magnitudine di 2016-H03 invece è di circa 22! Per farvi capire quanto debole sia la sua luminosità pensate che le stelle più deboli visibili ad occhio nudo, in cieli molto scuri e senza inquinamento luminoso, hanno una magnitudine pari a 5. Le stelle invece più deboli che si riescono a vedere con un binocolo arrivano fino a 9. Plutone, che si trova ai margini della zona planetaria del Sistema Solare, raggiunge una magnitudine di 16.
Scopri i confini del sistema solare qui: quanto è grande il Sistema Solare. Scoprirai anche che Plutone "non è affatto lontano".
Ecco perchè si tratta di un oggetto così difficile da osservare, stiamo parlando di un asteroide grande come un campo da calcio, distante da noi 56 volte la luna, luminoso molto meno di Plutone.
Volete osservarlo? trovate le coordinate aggiornate a questo indirizzo.

Ma perché la NASA stessa ha battezzato 2016-H03 come "quasi luna" ?
In realtà, pur essendo uno stretto compagno della Terra, questo asteroide ruota attorno al Sole come tutti gli altri, e non intorno alla Terra.
La sua orbita però si accosta molto all'orbita terreste, e mentre la percorre, 2016-H03 viene fortemente perturbato dal nostro pianeta a causa della sua vicinanza e della sua posizione.
Questo fa si che oltre a ruotare attorno alla nostra Stella, 2016-H03 ruoti apparentemente anche attorno al nostro pianeta.
Come è possibile tutto ciò? Ce lo spiega molto chiaramente e senza tante parole questa animazione realizzata dalla Nasa.


Diametro:40 / 80 metri
Distanza:56 volte Terra-Luna
Magnitudine:22
Periodo di rotazione:1 anno

sabato 7 aprile 2018

ammassi galattici big bang galassie universo

cosa sono i vuoti cosmici?

Zone dell'universo dove inspiegabilmente manca la materia! Zone dell'universo che sfidano le attuali leggi cosmologiche e le teorie sul big bang. Cosa sono? dove sono? e come si sono formati?

I vuoti dell'universo sono zone in cui manca la materia. In queste zone il numero di galassie è molto inferiore alla norma o per lo meno a quanto ci si aspetterebbe guardando altrove. Un particolare degno di nota, e che i cosmologi non sono ancora riusciti a spiegare, è che le pochissime galassie presenti in questi vuoti hanno una forma tubolare e allungata.
Al di la del nome che potrebbe trarre in inganno, non sono quindi zone assolutamente prive di materia ma con una bassissima distribuzione di questa.
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Ovviamente su scale galattiche ed extra-galattiche una distribuzione estremamente bassa di materie e di galassie da luogo a grandi spazi vuoti, più grandi di quelli che ci sono tra una galassia e l'altra all'interno di un ammasso di galassie.
Avete presente i filamenti galattici che tengono assieme la tela cosmica formata da ammassi di galassie e super ammassi? i vuoti cosmici sono quelle zone tra i filamenti dove sembra non esserci nulla.
Abbiamo parlato approfonditamente qui delle ultime scoperte sui filamenti galattici


I Vuoti e i grandi vuoti dell'universo risultano essere estremamente bui ma anche estremamente freddi e i cosmologi hanno preso coscienza della loro esistenza osservando il cielo ai raggi infrarossi, capaci di mettere in risalto le zone dell'universo più calde e quelle più fredde.
In questo modo i cosmologi studiano il così detto CMB (fondo a microonde cosmico).
Il fondo a microonde cosmico è un'impronta delle radiazioni a microonde generatasi appena 379.000 anni dopo il Big Bang.
Questa impronta ci fa vedere com'era l'universo nella sua età primordiale, ed è la visione più antica che abbiamo dell'universo.

