Ultimo bollettino meteo di Urano e Nettuno

Nel corso delle abituali osservazioni del tempo atmosferico sui pianeti più esterni del Sistema solare, il telescopio spaziale Hubble ha scoperto una nuova misteriosa macchia scura di tempesta su Nettuno e ha fornito un ritratto aggiornato del sistema nuvoloso che circola da lungo tempo attorno alle regioni polari settentrionali di Urano. Come la Terra, Urano e Nettuno possiedono un ciclo stagionale, che con ogni probabilità determina alcune delle formazioni visibili nelle rispettive atmosfere. Ma le stagioni su questi giganti ghiacciati durano molto più che sulla Terra, prolungandosi per decenni anziché mesi. La nuova immagine di Nettuno presa da Hubble mostra una tempesta in evoluzione: una macchia scura visibile nella parte centrale superiore. Questo misterioso vortice oscuro è solo l’ultimo dei quattro complessivamente catturati da Hubble a partire dal 1993, visti apparire durante l’estate australe del pianeta. Altre due macchie scure simili sono stati scoperte dalla sonda Voyager 2 nel 1989 durante il sorvolo del pianeta. Da allora, solo Hubble ha avuto le caratteristiche necessarie – in particolare, la sensibilità alla luce blu – per tenere traccia di queste formazioni sfuggenti, larghe migliaia di chilometri, che compaiono rapidamente per poi svanire in maniera altrettanto veloce. Un nuovo studio condotto dall’Università di Berkeley (Usa), in via di pubblicazione su The Astronomical Journal, ha stimato che queste macchie scure appaiono periodicamente ogni 4-6 anni a diverse latitudini, scomparendo dopo circa due anni. A destra della macchia scura compaiono “nuvole compagne” di un bianco brillante, che si formano quando il flusso dell’aria ambientale è perturbato e deviato verso l’alto, al di sopra del vortice scuro, causando il congelamento del metano in cristalli di ghiaccio. La nube lunga e sottile a sinistra della macchia scura è una formazione transitoria, che non fa parte del sistema temporalesco. Non è chiaro come si formino queste tempeste ma, come nel caso della grande macchia rossa di Giove, i vortici scuri ruotano in senso anti-ciclonico e sembrano richiamare materiale da livelli più profondi nell’atmosfera di Nettuno. L’immagine di Urano rivela una caratteristica dominante: un vasto mantello luminoso di nubi sopra il polo nord. Gli scienziati ritengono che questa formazione sia il risultato della peculiare rotazione di Urano. A differenza di ogni altro pianeta del sistema solare, infatti, Urano è ribaltato quasi sul fianco. A causa di questa estrema inclinazione, durante l’estate del pianeta il Sole splende quasi direttamente sul polo nord e non tramonta mai. Urano si sta ora entrando nel pieno della sua stagione estiva, e la cappa polare – probabilmente originata dai cambiamenti stagionali nel flusso atmosferico – diventa sempre più prominente. Vicino al bordo del manto nuvoloso si trova una grande e compatta nube di metano ghiacciato, a volte è abbastanza brillante da essere fotografata anche da astronomi dilettanti. Urano e Nettuno sono entrambi classificati come pianeti giganti di ghiaccio. Non possiedono una superficie solida ma piuttosto mantelli di idrogeno ed elio che circondano un interno ricco d’acqua, forse avvolto attorno ad un nucleo roccioso. Il metano atmosferico assorbe la frazione rossa della luce visibile, ma permette alla luce blu-verde di essere dispersa nello spazio, donando a questi pianeti la caratteristica tonalità ciano.

