Esopianeti abitabili: arrivano i 4 di Speculoos

Lo Speculoss Southern Observatory (Sso) è stato installato con successo all’Osservatorio del Paranal dell’Eso e ha ottenuto le sue prime immagini di ingegneria e calibrazione – un processo noto come prima luce. Dopo aver terminato questa fase di rodaggio, la nuova schiera di telescopi cercatori di pianeti inizierà le operazioni scientifiche, con l’inizio delle osservazioni nel gennaio 2019. Sso è la struttura principale di un nuovo progetto per la caccia agli esopianeti noto come Speculoos (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars), composto da quattro telescopi dotati di specchi primari da 1 metro di diametro. I telescopi – chiamati con i nomi delle lune galileiane di Giove Io, Europa, Ganimede e Callisto – godranno di condizioni osservative incontaminate nel sito del Paranal, che ospita anche il Vlt (Very Large Telescope), l’”ammiraglia” dell’Eso. Il Paranal rappresenta un sito quasi perfetto per l’astronomia, con cieli bui e un clima stabile e asciutto. Questi telescopi hanno un compito importantissimo: Speculoos si propone di cercare pianeti di dimensioni terrestri potenzialmente abitabili in orbita intorno a stelle ultra-fredde o nane brune, le cui popolazioni planetarie sono ancora per la maggior parte inesplorate. Solo pochi esopianeti sono stati trovati in orbita attorno a questo tipo di stelle, e ancor meno si trovano nella zona abitabile della loro stella madre. Anche se queste stelle deboli sono difficili da osservare, sono abbondanti e rappresentano circa il 15% delle stelle nell’Universo vicino. Speculoos è progettato per esplorare 1000 di queste stelle, tra cui la più vicina, la più luminosa e la più piccola, alla ricerca di pianeti abitabili di dimensioni terrestri. «Speculoos ci offre una capacità senza precedenti di individuare i pianeti terrestri che eclissano alcune delle stelle più piccole e più vicine a noi», ha spiegato Michaël Gillon dell’Università di Liegi, responsabile principale del progetto Speculoos. «Questa è un’opportunità unica per scoprire i dettagli di questi mondi vicini». Speculoos cercherà gli esopianeti usando il metodo dei transiti, seguendo l’esempio del suo prototipo Trappist-South presso l’Osservatorio di La Silla dell’Eso, operativo dal 2011 e scopritore del famoso sistema planetario Trappist-1. Il metodo dei transiti  uno dei molti modi in cui vengono scoperti gli esopianeti utilizzando il metodo delle velocità radiali e misurando i cambiamenti nella velocità di una stella a causa del pianeta extrasolare che le orbita intorno. Mentre il pianeta passa davanti alla stella, ne blocca parte della luce – causando essenzialmente una piccola eclissi parziale – provocando così un piccolissimo, ma rilevabile, oscuramento della stella. Gli esopianeti intorno a stelle madri più piccole ne bloccano una frazione maggiore di luce durante un transito, rendendo queste eclissi periodiche molto più facili da rilevare rispetto a quelle associate a stelle più grandi. Finora, solo una piccola parte degli esopianeti rilevati con questo metodo erano di dimensioni pari o inferiori alla Terra.Tuttavia, le piccole dimensioni delle stelle bersaglio di Speculoos, combinate con l’alta sensibilità dei suoi telescopi, consentono il rilevamento di transiti di pianeti di dimensioni terrestri situati nella zona abitabile. Questi pianeti saranno ideali per le osservazioni di follow-up con grandi strutture da terra o dallo spazio. «I telescopi sono equipaggiati con camere estremamente sensibili nel vicino infrarosso», spiega Laetitia Delrez del Cavendish Laboratory, Cambridge, co-investigatrice dell’equipe Speculoos. «Questa radiazione è un po’ al di là di ciò che gli occhi umani possono vedere, ma è l’emissione primaria delle stelle deboli che saranno il bersaglio di Speculoos»I telescopi e i loro supporti dai colori vivaci sono stati costruiti dalla società tedesca Astelco e sono protetti da cupole realizzate dal produttore italiano Gambato. Il progetto riceverà il sostegno dei due telescopi Trappist da 60 cm, uno presso l’Osservatorio di La Silla dell’Eso e l’altro in Marocco. A tempo debito, il progetto includerà anche Speculoos Northern Observatory e Saint-Ex, attualmente in costruzione rispettivamente a Tenerife, in Spagna, e a San Pedro Mártir, in Messico. Esiste anche la possibilità di un’interessante collaborazione futura con l’Elt (Extremely Large Telescope), il futuro telescopio di punta dell’Eso, attualmente in costruzione sul Cerro Armazones. L’Elt sarà in grado di osservare i pianeti rilevati da Speculooscon un dettaglio senza precedenti, forse anche analizzando le loro atmosfere. «Questi nuovi telescopi ci permetteranno di indagare nell’Universo mondi vicini e simili alla Terra in modo più dettagliato di quanto avremmo potuto immaginare solo dieci anni fa», conclude Gillon. «Questi sono tempi veramente straordinari per la scienza dei pianeti extrasolari».
Redazione ESO