ma ora parliamo di un paio di vuoti enormi, chiamati super vuoti, e che lasciano ancora oggi i cosmologi senza risposte.
Il primo lo troviamo nella costellazione dell'eridano, scoperto nel 2004 analizzando la radiazione di fondo usando il telescopio spaziale WMAP della NASA.
E' una zona in cui la temperatura media si aggira appena sui 3 gradi sopra allo zero assoluto! Si trova a quasi 2 miliardi di anni luce dalla terra e al suo interno mancano all'appello circa 10.000 galassie, e quindi una equivalente quantità di materia. In termini percentuali troviamo circa il 30% in meno della materia che troveremmo mediamente in altre zone dell'universo con la stessa dimensione.
Anche se la teoria del Big Bang consente aree più fresche e più calde, la dimensione di questo vuoto però fatica ad adattarsi ai modelli previsti. In poche parole, è troppo grande per esistere, quindi i cosmologi stanno ancora cercando di spiegarne l'esistenza.
Questa zona è stata studiata non solo nello spettro dell'infrarosso ma anche sulla parte radio dello spettro. Lo studio radiofonico ha scoperto un numero insolitamente basso di sorgenti radio in tutta l'area del Vuoto, infatti le emissioni radio provenienti da questa zona sono del 45% inferiori alla media delle altre zone dell'universo.

Un altro esemplare di queste zone si trova nella costellazione del Boote.
Si trova a circa 700 milioni di anni luce dalla Terra e ha una forma sferica che i cosmologi hanno stimato avere un diametro di 250 milioni di anni luce: pensate, circa lo 0,27% del diametro dell'universo osservabile!
Al suo interno la materia è pochissima, in una sfera immaginaria larga 250 milioni di anni luce sono presenti all'incirca soltanto 60 galassie.
Per fare un paragone più comprensibile sarebbe come trovare 95 chilometri quadrati di città in una zona della terra più grande degli Stati Uniti (e stiamo parlando solo di due dimensioni).
Solo per fare un confronto, la nostra Via Lattea ha nel suo circondario circa 30 galassie in uno spazio di appena 3 milioni di anni luce.
Allo stesso modo il vuoto di Bootes dovrebbe contenere circa 10.000 galassie considerando che la distanza media tra le galassie altrove nell'Universo è di qualche milione di anni luce.
Se la Via Lattea si trovasse al centro di questo vuoto, non avremmo visto né scoperto altre galassie fino all'avvento dei più moderni telescopi!


Ma come si sono formati questi super vuoti cosmici?
I cosmologi hanno ancora le idee tuttaltro che chiare su come questi vuoti possano esistere, ed il motivo è molto semplice.
Le simulazioni computerizzate suggeriscono che vuoti più piccoli, molto più comuni nell'universo, siano causati dalle galassie che si avvicinano l'una all'altra a causa dell'attrazione gravitazionale. Questo fa sì che le regioni limitrofe si svuotino e, poiché il processo è auto-rinforzante, tende a formare vuoti sempre più grandi.

Per capire meglio questo concetto bisogna fare un salto indietro fino ai primordi del del tempo e dello spazio.
Subito dopo il Big Bang infatti, non c'erano stelle, galassie o ammassi di galassie. L'universo era solo un brodo di materia più o meno omogeneo. Non essendo perfettamente omogeneo quindi c'erano delle piccole fluttuazioni di densità: delle imperfezioni.
Dunque in alcuni punti la materia era più densa e in altri meno. Dove la materia era più densa, c'era anche più gravità, viceversa dove la materia era meno densa c'era meno gravità.
Nel tempo le zone più dense e con più gravità hanno iniziato ad agglomerarsi formando le proto-galassie.
Di fatto le zone dell'universo più ricche di materia sono cresciute su scale caratteristiche, determinate non solo dalla gravità, ma anche da altre proprietà dei gas che le costituivano.
Il risultato è che l'aggregazione si è manifestata su scale caratteristiche e ben precise. Le galassie hanno dimensioni tipiche. Gli ammassi di galassie hanno dimensioni tipiche e simili. I cosmologi hanno osservato una distribuzione statistica di tutto ciò, e questa distribuzione è stata confermata dai modelli di simulazione.
Ma proprio qui nascono i dubbi e le perplessità dei cosmologi perché tutto questo, però, non spiega l'esistenza di vuoti così enormi come quelli dell'Eridano e del Boote. Infatti secondo i cosmologi, da quando è nato l'universo, non c'è stato abbastanza tempo per la forza di gravità per "svuotare" quantità di spazio così grandi!

sabato 31 marzo 2018

Pianeti extrasolari via lattea
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

domenica 25 marzo 2018

comete esplorazione Sistema solare


Le comete sono tra gli oggetti più intriganti del sistema solare. La sonda Rosetta ha raggiunto la cometa 97P ed a confermato molte ipotesi su questi oggetti e svelando diversi segreti sulla superficie delle comete. Ecco una panoramica approfondita di alcune caratteristiche trovate sulla superficie della cometa P97P.