Annunci

Magnetar a 6.6 miliardi di anni luce

L’11 aprile 2019, un team internazionale di scienziati guidato da Xue Yongquan dell’University of Science and Technology( Ustc) ha annunciato di aver osservato un segnale a raggi X molto probabilmente generato da una magnetar, una stella di neutroni caratterizzata da un enorme campo magnetico. Gli scienziati del team ritengono che il segnale osservato sia stato generato dalla fusione di due stelle di neutroni distanti da noi 6.6 miliardi di anni luce. Il segnale è stato catturato nel corso della 7-Ms Chandra Deep Field-South, la survey X più profonda e sensibile mai realizzata. La scoperta è stata pubblicata su Nature. Le stelle di neutroni sono sicuramente tra gli oggetti più affascinanti dell’universo. Immaginate di avere una massa pari a quella del nostro Sole concentrata in un oggetto il cui raggio è di soli 10 chilometri, invece dei 700mila chilometri della nostra stella. Nonostante siano chiare alcune caratteristiche di queste stelle, la comprensione della fisica che le governa è ancora abbastanza confusa. Una delle domande alle quali gli astronomi hanno sempre cercato di dare una risposta è quale sia la fine di un sistema binario di stelle di neutroni. Molti ricercatori ritengono che dalla fusione di due stelle di neutroni si generi un buco nero. Altri credono invece che si formi una magnetar: una stella di neutroni che ruota molto velocemente, con un campo magnetico estremamente forte, la cui intensità è cento milioni di volte superiore a quella che possiamo ottenere in laboratorio. Secondo questi scienziati, la magnetar formata in seguito al processo di fusione sarebbe in grado di sopravvivere alla propria gravità, grazie alla sua potente forza centrifuga. Dopo anni di discussioni su quale teoria fosse la più convincente, finalmente l’universo ha svelato la sua risposta, permettendoci di rivelare la prova dell’esistenza di una magnetar. Quando due stelle di neutroni “si abbracciano”, vengono emesse onde gravitazionali e una massiccia nube di detriti che si generano dalla collisione. Sotto la spinta gravitazionale della magnetar, parte dei detriti cade verso l’interno provocando scosse, che causano a loro volta getti di particelle ad alta energia e radiazioni molto intense. Se il getto è orientato nella nostra direzione, si osserveranno esplosioni energetiche note come lampi di raggi gamma corti, con una durata tipica inferiore ai 2 secondi, assunte per decenni come evidenza dell’avvenuta fusione di stelle di neutroni. Nel frattempo, ha fatto il suo esordio un transiente a raggi X isotropo. Ora, se dal processo di fusione di due stelle di neutroni si formasse una magnetar, questo transiente durerebbe diverse ore e potrebbe essere visto fuori dall’asse del getto. Pertanto, anche senza la presenza di alcun lampo di raggi gamma, un transiente X potrebbe darci preziose informazioni sul sistema di fusione di stelle di neutroni. Al contrario, se il transitorio X fosse alimentato da un buco nero, brillerebbe solo per pochi secondi. Un tale transitorio a raggi X, auspicato per lungo tempo dai teorici, non è mai stato rilevato… fino ad oggi. Il segnale scoperto si trova in una galassia distante 6.6 miliardi di anni luce dalla Terra, è durato ben 7 ore e parrebbe indicare che dalla fusione di due stelle di neutroni potrebbe essersi formata, appunto, una magnetar. È interessante notare che il transiente a raggi X osservato si trova nella periferia della sua galassia ospite, come di solito fanno i sistemi binari di stelle di neutroni, che solitamente vengono allontanati dalle zone centrali in seguito a esplosioni di supernova. Questa potrebbe costituire una prova a sostegno del fatto che il transiente a raggi X sia effettivamente alimentato dalla fusione di stelle di neutroni. Nel frattempo, i ricercatori hanno anche calcolato la densità di frequenza di simili eventi transienti e il risultato è coerente con la densità di frequenza degli eventi di fusione delle stelle di neutroni, dedotta dal rilevamento delle onde gravitazionali dalla fusione di stelle di neutroni nel 2017. Questa scoperta ha profonde implicazioni per l’equazione di stato della materia nucleare estremamente densa: l’equazione di stato delle stelle di neutroni potrebbe essere sufficientemente forte – con la pressione che aumenta bruscamente all’aumentare della densità della materia – da far sì che una magnetar supermassiccia o ancora stabile sia in grado di sopravvivere alla fusione delle due stelle di neutroni. La scoperta aiuta inoltre a escludere una serie di modelli teorici di materia nucleare che risultano incoerenti con le osservazioni, fornendo così nuove informazioni sulla fisica delle stelle di neutroni. (INAF)