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Individuata una stella “gemella” del Sole

Inseguito da tempo, è stato trovato il “gemello del Sole”. Si chiama Hd 186302, è distante 184 anni luce, ha la stessa composizione chimica del Sole ed è nato dalla stessa nube di gas e polveri che ha dato origine alla nostra stella. La sua scoperta è descritta sulla rivista Astronomy & Astrophysics dai ricercatori guidati da Vardan Adibekyan dell’Istituto di astrofisica del Portogallo. Sono anni che gli astronomi sono a caccia del gemello del Sole, perché le stelle non nascono da sole, ma «in gruppi di centinaia e migliaia, dalla stessa nube di gas e polveri, che si aggrega per instabilità gravitazionale. Con il tempo le stelle di questi ammassi si allontanano e si disperdono», ha detto all’Ansa Isabella Pagano, dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) di Catania. Di conseguenza, ha aggiunto, il Sole non ha un solo gemello, ma ne ha tanti, e individuarli «può aiutarci a capire dove si trovava nella galassia e in quali condizioni il Sole è stato formato», ha rilevato Adibekyan. I ricercatori hanno esaminato 20mila stelle censite dal satellite Gaia dell’Agenzia spaziale europea (Esa) e hanno selezionato quelle più simili al Sole. Fra esse la più simile è risultata Hd 186302, sia per dimensioni, temperatura, composizione, luminosità e nel modo in cui si muove nello spazio. La stella sembra anche essere coetanea del Sole, che ha 4.5 miliardi di anni, «tuttavia – ha rilevato Pagano – i ricercatori ammettono che sono necessari altri studi per calcolarne meglio l’età». Il prossimo passo sarà anche cercare eventuali pianeti in orbita intorno alla stella, perché la scoperta potrebbe avere implicazioni per la ricerca della vita: l’unico posto nell’universo in cui sappiamo con certezza che si è formata la vita è il Sistema solare. Ciò significa che dimensioni, età, temperatura, luminosità e composizione chimica del Sole sono tutti elementi compatibili con la vita così come la conosciamo. Quindi eventuali pianeti simili alla Terra in orbita attorno alle stelle con le stesse caratteristiche del Sole, secondo gli esperti, potrebbero avere le condizioni per ospitare la vita.
Redazione Ansa

Signori si cambia: “Hubble-Lemaître law”