La sonda Rosetta ha sorvegliato la cometa 97P durante il suo percorso verso il sole, imparando come il suo comportamento cambia quotidianamente e come si evolve la sua superficie mentre interagisce con il vento solare.
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Dopo aver raggiunto la cometa 97P, La sonda Rosetta iniziò immediatamente a raccogliere dati da inviare sulla Terra.
Ha rivelando una notevole serie di caratteristiche superficiali della cometa e molti processi che contribuiscono alla sua attività, dipingendo un quadro complesso della sua evoluzione.
Abbiamo parlato più in generale delle comete in questo nostro approfondimento: Cosa sono le comete e perché hanno due code.
La cometa, come ormai sappiamo dalle numerose immagini che si sono diffuse su internet, ha una forma piuttosto irregolare configurata dalla presenza di due lobi, uno molto più grande dell'altro, collegati da un collo molto più stretto.
Questa forma la classifica come cometa "binaria a contatto". Il termine indica che un tempo, al posto del nucleo della cometa 97P, ci sono stati due oggetti distinti e molto vicini l'uno all'altro. Probabilmente orbitavano anche attorno ad un baricentro comune, rendendosi uno il satellite dell'altro. Con il tempo la bassa velocità di movimento e la leggerezza dei due corpi, li hanno portati a toccarsi e ad unirsi.

Come potete vedere nella galleria fotografica, se ci trovassimo sulla 97P sicuramente rimarremmo affascinati dalle impressionanti pareti rocciose che ci circonderebbero, e che in alcuni casi avrebbero forme alquanto bizzarre. Alzeremmo gli occhi e vedremmo un panorama ancora più esemplare delle Dolomiti. Gli scalatori di tutto il mondo darebbero un occhio alla testa per scalare pareti alte 4km ad una gravità quasi nulla.

Il lobo più piccolo misura 2,6 × 2,3 × 1,8 km, mentre il più grande 4,1 × 3,3 × 1,8 km. Nella sua globalità il nucleo della cometa 97P è lungo circa 4km, come il Monte Bianco, ed ha un volume di 21,4 km cubici.
Rimanendo in un ambito di numeri, la massa della cometa 97P è di circa 10 miliardi di tonnellate, ed ha una densità di 470 kg ogni metro cubo.
Questi numeri possono sembrare incomprensibili, ma si tratta di un corpo talmente leggero che se fosse fermo in un oceano galleggerebbe!

Le rilevazioni della sonda Rosetta confermano quello che i planetologi immaginavano circa la morfologia delle comete: la cometa 97P ha una struttura interna formata in predominanza da grumi di ghiaccio legati tra loro da accumuli di polvere. Sotto alla superficie ci sarebbero anche molte aree cave e vuote. Nel complesso questa morfologia da alla cometa una porosità del 70-80%.

Sulla superficie della cometa 97P, in base alla composizione della superficie, gli scienziati hanno identificato 19 regioni separate e con confini distinti. Queste zone sono state suddivise in cinque categorie di terreno di base:
  • superfici coperte di polvere;
  • Superfici fragili con pozzi e strutture circolari;
  • Superfici con depressioni su larga scala;
  • Superfici liscie;
  • Superfici più consolidate e simili a rocce.

Guardando le immagini inviate dalla sonda Rosetta ai planetologi è subito parso chiaro che gran parte dell'emisfero settentrionale è coperto di polvere.
Quando la cometa viene riscaldata, il ghiaccio sottostante si trasforma direttamente in gas che sfugge portando con se anche il pulviscolo, andando formare la coda e una lieve atmosfera.
La polvere viene trascinata insieme al gas a velocità più basse e le particelle che non viaggiano abbastanza velocemente da superare la debole gravità ricadono sulla superficie. Le zone più attive in questo senso sembrano essere quelle del collo, la zona che unisce i due lobi.
La presenza di queste emissioni è testimoniata anche da increspature simili a dune sulla superficie. Alcune pietre più grandi hanno anche generato delle "code di vento": facendo da ostacoli naturali al flusso di gas hanno creato strisce di materiale nella direzione 'sottovento'.