Zona abitabile: esclusi esopianeti promettenti

La vita sulla Terra è possibile grazie a un equilibrio delicato e fortunato di fattori, un mix insostituibile e pare – almeno finora – unico: tra i tanti motivi a noi favorevoli ci sono un’atmosfera dello spessore giusto, un campo magnetico che ci protegge dai “capricci” del Sole e ossigeno in abbondanza. Ma più importante di tutti è la disponibilità di acqua allo stato liquido. Questo perché la Terra si trova nella zona di abitabilità del Sistema solare, una particolare fascia all’interno di ogni sistema planetario in cui un pianeta potrebbe ospitare forme di vita grazie – appunto – all’esistenza di acqua in fase liquida. Questo accade perché l’oggetto si trova alla distanza giusta dalla sua stella, né troppo vicino e né troppo lontano (pensiamo a Mercurio o a Giove, per esempio). Gli scienziati dell’Università della California-Riverside si sono trovati di fronte a una nuova definizione di zona Goldilocks (altro soprannome della fascia abitabile) a causa di un accumulo inaspettato di gas nelle atmosfere della maggior parte degli esopianeti finora considerati potenzialemente abitabili. Secondo gli esperti, la vita complessa (parliamo di esseri umani e animali) come la conosciamo sulla Terra è possibile su un gruppo molto ristretto di pianeti extrasolari. Lo studio, pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal, sfrutta elaborazioni computerizzate per modelli climatici e atmosferici su una vasta gamma di esopianeti. I gas presi in considerazione sono anidride carbonica e monossido di carbonio, entrambi presenti anche sulla Terra ma in quantità – per ora – non nocive. L’anidride carbonica è uno dei tristemente famosi gas serra, ma ha una funzione importante sul nostro pianeta: è indispensabile per mantenere la temperatura superficiale sopra lo zero e quindi l’acqua allo stato liquido. Su pianeti estremamente lontani dalla propria stella, per avere una quantità sufficiente di acqua liquida sarebbe necessario un ammontare di anidride carbonica pari a decine di migliaia di volte quello presente sulla Terra, il che sarebbe chiaramente letale per ogni forma di vita di tipo “terrestre”. Per quanto riguarda il monossido di carbonio (CO), prodotto durante incendi di foreste e boschi o da altri fenomeni di combustione, questo gas non può accumularsi sulla Terra perché il caldo e luminoso Sole è responsabile di alcune reazioni chimiche nell’atmosfera che lo distruggono rapidamente. Alcune forme primordiali di vita (microbi e poco più) potrebbero sopravvivere su pianeti ricchi di monossido di carbonio, ma lo stesso non si può dire di esseri umani e animali terrestri. La nuova definizione del gruppo di ricerca, basandosi proprio sul gas CO, ha eliminato la fascia abitabile da alcune stelle, come le vicine Proxima Centauri e Trappist-1. Il tipo e l’intensità delle radiazioni ultraviolette che queste stelle più fredde e deboli emettono possono portare a concentrazioni elevate di monossido di carbonio, che si lega all’emoglobina nel sangue (il “traghettatore” di ossigeno) negli animali, causando la morte delle cellule del corpo proprio a causa della mancanza di ossigeno. Questi nuovi calcoli possono aiutare i ricercatori a calibrare in modo più razionale i futuri studi sugli esopianeti e la ricerca stessa della vita fuori dal Sistema solare.(INAF)

Il diapason di Hubble va riaccordato

Gli appassionati di scienza sono accorsi in migliaia per dare una “spolverata” alla storica classificazione di galassie utilizzata ormai da quasi un secolo, il famoso digramma a diapason (o sequenza) di Hubble. Un nuovo studio pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society nell’ambito del progetto Galaxy Zoo(creato per permettere ai citizen scientist di classificare le immagini scovate dai telescopi in giro per lo spazio) ha utilizzato un campione di oltre 6 mila galassie per rivelare dettagli finora inediti.

Come suggerisce il nome, il metodo venne ideato da Edwin Hubble nel 1927: si tratta di un modo efficace per classificare le galassie in base al tipo e alla forma (dalle ellittiche alle spirali, passando per quelle lenticolari e irregolari). Da allora la sequenza di Hubble è stato il metodo più utilizzato per classificare le galassie a spirale ed è ancora ampiamente presente nei libri di astronomia. Hubble affermava che le galassie con rigonfiamenti centrali più grandi tendevano ad avere bracci a spirale più stretti verso il centro. Il nuovo studio contraddice in parte il lavoro dell’astrofisico: secondo i ricercatori e i citizen scientist che li hanno aiutati non c’è una forte correlazione tra il centro galattico e il tipo di bracci a spirale delle galassie stesse. Gli esperti hanno trovato spiegazioni alternative al classico modello dell’onda di densità, cioè l’idea che i bracci non siano strutture fisse, ma causate da increspature nella densità del materiale nel disco della galassia.
Dallo studio si evince che almeno alcuni bracci a spirale potrebbero essere strutture reali, non solo increspature, e dunque ammassi di stelle legate dalla gravità e che ruotano fisicamente insieme.