L’equazione è di quelle brevissime, appena tre termini, come si addice alle più eleganti tra le rappresentazioni matematiche della Natura: v = HD. Ciò che descrive è uno fra i tratti caratteristici del nostro universo: la velocità della sua espansione. E ciò che implica – descrivendo, appunto, un universo in espansione – è nientemeno che il big bang. Un’equazione fondamentale, dunque, conosciuta fino a oggi come Legge di Hubble. Ma presto potrebbe cambiare nome. E diventare “Legge di Hubble-Lemaître”, in onore del fisico e astronomo belga che per primo la formulò: Georges Lemaître, prete diocesano.La proposta, da tempo nell’aria, è del comitato esecutivo della Iau, l’Unione astronomica internazionale. Gli stessi che hanno il potere di dare i nomi alle stelle, per dire. Gli stessi che, nel 2006, sancirono che Plutone non è più un pianeta. E proprio i malumori che fecero seguito a quella storica risoluzione li hanno ora indotti a procedere con cautela: la risoluzione sulla Legge di Hubble-Lemaître, pur approvata dai circa 3000 iscritti all’Iau presenti a Vienna la settimana scorsa in chiusura dell’Assemblea generale, per diventare effettiva dovrà superare il voto – questa volta elettronico – di tutti i circa diecimila membri dell’Unione. Insomma, per la decisione definitiva occorre aspettare ancora tre mesi. Nell’attesa, per comprendere le ragioni storiche e scientifiche di questa risoluzione, abbiamo chiesto aiuto – e un parere – all’astrofisico Massimo Della Valle, dirigente di ricerca all’Inaf di Napoli. «Nel 1927 Lemaître pubblica – in francese e su un giornale poco diffuso, gli Annales de la Société Scientifique de Bruxelles, l’articolo “Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques” (“Un Universo omogeneo  con massa costante e raggio crescente che spiega le velocità radiali delle nebulose extragalattiche”, come venivano chiamate allora le galassie esterne alla nostra). In quest’articolo Lemaître non si limita a scoprire le soluzioni dinamiche alle equazioni della relatività generale di Einstein (peraltro già trovate da Friedmann nel 1922), dalle quali deriva quella che oggi è conosciuta, appunto, come “legge di Hubble” – cioè che la velocità di recessione delle galassie è linearmente proporzionale alla distanza: Lemaître va oltre. Utilizzando le velocità di 42 galassie, misurate qualche anno prima da Vesto Slipher, e le loro luminosità, derivate nel 1926 da Hubble, determina il tasso di espansione dell’universo. Quindi è Lemaître a misurare, prima di Edwin Hubble, la costante H0 , successivamente chiamata costante di Hubble. Lemaître trova due valori», ricorda Della Valle, «575 km/s e 670 km/s per megaparsec, e assume un valore medio di 625 km/s per megaparsec. Due anni dopo, nel 1929 e poi nel 1931 con Humason, Edwin Hubble raffina la misura trovando Hpari a circa 500 km/s per megaparsec [ndr: oggi è stimata fra i 66 e i 75 km/s/megaparsec]». Come mai, allora, la relazione è stata invece attribuita all’astrofisico statunitense? «In molte storie importanti non mancano i colpi di scena. Questa non fa eccezione. Nel 1931», continua Della Valle, «l’editore di Monthly Notices of the Royal Astronomical Society suggerì a Lemaître di fornire una versione in inglese del suo lavoro del 1927, per poterla pubblicare sul suo giornale. Il lavoro viene pubblicato, ma ne manca un pezzo, come appurato successivamente da vari autori, fra i quali l’astrofisico Sidney van den Bergh, che nel 2011 scriveva: “sembra che il traduttore dell’articolo di Lemaître del 1927 abbia deliberatamente cancellato quelle parti del documento che si occupavano della determinazione di ciò che viene attualmente chiamato parametro di Hubble. La ragione di ciò rimane un mistero”».

Lost in translation

Insomma, è come se il contributo di Lemaître fosse andato “perduto” nel corso della traduzione. Chi ha “censurato” Lemaître quando ha tradotto l’articolo? «Il mistero è stato recentemente svelato da Mario Livio», spiega a Media Inaf Della Valle, «mentre era astronomo allo Space Telescope Institute di Baltimora. Rovistando tra la corrispondenza della Royal Astronomical Society e nell’archivio di Lemaître, Livio ha trovato una lettera autografa di Lemaître nella quale l’astrofisico belga chiarisce di essere stato lui stesso a tradurre il lavoro del 1927, e a censurarlo in alcuni suoi paragrafi che considerava importanti nel 1927 ma irrilevanti nel 1931, perché oramai superati dopo la pubblicazione nel 1929 dell’articolo di Hubble». La “colpa”, dunque, di altri non è se non dell’incredibile modestia di Lemaître stesso. Come del resto sottolinea la risoluzione della Iau, laddove nelle motivazioni, accanto al voler dare il giusto riconoscimento a entrambi gli scienziati, sottolinea la volontà di onorare l’integrità intellettuale di Georges Lemaître, che gli ha fatto anteporre il progresso della scienza alla visibilità personale. «Chiamare la legge di Hubble “legge di Hubble-Lemaître” mi pare doveroso», conclude Della Valle.
di Marco Malaspina (INAF)