Osservando la cometa 97P da così vicino è emerso che la polvere che copre la cometa della cometa, in alcuni punti è spessa diversi metri e le misure della temperatura superficiale e del sottosuolo hanno messo in evidenza che questa polvere svolge un ruolo chiave nell'isolare l'interno della cometa della cometa dalle radiazioni solari, contribuendo a proteggere i ghiacci presenti sotto la superficie.

In alcune zone però questa coperture è più sottile, e in alcun casi sulla superficie è stato possibile vedere piccole aree di ghiaccio non coperte che affiorano fino in superficie. Sono aree molto piccole e risultano molto luminose per la riflessione che fanno della
Tipicamente, sono associate a superfici in cui si è verificato il collasso di materiale più leggero che ha lasciato spazio al ghiaccio sottostante.

Tipo:Perseo
Origine stimata:Cintura di Kuiper
Periodo orbitale:11 anni
Dimensioni8km x 6kn | 21,4 km cubici
Massa10 miliardi di tonnellate
Densità:470 kg per metro cubo
Tasso di evaporazione:0,3 | 1,5 litri al secondo
ComposizionePolvere: 4/4 | Gas: 1/5
Composizione chimicaossigeno, metano, vapore acqueo, monossido di carbonio e anidride carbonica, acetilene, alcol, ammoniaca, amminoacidi, idrogeno solforato, metano e formaldeide


martedì 20 marzo 2018

big bang 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

nebulose stelle via lattea

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.



martedì 20 febbraio 2018

buchi neri cielo profondo galassie quasar universo


La maggior parte delle galassie che conosciamo oggi ospita nel cuore un buco nero più o meno massiccio. Gli astrofisici già da tempo sospettavano che questa presenza potesse influenzare l'evoluzione della galassia ospitante, oggi ne hanno avuto una conferma grazie ad una nuova scoperta che riguarda il buco nero al centro di una piccola galassia: 3C 298.

L'influenza e la relazione di cui stiamo parlando è quella tra i buchi neri al centro delle galassie ed il tasso di formazione stellare della galassia ospitante.
Gli astronomi infatti hanno osservato una stretta relazione tra la formazione di nuove stelle in una galassia e le dimensioni stimate del buco nero nel suo centro. Ma questa era fino ad oggi solo una relazione statistica, e il motivo per il quale ciò accadesse era ignoto.
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I buchi neri, in questo caso quelli supermassicci, noti anche come quasar, sono oggetti molto particolari, e capire come influenzano la vita delle galassie è indispensabile per capire come potrebbe essere il destino dell'universo.
A questo nostro approfondimento potete capire meglio come sono fatti questi oggetti peculiari: come nascono i buchi neri.

In uno studio pubblicato sul "The Astrophysical Journal" è stata esaminata l'energia che circonda i potenti venti generati dal quasar al centro di una piccola galassia a 9,3 miliardi di anni luce dalla terra: la galassia 3C 298.
Studiare con attenzione questo quasar significa studiare qualcosa che è esistito nell'universo primordiale, quasi 10 miliardi di anni fa, ospitato da una galassia agli albori della sua esistenza.
Ciò significa che quello che vediamo accadere li, è probabilmente accaduto anche in molte altre galassie e le sue conseguenze sono quelle che vediamo in galassie molto più vicine e quindi in uno stadio evolutivo molto più avanzato.
Scopri cos'è davvero un quasar e perché, nonostante sia un buco nero, è così luminoso a questo approfondimento: I quasar, cosa sono e perché sono così luminosi?
Ma veniamo ora al punto della scoperta.
I buchi neri, come sappiamo, attirano inesorabilmente verso di loro i corpi celesti che sono nelle vicinanze. E non solo quelli nelle immediate vicinanze, ma con il passare dei millenni anche quelli più distanti.
Quando una stella inizia ad essere divorata da un buco nero, il suo gas ed il suo plasma precipitano vorticosamente e molto velocemente verso l'orizzonte degli eventi. In questa fase, e finché il predatore non ha terminato il suo banchetto, si dice che il buco nero sta crescendo attivamente, e sta accumulando enormi quantità di materiale.
Ora, mentre per definizione i buchi neri non emettono luce, il materiale gassoso che fagocitano viene invece riscaldato a causa della velocità con la quale precipita nel buco nero e raggiunge temperature estreme.
Questo fenomeno porta i buchi neri ad essere contemporaneamente tra gli oggetti più luminosi ed energetici dell'universo: conosciuti anche con il nome di quasar. In realtà questa luminosità non è da attribuire al buco nero stesso, ma appunto alla zona che lo circonda. Quella in cui il materiale sta vorticando vertiginosamente.