All’origine dell’evoluzione catastrofica di Venere

Fra le tre candidate rimaste in corsa per la selezione M5 dell’Agenzia spaziale europea (Esa), EnVision è l’unica missione che riguarda il Sistema solare, e in particolare il secondo pianeta: Venere. Il suo obiettivo è lo studio dell’attività geologica in corso su Venere, nonché il suo rapporto con l’atmosfera. Con un occhio alla Terra: le condizioni oggi presenti su Venere possono infatti dirci qualcosa su ciò a cui potrebbe andare incontro il nostro pianeta in caso di aumento vertiginoso dell’effetto serra. Per questa terza e ultima puntata dello speciale di Media Inaf dedicato alle tre proposte – le altre due sono Theseus e Spica – in gara per la selezione Esa, abbiamo intervistato Lorenzo Bruzzone dell’Università di Trento, membro del core team di EnVision e responsabile di uno degli strumenti della missione, il SubSurface Radar Sounder.

Benché venga spesso definito la “sorella della Terra”, in realtà sappiamo che Venere è del tutto inabitabile, molto più inospitale di Marte. Perché mai dovremmo investire oltre mezzo miliardo di euro per conoscerlo meglio?

«Il punto cruciale è proprio capire perché Venere abbia avuto un’evoluzione così diversa dalla Terra. Viene chiamato “pianeta gemello” di quello terrestre, è vero, però ha avuto un’evoluzione completamente differente. Oggi sappiamo che Venere ha una temperatura superficiale superiore a 450 gradi, ha un’atmosfera molto densa, con la presenza di gas tossici… Insomma, condizioni molto diverse da quelle che incontriamo qui sulla Terra – anche se Venere si trova in una posizione confrontabile rispetto al Sole, e ha dimensioni simili a quelle della Terra. Quindi quello che vogliamo approfondire sono le ragioni per cui Venere ha avuto un’evoluzione così diversa».

A cosa può servire?

«È importante per capire in che modo le condizioni iniziali dello stato di un pianeta, che probabilmente erano simili per Venere e per la Terra, influiscano sulla sua evoluzione. E quanto una serie di fenomeni dinamici legati alla geologia, alla presenza di vulcani, eccetera possano modificare il destino di un corpo celeste. È fondamentale dal punto di vista scientifico, non solo per comprendere meglio le cause che guidano l’evoluzione, ma anche, ad esempio, per decifrare meglio cosa ci dobbiamo aspettare sui pianeti extrasolari. È in corso un’attività intensissima dedicata alla ricerca di pianeti che abbiano condizioni al contorno analoghe a quelle terrestri. Quello che si fa è stimare la distanza di un pianeta dal suo sole, le sue dimensioni, e le relative condizioni al contorno per riuscire a ottenere indizi sulla presenza di corpi planetari che si avvicinino al nostro e quindi siano potenzialmente abitabili. Capire perché la storia di Venere abbia seguito una strada diversa da quella della Terra ci consentirà di interpretare meglio tutti questi dati e di guidare gli studi in corso sugli esopianeti. L’utilità di EnVision va dunque molto oltre il fatto di studiare “semplicemente” Venere, che peraltro è fondamentale di per sé, visto che è un pianeta che conosciamo assai meno di quanto non conosciamo Marte».

E chi invece si occupa di climatologia terrestre, potrà essere interessato ai risultati di EnVision?

«L’enorme interesse e l’importanza che i cambiamenti climatici e il clima suscitano in questo periodo storico sono legati in modo significativo agli studi che verranno condotti nell’ambito di EnVision: in fin dei conti, semplificando molto, quello che probabilmente ha portato Venere alle condizioni attuali è una sorta di intenso effetto serra: un’atmosfera molto densa e ricca di gas – di acido solforico, di ossido di carbonio – che in qualche modo ha generato questa situazione estrema. È indubbio che capire meglio le condizioni che hanno fatto evolvere Venere nella direzione “sbagliata” possa essere di enorme importanza per aumentare la comprensione e la consapevolezza di come potrebbero andare le cose sulla Terra».

Dal punto di vista strettamente tecnologico, a una prima lettura EnVision dà l’impressione di una missione non molto innovativa. Gli strumenti che trasporta sembrano simili a quelli già visti in azione, magari anche con nomi diversi, in altre missioni spaziali – e se fosse così sarebbe anche un vantaggio, perché ridurrebbe moltissimo i rischi. Cosa c’è di tecnologicamente innovativo, a bordo di EnVision?