Vulcani di ghiaccio su Cerere

Parlando di eruzioni vulcaniche, immaginiamo sempre pericolose colate di lava. Ma se a colare fosse acqua salata? È quanto potremmo aspettarci se sulla Terra fossero presenti criovulcani, cioè letteralmente vulcani di ghiaccio, che eruttano liquidi o gas volatili come acqua, ammoniaca o metano invece di spargere roccia fusa. Un fenomeno ancora poco compreso, ma che presenta già i suoi primi esempi nel nostro Sistema solare. In particolare, l’acqua salata è probabilmente il componente principale delle criolave su Cerere, il solo pianeta nano presente nella fascia principale degli asteroidi. Un nuovo studio, apparso su Nature Astronomye diretto da Michael Sori del Lunar and Planetary Laboratory dell’Università dell’Arizona, ha analizzato le immagini inviate dalla sonda spaziale Dawn della Nasa, in orbita intorno a Cerere dal 2015, per valutare l’impatto del criovulcanesimo su un corpo celeste rispetto al classico vulcanismo basaltico tipico dei pianeti terrestri. «C’è stato un grande interesse nella ricerca dei criovulcani su Cerere non appena Dawn è arrivata lì, perché i modelli termici avevano predetto che potevano esistere. Ahuna Mons è stato subito un gran candidato. Ho effettuato una ricerca globale che ha identificato trentuno altre grandi cupole, basata sull’analisi delle immagini della Framing Camera di Dawn e dei dati topografici», racconta Hanna Sizemoresenior scientist del Planetary Science Institute e coautrice dello studio. «Affermare che erano vulcaniche era difficile perché erano più antiche di Ahuna e le superfici erano fortemente craterizzate». Misurando altezza e diametro di ventidue di queste cupole, per poi calcolarne proporzioni e volumi, i ricercatori hanno confrontato le forme delle montagne con modelli numerici i quali, partendo da picchi acuti come Ahuna Mons, hanno consentito il calcolo del tempo necessario al rilassamento utile alla lava ghiacciata per appiattirsi fino a che le cupole raggiungessero la loro forma attuale. I risultati hanno rafforzato l’idea che queste cupole siano caratteristiche vulcaniche, permettendo paragoni con il vulcanismo su altri pianeti. Inoltre, le analisi hanno permesso di assegnare età approssimative alla maggior parte delle cupole, fare un controllo incrociato del modello di età con altri vincoli e approssimare la velocità con la quale esse si sono formate nell’ultimo miliardo di anni, contribuendo a mostrare che Cerere ha sperimentato il criovulcanismo durante tutta la sua storia geologica, con una velocità di espulsione superficiale media di circa 10mila metri cubi all’anno, diversi ordini di grandezza inferiori a quelli del vulcanismo basaltico sui pianeti terrestri. Infatti, aggiunge Sizemore: «Dato quanto è piccolo Cerere e quanto velocemente si è raffreddato dopo la sua formazione, sarebbe stato interessante identificare solo uno o due possibili criovulcani sulla superficie. Identificare una vasta popolazione di caratteristiche che potrebbero essere criovulcani suggerirebbe una lunga storia di vulcanismo che si estende fino ai giorni nostri, il che è tremendamente eccitante». «Cerere è un piccolo mondo che dovrebbe essere morto, ma questi nuovi risultati suggeriscono che potrebbe non esserlo. Vedere così tante potenziali prove di criovulcanesimo su Cerere presta anche maggior peso alle discussioni sui processi criovulcanici su grandi lune ghiacciate nel Sistema solare esterno, dove è probabilmente più vigoroso», conclude Sizemore.
di Matteo Boni (INAF)