Ora veniamo alla piccola galassia 3C 298.
Questa galassia come abbiamo detto si trova ad una distanza di 9,3 miliardi di anni luce. E' una galassia molto giovane, non ancora del tutto sviluppata. Le sue dimensioni sono ridotte, con un diametro di 11.000 anni luce, ed ha una popolazione stellare molto ridotta a causa della sua gioventù.
Come potete vedere nelle immagini qui sotto, non presenta nessuna spirale e nessuna delle bellissime particolarità che osserviamo nelle galassie più vicine a noi e più sviluppate.
Però, nel suo centro galattico è presente un enorme quasar super massicio!

Cosa può dirci di così importante un oggetto apparentemente così privo di attrazione?
Bene, lo studio di cui sopra relativo al quasar presente al centro della galassia 3C 298 ha osservato proprio come l'enorme energia generata dal processo di accrescimento di un buco si disperda nello spazio circostante in forma di venti simili al vento solare.
La ricerca ha rivelato che i venti soffiano attraverso l'intera galassia e incidono sulla crescita delle stelle.
Questo fatto è molto rilevante, perché significa che i quasar, o buchi neri supermassicci, sono in grado di influenzare le stelle che si formano all'interno delle galassie anche a grandi distanze dal nucleo galattico.
Potete scoprire qui come da una nebulosa nascano centinaia di stelle grazie a perturbazioni gravitazionali o a spinte energetiche come queste. Nebulose diffuse: ricordi dell'universo primordiale.
Per arrivare al dunque, oggi le galassie vicine a noi, e che quindi si presentano con una età prossima ai nostri tempi, mostrano che la loro massa è strettamente correlata alla massa del buco nero supermassiccio che ospitano.
Lo studio di cui stiamo parlando indica però che 3C 298 non rientra in questa normale relazione. Infatti la galassia 3C 298 è 100 volte meno massiccia di quanto dovrebbe essere considerando l'enorme quasar che ospita.
Ora, non dobbiamo dimenticarci un'aspetto fondamentale: 3C 298 si trova a 9,3 miliardi di anni luce da noi, quindi la stiamo vedendo com'era 9,3 miliardi di anni fa: l'età dell'universo primordiale.
Questo implica che la massa del suo quasar era altissima già nell'infanzia della galassia, e che l'energia del quasar sarà quindi in grado di controllare la crescita della galassia.
Gli astrofisici sono convinti che se potessimo osservare questa galassia all'età dei nostri giorni, cioè dopo 9,3 miliardi di anni di sviluppo, questa dovrebbe apparirci molto meno povera di stella e assolutamente più simile alle bellissime galassie che osserviamo nell'universo a noi più prossimo.

Queste conclusioni fanno parte di un programma di studi molto più vasta sui quasar lontani e sull'impatto che ha la loro energie sulla formazione delle stelle e sulla crescita delle galassie e che potranno stupirci ancora nel futuro gettando sempre più luce sulle meccaniche che hanno sviluppato l'universo come lo vediamo oggi.

Nell'immagine qui di seguito vediamo la galassia 3C 298 in tutto il suo aspetto primordiale. Le stelle presenti sono davvero poco: tutto ciò che vediamo principalmente gas. Il colore verde evidenzia il gas della galassia carico di energia e che viene illuminato dal quasar. Il colore blu riprende il forte vento stellare del quasar che soffia attraverso l'intera galassia. I colori rosso e arancio rappresentano il gas molecolare freddo rilevato dai telescopi ALMA. Il buco nero supermassiccio si trova al centro, circondato dalla zona più luminosa: il disco di accrescimento.



In quest'altra immagine invece vediamo una mappa schematica della galassia.


mercoledì 31 gennaio 2018

comete Sistema solare
Le comete sono corpi piccoli e fragili. Grossi massi di roccia ricoperti di neve, le cui orbite possono essere lunghe anche più di un anno luce. Composte principalmente da una miscela di ghiaccio d'acqua, polvere e materiali a base di carbonio e silicio. Spesso hanno una forma irregolare. Le loro orbite molto ellittiche le portano dagli estremi esterni del Sistema solare fino poche migliaia di chilometri dal Sole.