«È vero che non svilupperemo strumenti concettualmente nuovi, ma alcuni strumenti del payload non sono mai stati utilizzati su Venere e altri avranno caratteristiche nuove e tecnologicamente molto più evolute rispetto a strumenti impiegati in passato. In questo modo si aumenterà notevolmente la capacità di acquisire conoscenza sul pianeta. Due degli strumenti principali sono di tipo radar: un Sar (Synthetic Aperture Radar, radar ad apertura sintetica) per l’acquisizione di immagini della superficie e un radar sounder per effettuare misure sottosuperficiali. Il Sar è ad alta risoluzione e ci permetterà di mappare, su scala regionale, la superficie con una risoluzione molto più alta di quella ottenuta nella missione Magellano, che aveva mappato la superficie con un livello di dettaglio molto limitato: EnVision raggiungerà una risoluzione di 30 metri, a livello regionale, e potrà arrivare a un metro in alcune zone di particolare interesse per comprendere a fondo e svelare le molte incognite che abbiamo sulla natura geologica della superficie venusiana. Tra l’altro per la prima volta in ambito planetario faremo anche interferometria radar differenziale, e questo è un aspetto di notevole avanguardia».

In che senso?

«Quello che vogliamo fare è usare più acquisizioni successive, con le quali – sulla base dell’analisi dell’informazione di fase del segnale radar – non solo ricostruire la topografia ma anche gli eventuali lievi spostamenti verticali della superficie che avvengono da un’acquisizione all’altra dovuti a fenomeni prevalentemente vulcanici. Ci aspettiamo di poter arrivare – nel monitoraggio di questi cambiamenti verticali – a un dettaglio nell’ordine dei centimetri. Un compito estremamente challenging, pensando all’atmosfera venusiana. L’altro strumento radar, il radar sounder, non è invece mai stato a bordo di una missione verso Venere, e sarà dedicato a effettuare misure nel sottosuolo e ad analizzare gli strati sottosuperficiali – fino a svariate centinaia di metri di profondità. Ciò permetterà di ottenere osservazioni del tutto complementari a quelle dell’altro radar. Nel complesso, dunque, uno scenario decisamente innovativo».

Strumenti già collaudati da impiegare però in un modo e in un ambiente nuovi, dunque?

«Sì, e comunque strumenti in una versione che è molto più evoluta, visto che vogliamo raggiungere prestazioni molto più spinte, che cambiano drasticamente il tipo di scienza che si può sviluppare. Pensiamo alla sonda Magellano, quella che studiò Venere negli anni Novanta: è vero che aveva già a bordo un Sar per imaging, ma la risoluzione che avrà EnVision è di due ordini di grandezza superiore! E questo ha notevoli implicazioni sulla tecnologia che deve essere utilizzata e sui ritorni scientifici che potranno essere ottenuti».

Fa riferimento a Magellano perché è di quella missione – più che di Venus Express – che EnVision vuole raccogliere il testimone?

«Sì, perché Venus Express era molto più orientata allo studio dell’atmosfera, mentre per EnVision l’obiettivo principale è lo studio dell’attività geologica. Vogliamo rispondere alle tante domande ancora aperte sul reale stato odierno dell’attività geologica del pianeta, e tra le altre cose comprendere meglio tutto ciò che riguarda l’attività vulcanica, l’attività tettonica, le condizioni delle molte strutture presenti sulla superficie non ancora decifrate, cercare la presenza di canali di lava nel sottosuolo, capire la natura e l’origine delle tesserae e ovviamente identificare le relazioni tra tutte queste componenti. Questo ci aiuterà anche a chiarire quale sia l’interazione tra l’attività geologica e l’atmosfera. Ecco dunque che abbiamo a bordo anche una suite di spettrometri per monitorare le differenze di temperatura sulla superficie, per vedere cosa accade a livello di concentrazione di gas nell’atmosfera – soprattutto gas legati all’attività vulcanica. Queste interconnessioni stanno alla base delle motivazioni della scelta degli strumenti: strumenti destinati a studiare variabili decisamente nuove rispetto a quella che è la conoscenza attuale su Venere».

Quanta Italia c’è, in EnVison?

«L’Italia partecipa in maniera rilevante. Siamo coinvolti nel core team della missione, cioè siamo fra coloro che hanno partecipato all’ideazione di tutta la missione e partecipiamo al team scientifico di Esa che la sta sviluppando. Abbiamo poi un ruolo di primo piano nel payload. Ci sono tre strumenti principali a bordo di EnVision, più un esperimento di radioscienza. L’Italia ha la leadership e svilupperà uno dei tre strumenti: il radar sounder, quello che farà misure in profondità nel sottosuolo. È uno strumento di primaria importanza, perché sarà la prima volta che si faranno misure dirette sottosuperficiali su Venere e, quindi, si potranno ottenere risultati di enorme rilevanza scientifica. Ciò coinvolgerà svariati gruppi scientifici italiani, oltreché l’industria nazionale, e potrà consolidare il nostro ruolo guida nell’ambito di questa tipologia di strumenti».