Mai vista una stella di neutroni così

Il telescopio spaziale Hubble ha rilevato un’insolita emissione infrarossa, proveniente da una stella di neutroni, che potrebbe aprire una nuova finestra verso la comprensione di queste macchine infernali che si trovano nell’universo. I ricercatori hanno individuato due scenari possibili per spiegare questo segnale fuori dal comune: un disco di polvere che circonda la stella di neutroni, con un diametro di circa 30 miliardi di chilometri; oppure un vento energetico proveniente dalla stella di neutroni, che urta il gas presente nello spazio interstellare che la stella di neutroni sta attraversando. Sebbene le stelle di neutroni siano generalmente studiate nel radio e nelle alte energie, tipicamente nei raggi X, i ricercatori sono convinti che questo studio dimostri come nuove e interessanti informazioni su questi oggetti compatti possano essere acquisite studiandole anche nell’infrarosso. L’osservazione – effettuata da un team di ricercatori della Pennsylvania State University (in Pennsylvania), dell’Università Sabanci (a Istanbul, in Turchia) e dell’Università dell’Arizona (a Tucson, in Arizona) – potrebbe aiutare gli astronomi a capire meglio l’evoluzione delle stelle di neutroni, i resti incredibilmente densi dell’esplosione di una stella massiccia in quella che viene chiamata supernova. Le stelle di neutroni sono chiamate anche pulsar, perché la loro rotazione molto veloce (in genere frazioni di secondo, in questo caso 11 secondi) causa emissioni variabili nel tempo, come quelle dei fari nella notte. Oggetto di questa particolare osservazione è la stella di neutroni catalogata come Rx J0806.4-4123. «Questa particolare stella di neutroni appartiene a un gruppo di sette pulsar a raggi X vicine, soprannominate le magnifiche sette che, considerata la loro età e il serbatoio di energia disponibile fornito dalla perdita di energia di rotazione, sono più calde di quanto dovrebbero essere», spiega Bettina Posselt, astrofisica presso la Pennsylvania State e prima autrice dell’articolo. «Abbiamo osservato un’area estesa di emissione infrarossa attorno a questa stella di neutroni, la cui dimensione totale si traduce in circa 200 unità astronomiche (circa 30 miliardi di km) alla presunta distanza della pulsar».Questa è la prima stella di neutroni nella quale è stato visto un segnale infrarosso provenire da una regione estesa. I ricercatori suggeriscono due possibilità che potrebbero spiegare tale segnale. La prima suppone che ci sia un disco di materiale – forse per lo più polvere – che circonda la pulsar. «Una teoria è che potrebbe esserci quello che è noto come fallback disk di materiale che si è agglomerato attorno alla stella di neutroni dopo la supernova», dice Posselt. «Un tale disco sarebbe composto di materia proveniente dalla stella progenitrice. La sua successiva interazione con la stella di neutroni potrebbe avere riscaldato la pulsar fino a rallentarne la rotazione. Se confermato come disco derivato dalla supernova, questo risultato potrebbe cambiare la nostra comprensione generale dell’evoluzione delle stelle di neutroni». La seconda possibile spiegazione dell’emissione infrarossa di questa stella di neutroni è che ci sia una Pulsar Wind Nebula, nota anche come plerione, che sarebbe un particolare tipo di nebulosa trovata all’interno dei gusci dei resti di supernove, alimentata da venti che soffiano dalla pulsar centrale. «Una Pulsar Wind Nebula richiederebbe che la stella di neutroni mostrasse il vento della pulsar», osserva Posselt. «Un vento della pulsar si genera quando le particelle vengono accelerate nel campo elettrico prodotto dalla veloce rotazione di una stella di neutroni con un forte campo magnetico. Quando la stella di neutroni viaggia attraverso il mezzo interstellare a una velocità superiore a quella del suono, si può formare uno shock in cui interagiscono il mezzo interstellare e il vento della pulsar. Le particelle nello shock emettono radiazione di sincrotrone, causando il segnale infrarosso esteso che vediamo. Tipicamente, le Pulsar Wind Nebula sono viste nei raggi X e una Pulsar Wind Nebula infrarossa sarebbe molto insolita ed eccitante». Utilizzando il telescopio spaziale James Webb della Nasa, gli astronomi saranno in grado di esplorare ulteriormente questa scoperta nell’infrarosso per comprendere meglio l’evoluzione delle stelle di neutroni.
di Maura Sandri (INAF)