Le comete sono parte del materiale rimasto dalla formazione dei pianeti.
Il nostro intero Sistema solare, comprese le comete, si è formato con il collasso di una gigantesca e diffusa nube di gas e polvere circa 4,6 miliardi di anni fa.
Potete trovare un approfondimento sul tipo di nebulose che ha formato il Sistema solare a questo link: Nebulose diffuse.
Gran parte della materia presente nella nebulosa si è fusa ed ha formato il Sole e i pianeti. Ma durante la formazione molte "briciole" sono rimaste sparse nel Sistema solare e hanno formato piccoli agglomerati di gas e polvere congelati.
Fino a poco tempo fa gli astronomi erano convinti che cioè fosse avvenuto nelle regioni più esterne del Sistema solare, dove le temperature erano abbastanza fredde da produrre ghiaccio. Stiamo parlando, come vedremo più avanti, della nube di Oort e della fascia di Kuiper.
Oggi però, in seguito alle ultime missioni Nasa e alle recenti osservazioni, sta prendendo forma una nuova teoria secondo la quale questi corpi si siano formati all'interno del Sistema solare e siano stati espulsi fuori in un secondo momento dalle perturbazioni gravitazionali dei pianeti giganti: Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Osservando una cometa possiamo distinguere tre parti principali: il nucleo, la chioma e la coda. Il nucleo rappresenta la parte solida, che sviluppa un chioma con una o più code quando la cometa si avvicina al Sole. 
La chioma è la nuvola polverosa e sfocata che si sviluppa attorno al nucleo della cometa quando questa si avvicina al Sole e l'acqua congelata inizia ad evaporare a causa del calore della nostra stella.

Come abbiamo accennato poco fa, le comete provengono da due regioni principali del Sistema solare molto lontane dalla terra: la fascia di Kuiper e la lontanissima nube di Oort. Potete scoprire dove si trovano in questo approfondimento sul Sistema solare: Quanto è grande il Sistema solare?

La loro provenienza le classifica anche in due categorie: comete di breve periodo e comete di lungo periodo.
Le comete di breve periodo sono comete che molto probabilmente provengono dalla fascia di kuiper, che pur essendo lontana si trova pur sempre più vicina della nube di Oort. Queste comete hanno orbite relativamente corte e impiegano a percorrerle non più di 200 anni. Ne sono esempi la cometa di Halley, con un periodo orbitale di 87 anni.
Gli astronomi stimano che la cintura di kuiper,  contenga almeno 200 milioni di oggetti, che si ritiene siano rimasti sostanzialmente immutati dalla nascita del Sistema solare 4,6 miliardi di anni fa.
Le comete a breve periodo si possono a loro volta dividere in due sotto classi: Le comete ti tipo "Halley", con un periodo orbitale che va oltre i 20 anni, e le comete di tipo "Gioviane": con un periodo inferiore ai 20 anni.

Le comete a lungo periodo invece hanno periodi orbitali maggiori di 200 anni. Ne è un esempio la favolosa cometa Hale-Bopp, che compie un giro completo intorno al Sole e si fa vedere dalla Terra ogni 4.000 anni. Queste comete a lungo periodo provengono dalla nube di Oort, da una distanza dalla terra che va da circa un anno luce fino a due anni luce. Avete capito bene, la metà della distanza che ci separa dalla stelle a noi più vicina: Alfa centauri.
Gli astronomi ritengono che che la nube di Oort sia una bolla di corpi e che si estenda per 50.000 volte la distanza dalla Terra al Sole.
Le comete che arrivano da questa distanza impiegano migliaia di anni per compiere la loro orbita e quindi generazioni e generazioni umane. Per gli astronomi sono di gran lunga le comete più interessanti da studiare perché rappresentano le tracce del Sistema solare primordiale.

Come abbiamo accennato sopra, i planetologi oggi ritengono che le comete abbiano avuto origine nella regione del Sistema solare tra Giove e Nettuno, e che siano poi state espulse dalla Nube di Oort da effetti fionda causati da incontri ravvicinati con i pianeti giganti.