Vedo che dovrebbe partecipare anche la Nasa. Se la missione venisse selezionata, la Nasa rinuncerebbe quindi ad altri programmi destinati a Venere – penso a proposte in fase di studio come Veritas, che a un occhio profano sembra molto simile a EnVision?

«In realtà non è detto che sia così. Veritas prevede un radar in banda X, mentre quello di EnVision è in banda S, e ha una configurazione completamente diversa, con obiettivi scientifici differenti e complementari. Pertanto le due missioni non sono mutuamente esclusive ma potenzialmente sinergiche. Tornando a EnVision, sì: la Nasa è interessata a partecipare alla missione, e anche a prendere parte alle attività legate ai singoli strumenti. In questa fase si sta esplorando in particolare la possibilità di una partecipazione allo sviluppo del Sar, ma si sta ancora lavorando per definire in modo più preciso il contributo specifico».

EnVision è una missione a guida UK. Non temete che la Brexit possa in qualche modo indebolire l’esito della selezione? O anche soltanto rendere più farraginosa la fase di sviluppo?

«No, non è quello che ci aspettiamo. La Brexit non dovrebbe avere alcun effetto significativo sull’Agenzia spaziale europea, anzi: a seguito della Brexit il Regno Unito potrebbe incrementare il suo investimento nell’Esa, proprio perché ha perso terreno sulla parte invece legata alla Commissione europea. D’altro canto, il fatto che EnVision – unica missione sul Sistema solare – sia stata preselezionata tra 25 mette in evidenza che la guida inglese non è percepita come un problema. Non dimentichiamo, inoltre, che abbiamo missioni in collaborazione con la Nasa, con i giapponesi della Jaxa, con i russi di Roscosmos… Oggettivamente, credo che collaborare con gli inglesi non potrà diventare in alcun modo un problema».

E tra voi scienziati, invece? Essendovi arrivata tra capo e collo, proprio mentre stavate preparando la proposta della missione, ne avete parlato della Brexit?

«Ovviamente ne abbiamo discusso a lungo, ma non per le implicazioni sulla missione, bensì perché anche gli scienziati inglesi del team sono rimasti totalmente sorpresi da questa situazione: nessuno di loro aveva previsto che si sarebbe potuti arrivare alla Brexit. Però, come dicevo, sui programmi dell’Esa fortunatamente non ha avuto nessun impatto, e non ci aspettiamo che ne avrà».

Torniamo all’Europa, nella sua accezione più ampia. Perché una cittadina o un cittadino europeo, potendo idealmente prender parte al processo decisionale dell’Esa, dovrebbe preferire EnVision a Spica o a Theseus?

«Sono tutte e tre missioni che ci permettono di fare passi avanti notevoli dal punto di vista della comprensione di fenomeni diversi. Riguardo a EnVision, le ragioni per sceglierla sono molteplici e legate a questioni fondamentali. Oggi siamo in una condizione in cui è indispensabile riuscire a capire meglio cosa accade, innanzi tutto ai pianeti a noi vicini. Su Marte c’è stato un investimento enorme, moltissime missioni. E ora di Marte sappiamo tantissimo e si pensa addirittura a missioni umane sul Pianeta rosso. Di Venere, invece, sorprendentemente sappiamo pochissimo. È vicino alla Terra, può essere considerato un pianeta gemello, ma la sua è stata un’evoluzione catastrofica. Capire esattamente ciò che è accaduto ci aiuterà a capire cosa potrebbe succedere alla Terra, ad individuare le variabili che potrebbero maggiormente condizionare l’evoluzione del clima terrestre. Questo è ovviamente un aspetto di enorme interesse e impatto. Ma anche avvicinarci a una comprensione migliore degli esopianeti – verso i quali sono stati e verranno fatti in futuro enormi investimenti in missioni specifiche – è cruciale: per riuscire a identificare meglio quali sono le variabili che guidano l’evoluzione di un pianeta e condizionano quindi la possibilità di ospitare forme di vita».

