Tuffo con sorpresa per la pulsar

L’hanno definita la coppia stravagante sia perché è fuori dal comune sia perché ci ha riservato qualche sorpresa. Si tratta di due stelle in orbita una attorno all’altra, distanti da noi 8.000 anni luce. La prima, nota come LS 2883, è una gigante blu, giovane, estremamente luminosa, con una massa 24 volte quella del Sole; l’altra, PSR B1259-63, è una pulsar, ovvero una stella di neutroni in rapida rotazione su se stessa: compie 21 giri in un secondo, è più piccola della Terra e possiede una massa due volte quella del Sole.
Una tale accoppiata non poteva che suscitare l’interesse degli astrofisici, soprattutto dopo aver scoperto che ogni tre anni e cinque mesi le due stelle raggiungono la minima distanza l’una dall’altra: circa 63 milioni di chilometri, meno della metà della distanza della Terra dal Sole. Un minimo toccato verso la fine dello scorso anno che ha messo in allerta i maggiori telescopi spaziali: da Fermi a Swift, da XMM-Newton a INTEGRAL, pronti a cogliere le conseguenze prodotte da quell’avvicinamento. Conseguenze previste dalla teoria, che hanno origine nel disco di gas che circonda la stella più grande. Durante il periodo di massimo avvicinamento la pulsar entra ed esce due volte da questo disco: ogni volta dà una botta di energia alle particelle del gas che subiscono così un’ improvvisa accelerazione, emettendo intese quantità di energia nelle varie lunghezze d’onda.
Proprio la rilevazione di queste emissioni era l’obiettivo dei principali telescopi spaziali alla fine del 2010 e a gennaio di quest’anno, quando la pulsar è passata rispettivamente la prima e la seconda volta nel disco di gas. A sorpresa, mentre le emissioni nella banda X e radio sono rimaste le stesse in entrambi i “tuffi”, quelle gamma sono invece risultate molto più intense nel secondo, come illustrato in un articolo che verrà pubblicato nel numero del 20 Luglio dell’ Astrophysical Journal Letters ma già disponibile on line.
Qual è l’origine di una differenza così marcata nei due casi? Cosa è cambiato tra il primo e il secondo passaggio? Gli astrofisici sono al lavoro per trovare la risposta, legata ai meccanismi dinamici e alla fisica delle alte energie, e ben gradirebbero un ulteriore set di osservazioni e dati. Anche per questo c’è chi già si sta pensando al migliore coordinamento possibile dei telescopi per maggio 2014, quando saranno passati i tre anni e cinque mesi che ci separano dal prossimo tuffo della piccola pulsar nel gas della sua compagna.
di Luca Nobili (INAF)

Una fabbrica di stelle chiamata M 17

È frutto del binomio VST (VLT Survey Telescope) e dell’OMEGACAM l’immagine che la NASA ha scelto come foto astronomica del giorno (vedi sito INAF).
Il programma VST è una cooperazione tra l’INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte a Napoli e l’ESO. L’INAF ha progettato e costruito il telescopio con la collaborazione delle principali industrie italiane del settore, mentre l’ESO è responsabile dell’edificio e dei lavori di ingegneria civile al sito. OmegaCAM, il sofisticatissimo “occhio” del VST da 770 kg di peso e composto da 32 rivelatori CCD che insieme costruiscono le immagini da 268 megapixel, è stato progettato e costruito da un consorzio che comprende istituti olandesi, tedeschi e italiani – tra cui in particolare gli Osservatori Astronomici INAF di Padova e Napoli – con un importante contributo dell’ESO. Scolpita dai venti stellari e dalle radiazioni, la fabbrica di stelle nota come Messier 17 si trova a circa 5.500 anni luce di distanza nella costellazione del Sagittario. L’ ampio campo di vista di VST, a tale distanza, si estende per quasi 100 anni luce. La nitida immagine, che in falsi colori comprende dati ottici e infrarossi, è ottenuta seguendo i deboli dettagli delle nubi di polveri e gas della regione che si staglia sulle stelle centrali della Via Lattea. I venti stellari e le radiazioni prodotte dalle calde e massicce stelle che si formano dallo stock di gas e polvere di M17, ne hanno lentamente scolpito il materiale interstellare rimanente producendo l’aspetto cavernoso e le forme ondulate.
Redazione Media Inaf