100 anni di Lambda

Celebrità il mondo anniversario della costante cosmologica, introdotta nel 1917 da Albert Einstein che la identificò con la lettera greca Lambda (Λ). Per l’occasione, due articoli pubblicati su  The European Physical Journal H, evidenziano il suo ruolo nella fisica e nella cosmologia negli ultimi 100 anni. È stato detto che per la prima volta quando è stato pensato che l’universo è statico, oggi la costante è considerata la principale considerazione per l’essenza fisica ritenuta responsabile dell’espansione accelerata del nostro universo. La verità è stata accettata, la costante cosmologica è stata per ogni argomento sulla sua vera necessità, sul suo valore e sulla sua natura. Nonostante il lungo dibattito e le ricerche teoriche e sperimentali, ancora oggi sono problemi irrisolti nella comprensione della natura Nel suo articolo,  Bohdan Novosyadlyj , associato alla Università Nazionale di Lviv , in Ucraina, spiega Albert Einstein nel 1917, elaborando il primo modello cosmologico moderno, introducendo la costante cosmologica: allora è necessaria una soluzione statica delle equazioni Einstein, allora ritenuta come la più ragionevole dalla maggior parte degli esperti. Il suo profondo significato fisico, tuttavia, sfuggì ad Einstein. Dopo la scoperta delle prove che hanno avvalorato un universo non statico nel 1929, Einstein si pentì di aver adottato questa considerazione nelle equazioni della Relatività generale. Nel frattempo, altri studi hanno cercato per comprendere il suo pensiero fisico e rendono la sua grandezza. Furono infine modelli alternativi a Lambda che  Michael Turner nel 1998, chiamò genericamente energia oscura  (energia oscura). In un altro articolo,  Cormac O’Raifeartaigh  del  Waterford Institute of Technology, in Irlanda, insieme ai suoi colleghi, ha presentato un’analisi dettagliata della storia dei 100 anni della costante cosmologica. A partire da un’idea statica universale, l’articolo spiega l’idea della costante cosmologica sia stata accantonata in seguito alle osservazioni di Hubble che implicano un’espansione dell’universo. È stato riconsiderato per efficacia l’attuale accelerata dell’universo, misurata per la prima volta con le osservazioni delle Supernove di tipo Ia, nel 1998. Recentemente, la costante ha acquisito un grande significato fisico, poiché ha contribuito a combinare recenti osservazione con la teoria. Nello specifico, è stato d’aiuto per riconciliare la teoria con il fenomeno osservato di recente energia oscura, Media Inaf  ha  conseguito Alessandro Gruppuso , ricercatore dell’Inaf di Bologna, che si occupa da tanti anni di cosmologia teorica ed osservativa, sulla costante cosmologica e sulla sempre affascinante energia oscura.

Perché Albert Einstein ad un certo punto definì l’introduzione della costante cosmologica il suo più grande errore?

Ci sono due motivazioni, una teoria ed una osservativa. Quella teoria è l’insieme della soluzione statica, in cui la teoria di Fisicamente non è accettabile, poiché è la norma di stabilità. Quella osservativa riguarda la scoperta da parte di Hubble dell’espansione dell’universo.

Perché la costante cosmologica rappresenta un problema teorico?

Il termine di costante cosmologica è matematicamente uguale ad un termine di energia di vuoto. Come riportato in uno di questi articoli, è  Lemaitre  ad accorgersi di questa equivalenza. Successivamente  Zel’dovic  mise in Relazione racconto Termine con il vuoto quantistico. Questo è un modo elegante di mantenere la cosmologia in termini di effetti quantistici di vuoto. Purtroppo, calcolando da principi il valore numerico di cui si parla di energia di vuoto, si scopre, con grande imbarazzo, che differisce anche di 120 ordini di grandezza rispetto a quanto ottenuto dalle osservazioni. Si tratta, come diceva  Hawking , del più grosso fallimento di una teoria fisica.

A che punto siamo con la determinazione di questo numero?

Dal punto di vista osservativo, Lambda ha un valore ben misurato e concorde tra vari esperimenti. Essa rappresenta, nel modello cosmologico standard, circa il 70% del budget di energia-materia contenuto nell’universo, come ad esempio misurato dal satellite Planck dell’Esa, per cui lavoro dal 2005. I problemi concettuali associati a una storia costante hanno portato diversi teorici a temi modelli a Lambda, noti come modelli di  energia oscura . Questi modelli, che riproducono alla nostra epoca cosmologica in modo dinamico, sono simili a un Lambda, si differenziano da essa tramite la loro evoluzione temporale. Uno degli obiettivi fondamentali della cosmologia osservativa moderna è proprio quello di testare l’eventuale sviluppo temporale della componente di  energia oscura .