Una super-terra bollente e due sub-nettuniani

Ci risiamo, Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) ha nuovamente fatto il colpaccio. In uno degli spicchi di cielo che tiene d’occhio, monitorando migliaia di stelle alla ricerca di caratteristici cali di luminosità dovuti al transito di pianeti davanti al loro disco, il cacciatore di esopianeti della Nasa ha scoperto non uno, bensì tre nuovi esopianeti – tra i più piccoli e più vicini scoperti ad oggi – orbitanti attorno a una stella nana di tipo M. Si tratta di Toi-270bToi-270c eTOoi-270d. Rispettivamente, una piccola super-terra rocciosa con una massa statisticamente prevista di 1.9 masse terrestri e orbitante a 0.03 unità astronomiche dalla stella e due sub-nettuniani, grandi circa la metà di Nettuno (6.6 e 5.4 le masse previste), a 0.05 e 0.07 unità astronomiche. Tre mondi alieni che completano un’orbita in 3.36, 5.66 e 11.38 giorni rispettivamente, girando attorno a una nana del tipo spettrale M distante solo 73 anni luce da noi: il 270esimo Tess Object of Interest identificato sin a ora, da cui il nome Toi-270 che il team ha dato a questo sole. Il nuovo sistema planetario, la cui scoperta è riportata oggi su Nature Astronomy, ha subito catturato la curiosità e l’attenzione dei ricercatori coinvolti, per almeno tre motivi. Il primo riguarda le dimensioni dei tre mondi. Diversamente da quanto avviene nel Sistema solare, i cui pianeti presentano un intervallo di dimensioni molto ampio, questi ora scovati da Tess hanno tutti e tre dimensioni molto simili. Con i due sub-nettuniani (Toi-270c e Toi-270d), in particolare, la cui dimensione si pone a metà tra quella della Terra e di Nettuno. Due esopianeti che secondo i ricercatori potrebbero rappresentare l’anello mancante per la comprensione dei meccanismi di formazione planetaria, ovvero potrebbero essere utili per capire se piccoli pianeti rocciosi come la Terra e mondi più grandi e ghiacciati come Nettuno seguono lo stesso percorso formativo o, invece, si evolvono separatamente. Una domanda alla quale rispondere potrà essere relativamente semplice grazie al secondo motivo che rende il sistema interessante: la stella madre, Toi-270, è relativamente vicina a noi e, contrariamente a stelle giovani dello stesso tipo, insolitamente quieta, con una luminosità costante, rendendo dunque più agevole la misura di proprietà dei suoi pianeti quali la massa e la composizione atmosferica. Il terzo motivo, infine, ha a che fare con Ia posizione del sub-nettuniano più lontano, Toi-270d. A differenza dei due pianeti più interni, la cui temperatura è senza dubbio infernale (per la super-terra si stimano 254 gradi), questo sembrerebbe trovarsi in una zona più temperata, nel senso che lo strato più alto della sua atmosfera rientrerebbe in un intervallo di temperatura che potrebbe consentire la presenza di acqua liquida. Ma un’analisi più approfondita indica che l’atmosfera del pianeta è probabilmente così densa da produrre un effetto serra molto intenso, rendendo anch’esso troppo caldo per essere compatibile con la vita. A scoprire il nuovo sistema planetario è stato un team internazionale di astronomi che annovera, tra gli altri, due ricercatori dell’Osservatorio astronomico di Campo Catino, un osservatorio amatoriale in provincia di Frosinone: il laureandoGiovanni Isopi e il vicedirettore dell’osservatorio, Franco Mallia, che Media Inaf ha raggiunto per saperne di più.

In che modo avete contribuito alla scoperta?

«Il nostro contributo è stato fornire un’osservazione fotometrica di follow-up del terzo pianeta del sistema, uno dei due sub-nettuniani. Il sub-group 1del Tess Follow-Up Observing Program si occupa di verificare l’assenza di falsi positivi astrofisici come binarie ad eclisse, che in certe condizioni possono generare dei transiti che possono essere confusi per dei pianeti: con le nostre osservazioni abbiamo quindi certificato la “bontà” del candidato pianeta, riducendo sensibilmente le probabilità di falso positivo».

Come è nata la collaborazione fra l’Osservatorio di Campo Catino e l’istituzione che ha guidato questo studio, il Massachusetts Institute of Technology? 

«Il Tess Follow-Up Observing Program comprende un vasto gruppo di osservatori di diverse dimensioni, che vanno dai telescopi amatoriali sotto al metro fino ai telescopi spaziali. Lo scopo complessivo è caratterizzare i pianeti scoperti da Tess. I vari sotto-gruppi – e in particolare il sub-group 1, che si occupa del appunto del follow-up fotometrico – sono aperti alla partecipazione di astrofili o di osservatori amatoriali, come il nostro».

A questo proposito, che tipo di osservatorio è, il vostro? E in quali attività è coinvolto?

«L’osservatorio di Campo Catino è un osservatorio gestito dall’Associazione astronomica frusinate, composta da astrofili volontari. L’osservatorio è dotato di un riflettore da 80 cm, che utilizziamo sia per le attività di divulgazione che di ricerca. Attualmente ci stiamo concentrando sugli esopianeti, ma in passato abbiamo lavorato anche su asteroidi (scoperta, astrometria e occultazioni). Talvolta siamo stati coinvolti in progetti più grandi, come la campagna di osservazione di un’occultazione stellare da parte di Tritone, guidata dal team dell’osservatorio Sofia, nel 2018».