A caccia di ammassi globulari

A giugno inoltrato, quasi luglio, si ha il momento migliore per osservare i più brillanti ammassi globulari del cielo notturno. Gli ammassi globulari sono gli oggetti più antichi dell’universo, forse più antichi delle stesse galassie. Ammassi molto grandi di stelle molto vecchie, con forma sferica che orbitano intorno al centro galattico. Il più bello tra questi è il Great Cluster in Ercole, numero 13 del catalogo di Messier, che può essere scorto in questo periodo quasi sopra le vostre teste tra le stelle che formano il cuore della costellazione.
Uno zoom
L’ammasso M13 è posto nella parte a destra della zona più visibile della costellazione, nei pressi di Eta Herculis che segna l’angolo in alto a destra. E’ visibile persino ad occhio nudo sotto un cielo ideale, e già un binocolo riesce ad identificarlo senza problemi. In un piccolo telescopio è uno degli oggetti più belli del cielo notturno: una palla stellare che si risolve in stelle quasi completamente man mano che si sale di diametro del telescopio. Contiene l’equivalente di 600 mila soli in un volume di 120 anni luce di diametro. Si trova a 25.000 anni luce di distanza dal Sole, in un range compreso tra 20.000 e 80.000 anni luce dal centro galattico in una orbita percorsa in mezzo miliardo di anni.
Cosa potresti vedere
Gli astrofili principianti potrebbero restare delusi da ciò che possono osservare direttamente in un telescopio rispetto alle immagini su internet. Gli ammassi globulari però sono tra i pochi oggetti che attualmente non lasciamo mai insoddisfatti. In Ercole c’è un altro ammasso globulare, M92, spesso sottovalutato a vantaggio del suo cugino più brillante. La stella vicina, Arturo, è fiancheggiata da altri due ammassi molto ricchi: Messier 3 nei Cani da Caccia e Messier 5 nella testa del Serpente. La grande costellazione di Ofiuco contiene moltissimi globulari, compresi i tre che abbracciano la parte centrale del suo corpo: Messier 10, 12 e 14, ciascuno con le sue particolarità se visti in un telescopio. Infine, altre due gemme spostandoci a sud: Messier 4 è posto nello Scorpione poco ad ovest rispetto ad Antares, mentre Messier 22 si trova leggermente sopra la parte principale del Sagittario.
Purtroppo per noi, Omega Centauri e 47 Tucanae sono per noi invisibili data la declinazione australe.
Fonte: Space.com

Nel cuore di Messier 78

Il telescopio spaziale della NASA Spitzer è riuscito a penetrare, con i suoi occhi all’infrarosso, all’interno della nebulosa M 78, mostrando stelle giovani che si stanno spogliando della coltre di nubi oscure che le avvolgono. La polvere estesa è molto scura, perfino agli occhi di Spitzer, ma i confini mostrano delle aree più rossicce che circondano la parte interna più brillante. Messier 78 è facilmente visibile già in piccoli telescopi nella costellazione di Orione, a nord est rispetto alla Cintura, ma a dominarla sono le regioni oscure occupate dalle polveri. L’occhio infrarosso di Spitzer ha penetrato queste polveri rivelando l’interno della nebulosa. La luce proveniente dalle stelle giovani sta iniziando a scavare all’interno della polvere e probabilmente si giungerà in futuro a qualcosa di simile all’anello verde immortalato da Spitzer a giugno. Un filamento di stelle giovani può essere scorto come punti rossi al di fuori della nebulosa. L’immagine è composta da frame in tre diversi colori: il blu rappresenta la radiazione a 3.6 e 4.5 micron, il verde invece mostra la luce a 5.8 e 8 micron, mentre il rosso è a 24 micron. Vedi la foto sul sito Skylive.
Fonte: NASA