Scoperte dodici nuove lune di Giove

Sono dodici le nuove lune di Giove appena scoperte: undici sono “normali” lune esterne e una è invece parecchio “stravagante”. La scoperta porta il numero totale delle lune di Giove a oggi conosciute a settantanove, un numero enorme, più di qualsiasi altro pianeta del nostro Sistema solare. Un gruppo di ricerca guidato da Scott Sheppard di Carnegie ha individuato queste lune nella primavera del 2017, mentre stava dando la caccia a oggetti molto distanti nel Sistema solare, identificabili come possibili pianeti oltre l’orbita di Plutone. Nel 2014, lo stesso gruppo aveva trovato l’oggetto con l’orbita più distante nel nostro Sistema solare ed è stato il primo gruppo a intuire la possibile esistenza di Planet Nine (o Pianeta X): un pianeta massiccio, di fatto ancora sconosciuto, ai margini del nostro Sistema solare, ben oltre Plutone, che potrebbe spiegare la somiglianza delle orbite di diversi piccoli oggetti estremamente distanti. Anche Dave Tholendell’Università delle Hawaii e Chad Trujillo della Northern Arizona University fanno parte del gruppo di ricerca di Planet Nine. «Giove si è trovato vicino al nostro campo di vista, nel quale stavamo effettuando la ricerca di oggetti molto distanti, appartenenti al nostro Sistema solare. La scoperta», spiega Sheppard, «è stata un esempio di serendipità: abbiamo trovato le nuove lune attorno a Giove mentre cercavamo pianeti ai margini del Sistema solare». Gareth Williams dell’International Astronomical Union’s Minor Planet Center ha utilizzato le osservazioni del team per calcolare l’orbita delle lune appena scoperte. «Sono necessarie diverse osservazioni per confermare che un oggetto sta effettivamente orbitando attorno a Giove», ricorda Williams. «Quindi, l’intero processo è durato un anno». Nove delle nuove lune fanno parte di uno gruppo di lune esterne che orbitano in direzione retrograda, ossia  opposta alla direzione di rotazione di Giove. Queste lune retrograde, più distanti, sono raggruppate in almeno tre distinti gruppi orbitali e si pensa siano i resti di tre corpi più grandi che si sono separati durante le collisioni con asteroidi, comete o con altre lune. Le lune retrograde scoperte di recente impiegano circa due anni per orbitare attorno a Giove. Due delle lune scoperte fanno parte di un gruppo di lune più interno che orbitano nella stessa direzione di rotazione del pianeta. Queste lune più interne prograde hanno simili distanze orbitali e angoli di inclinazione, e si pensa che siano frammenti di una luna più grande che si è frantumata. Queste due lune appena scoperte impiegano poco meno di un anno per girare attorno a Giove. «L’altra nostra scoperta è un oggetto veramente bizzarro, con un’orbita come nessun’altra luna gioviana nota» racconta Sheppard. «Probabilmente è anche la luna più piccola di Giove, con meno di un chilometro di diametro». Questa nuova luna “strana” è la più distante e più inclinata del gruppo di lune prograde e impiega circa un anno e mezzo per orbitare attorno a Giove. Quindi, a differenza del più vicino gruppo di lune prograde, questa strana luna prograda ha un’orbita che attraversa le lune retrograde esterne. Di conseguenza, è molto più probabile che avvengano scontri frontali tra la “strana” luna prograda e le lune retrograde, che si muovono in direzioni opposte. «È una situazione instabile», sottolinea Sheppard. «Le collisioni frontali distruggono rapidamente le lune, riducendole in polvere». È possibile che i vari raggruppamenti orbitali di lune che oggi vediamo si siano formati nel lontano passato attraverso questo meccanismo. Il gruppo di ricerca pensa che questa piccola luna prograda possa essere il residuo di una luna prograda più grande, che una volta orbitava attorno a Giove e che si è distrutta in seguito a collisioni frontali, dando origine a lune più piccole, tra cui quella che è stata trovata. Il nome della piccola luna scoperta è Valetudo che, richiamando la mitologia romana, è la pronipote di Giove, dea della salute e dell’igiene. Chiarire le complesse influenze che hanno modellato la storia orbitale della luna può far comprendere agli scienziati come si è evoluto il ​​nostro Sistema solare nei primi anni. Ad esempio, la scoperta che le lune più piccole nei vari gruppi orbitali di Giove sono abbondanti suggerisce che le collisioni che le hanno create si sono verificate dopo l’era della formazione dei pianeti, quando il Sole era ancora circondato da un disco rotante di gas e polvere dal quale i pianeti si sono formati. A causa delle loro dimensioni, da uno a tre chilometri, queste lune sono più influenzate dal gas e dalla polvere circostanti. Se questi materiali fossero stati ancora presenti quando la prima generazione di lune di Giove si scontrò per formare gli attuali raggruppamenti di lune, l’attrazione esercitata da gas e polveri sulle lune più piccole sarebbe stata sufficiente a trascinarle, facendole spiraleggiare verso Giove.
di Maura Sandri (INAF)

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