Può darci qualche dettaglio in più sul nuovo sistema planetario scoperto?

«Le informazioni che abbiamo su questo sistema sono basate soltanto sulla fotometria: per ora sappiamo che la super-terra orbita troppo vicina alla sua stella per essere abitabile e che non dovrebbero esserci altri pianeti nel sistema, avendo monitorato eventuali variazioni del transit-timing. Ulteriori informazioni potranno essere raccolte in futuro tramite osservazioni spettroscopiche di precisione, per determinare le masse dei pianeti e l’eventuale presenza di atmosfera». (INAF)

Ecco il catalogo dei super lampi gamma di Fermi

186 lampi gamma di alta energia registrati dal telescopio satellitare per raggi gamma Fermi in dieci anni di osservazione: sono questi i protagonisti del catalogo pubblicato oggi, 13 giugno, su The Astrophysical Journal. Questi lampi gamma, anche noti come Gamma Ray Burst (Grb), sono stati rivelati dal Large Area Telescope (Lat), strumento di Fermi progettato e realizzato con un contributo decisivo dell’Italia, grazie all’Agenzia Spaziale Italiana Asi, all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Infn e l’Istituto Nazionale di Astrofisica Inaf. «Ogni Gamma Ray Burst è in qualche modo unico. È solo quando siamo in grado di studiarne tanti, come abbiamo fatto in questo catalogo, che iniziamo a comprenderne le caratteristiche comuni» racconta Elisabetta Bissaldi, ricercatrice dell’Infn e del Politecnico di Bari. «Il primo catalogo LAT, pubblicato nel 2013, comprendeva solo 35 GRB. Grazie a un netto miglioramento delle tecniche di analisi dati, abbiamo identificato un numero di GRB cinque volte maggiore in questo nuovo catalogo, imparando così a conoscere meglio i meccanismi fisici all’opera. Ad esempio, abbiamo confermato che l’emissione di raggi gamma ad alta energia dura più a lungo rispetto all’emissione a bassa energia e che la succede», conclude Bissaldi.Il catalogo che fornisce nuove indicazioni su origine ed evoluzione dei lampi gamma è il frutto del lavoro di 120 scienziate e scienziati della collaborazione Fermi coordinati da Bissaldi, da Magnus Axelsson dell’Università di Stoccolma e dagli italiani Nicola Omodei e Giacomo Vianello dell’Università di Stanford. La maggior parte dei lampi gamma nasce quando alcuni tipi di stelle massive esauriscono il proprio combustibile e collassano generando buchi neri. Altri invece hanno origine dalla collisione di due stelle di neutroni, oggetti densissimi residuo di esplosioni stellari. Sia il collasso di una stella sia la collisione di due stelle di neutroni danno, infatti, origine a jet relativistici di particelle che si muovono a una velocità prossima a quella della luce. Quando le particelle all’interno dei jet si scontrano tra di loro o interagiscono con l’ambiente intorno alle stelle, nascono i raggi gamma che sono poi rivelati da Fermi grazie ai suoi strumenti principali: il Lat e il Gbm. Il Large Area Telescope, Lat, registra raggi gamma con energie tra 20 MeV e 300 GeV (milioni di volte più energetici della luce visibile) e lavora a stretto contatto con il Gbm, il Glast Burst Monitor, che osserva, invece, raggi gamma meno energetici (tra gli 8 keV e i 40 MeV) provenienti dall’intero cielo. «Con il suo grande campo di vista, unito alla capacità di localizzazione dei singoli fotoni gamma, il LAT è uno strumento ottimale per la rivelazione e lo studio dei lampi gamma. Negli ultimi anni, abbiamo ottimizzato i criteri per rivelare fotoni di bassa energia che sono prodotti in gran numero nel corso dei lampi gamma, e quindi il numero dei lampi visti dal Lat è aumentato. Grazie ai lampi descritti nel catalogo, si è aperto un nuovo spazio di scoperta per questi eventi estremi che adesso cominciano a essere rivelati anche a energia altissima dai telescopi Cherenkov», racconta Patrizia Caraveo, responsabile Inaf per Fermi-Lat.Tra i Grb presentati in questo catalogo si trovano anche Grb 081102B, Grb 160623A, Grb 130427A e Grb 080916C, che sono rispettivamente i lampi gamma più breve, più lungo, più energetico e più lontano mai osservati dal Lat di Fermi.

Voci precedenti più vecchie