Oggi, questi "detriti dormienti" che compongono la fascia di Kuiper e la nube di Oort vengono di tanto in tanto disturbati gravitazionalmente da pianeti, stelle vicine, o asteroidi nelle loro vicinanze.
Nella fascia di Kuiper la maggior sorgente di perturbazione è costituita dall'attrazione gravitazionale di Giove. Un'altra causa non meno frequente è l'avvicinamento di oggetti simili sempre all'interno della fascia di Kuiper.

I detriti che invece si trovano nella più lontana nube di Oort possono essere disturbati da altri detriti che si muovono caoticamente nei loro pressi, oppure dal passaggio nelle vicinanze (in termini astronomici) di altre stelle.

Tutte queste "perturbazioni gravitazionali" sbalzano letteralmente i detriti lontano dal luogo in cui si trovano. Alcuni di questi vengono allontanati per sempre dal Sistema solare, altri vengono spinti verso l'interno.
E' in questo momento che acquisiscono orbite più o meno allungate e che, a mano a mano che entrano nel Sistema solare interno e si avvicinano al Sole diventando comete con code e chiome.

Mentre i pianeti hanno orbite quasi circolari, le comete hanno percorsi estremamente allungati intorno al Sole. Si dice che una cometa è in "afelio" quando la sua posizione è nel punto più lontano dal Sole. Al contrario, è al "perielio" quando si trova nel punto più vicino al Sole.
A causa del momento angolare, quando le comete arrivano al perielio viaggiano molto più velocemente di quando si trovano distanti dal Sole, e questo è il motivo per la quale quando compaiono abbiamo pochi giorni per osservarle davvero bene e al massimo del loro splendore.

Infine, spendiamo due parole sulle code delle comete, anche se il tema in realtà e molto ampio e in futuro ne faremo sicuramente un approfondimento.

Le comete hanno generalmente due tipi di coda: La classica coda di polvere e una coda al plasma.

La coda di polvere è spesso la più luminosa e di colore biancastro. 
Spesso appare curvata e con delle striature filamentose. Questa coda è composta di particelle di polvere e nebbia di vapore acqueo. 

La magia della classica coda di polvere inizia quando la cometa si avvicina al Sole fino al punto in cui il calore solare riesce a sciogliere il ghiaccio che la ricopre. Da questo momento in avanti la superficie del nucleo della cometa inizia a perdere dietro di sé le molecole d'acqua rilasciate dal ghiaccio sciolto. Contestualmente anche le particelle di polvere rimaste intrappolate nel ghiaccio fino a quel momento, iniziano a disperdersi dietro all'astro. Sia il vapore che il pulviscolo vengono illuminati dal Sole donando alla cometa la sua coda più luminosa. 
Questa coda si estende sempre dietro alla cometa, in direzione opposta alla sua corsa.

Il riscaldamento di una cometa da parte del Sole però non è uniforme, sopratutto a causa della forma irregolare che spesso hanno i nuclei cometari.
Quindi, a causa della forma irregolare e della rotazione di una cometa, alcune parti della superficie possono essere riscaldate dalla luce solare, mentre altre parti rimangono fredde. Questo può generare code multiple, che creano effetti sorprendenti laddove diverse regioni di una cometa emettono flussi volatili.

Se la terra durante la sua orbita dovesse incrociare il sentiero di una cometa passata di li in precedenza, i detriti rilasciata dalla coda di polvere precipitano sulla terra dando luogo al fenomeno delle stelle cadente. Potete scoprirne di più in questo approfondimento: Lacrime di San Lorenzo, Lacrime di cometa.

La coda al plasma invece, o coda di ioni, è composta da ioni ed è generata dal vento solare.
Quando la cometa si trova abbastanza vicina al Sole, spesso molto più vicina di quando compare la coda di polveri, le radiazioni e le particelle provenienti dal Sole sotto forma di vento solare, ionizzano e caricano di energia il vapore acqueo che sta evaporando dalla cometa. Queste particelle poi continuano il loro percorso allontanandosi dal Sole generando una coda azzurra/blu che si estende dalla cometa in direzione sempre opposta al Sole.

Per ora con le comete abbiamo finito, prossimamente faremo sicuramente degli altri approfondimenti su questi oggetti del Sistema solare che ancora oggi sono misteriosi e pieni di fascino sia per i grandi astronomi che per i piccolo astrofili.