Un quasar così non si era mai visto

È un quasar (ULAS J1120+0641 ), il più distante mai trovato, l’oggetto della scoperta dovuta ad un gruppo di astronomi europei, ottenuta grazie alle osservazioni del VLT (Very Large Telescope) dell’ESO e di una folta schiera di altri telescopi. Alimentato da un buco nero di massa pari a circa due miliardi di volte la massa del Sole, è di gran lunga l’oggetto più brillante finora scoperto nell’Universo primordiale. Il risultato è pubblicato nel numero della rivista Nature di questa settimana.
I quasar sono galassie distanti e molto luminose che sembrano essere alimentate da buchi neri supermassicci al loro interno. La loro luminosità li rende dei fari molto potenti che possono aiutarci a studiare l’epoca in cui le prime stelle e le prime galassie si stavano formando. Il quasar appena scoperto è così lontano che la sua luce illumina l’ultima fase dell’era della rionizzazione, com’era a soli 770 milioni di anni dopo il Big Bang (il redshift è 7.1). La luce emessa ha impiegato circa 12.9 miliardi di anni per raggiungerci e tra gli oggetti sufficientemente brillanti per essere studiati in dettaglio, questo è di gran lunga il più distante.
“Abbiamo impiegato cinque anni a trovare questo oggetto.” spiega Bram Venemans, uno degli autori dello studio. “Cercavamo un quasar con un redshift maggiore di 6.5. Trovarne uno così lontano, a un redshift maggiore di 7, è stata una sorpresa molto eccitante. Andando a sbirciare nell’era della re-ionizzazione, questo quasar ci offre un’opportunità unica di esplorare una finestra di circa 100 milioni di anni nella storia del cosmo, finestra che prima era al di là delle nostre possibilità”.
La distanza del quasar è stata determinata dalle osservazioni effettuate con lo strumento FORS2 montato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO e con strumenti del telescopio Gemini Nord. Poiché questo oggetto è relativamente brillante è possibile misurarne le spettro (cioè dividere la luce che arriva dall’oggetto nei suoi colori componenti). Questa tecnica ha permesso agli astronomi di scoprire molte informazioni sul quasar.
Queste osservazioni hanno mostrato che la massa del buco nero al centro di ULAS J1120+0641 è circa due miliardi di volte quella del nostro Sole. Questa massa così alta è difficile da spiegare in un tempo così vicino al Big Bang. Le attuali teorie per la crescita di un buco nero supermassiccio prevedono una lenta crescita della massa man mano che l’oggetto compatto attrae materiale dai dintorni.
Crediamo che ci siano solo un centinaio di quasar brillanti con redshift maggiore di 7 in tutto il cielo”, conclude Daniel Mortok, il primo autore dell’articolo. “Trovare questo oggetto ha richiesto un’accurata ricerca, ma ha dimostrato di valere lo sforzo fatto per cercare di svelare alcuni misteri dell’Universo primordiale.
Redazione Media Inaf

Nel Chaco Canyon la supernova del 1054?

Nel New Mexico, nel Chaco Canyon, sono state ritrovate le figure dipinte su parete che rappresentano una falce di Luna, con un diametro di 18 centimetri, in prossimità della quale è riprodotta una grande stella. Al di sotto vi sono tre circoli concentrici che rappresentano il Sole. L’impronta della mano dell’artista completa la composizione. Questo dipinto – leggo su “Cieli perduti” di Guido Cossard – rappresenta quasi certamente la supernova che è esplosa nel 1054 e che ha dato origine alla famosa Nebulosa del Granchio. Infatti le cronache del periodo – prosegue Cossard – scritte da astronomi cinesi e, indipendentemente, da quelli coreani, descrivono la posizione della nuova stella apparsa nel cielo, del Sole e della Luna e le loro descrizioni coincidono in modo stupefacente con la rappresentazione di Chaco Canyon. Sull’argomento (per chi è interessato) ho trovato un articolo molto interessante di Adriano Gaspani (INAF Osservatorio Astronomico di Brera) che riportiamo di seguito.
E’ ormai assodato che le popolazioni evolute allo stadio neolitico talvolta rappresentarono sulla pietra mediante petroglifi o pittogrammi alcuni fenomeni celesti spettacolari e molto vistosi. Uno dei casi più discussi è quello relativo alla possibile rappresentazione simbolica della supernova del 1054, quella che diede origine alla nebulosa del Granchio, nella costellazione del Toro, presso la stella ζ Tauri, su un parete di roccia posta nel Chaco Canyon, in Arizona negli Usa. Il Chaco Canyon è un corridoio serpeggiante che si stende per circa 14 chilometri, ampio dai 500 metri ai 2 chilometri, posto a circa 1900 metri di quota e percorso da un torrente, il Chaco Wash, che generalmente rimane asciutto durante tutta l’estate. In questo luogo erano stanziati intorno all’anno 1000 della nostra era, le popolazioni facenti parte del gruppo degli Anasazi, progenitori degli attuali nativi americani. Verso la fine del canyon, prima di giungere alla deviazione che conduce al villaggio di Peflasco, costeggiando la parete del canyon per circa 500 metri, si giunge nel luogo dove, sei metri più alto, sopra la parete di roccia, è posto la famosa serie di pittogrammi che sono stati interpretati come la registrazione simbolica, ma anche oggettiva, della supernova apparsa nel 1054 nella costellazione del Toro. Scoperta nel 1955 questa singolare serie di pittogrammi rossi e gialli, è stata interpretato da William Miller, fotografo all’Osservatorio di Mount Wilson, come la rappresentazione della supernova che è esplosa nel 1054 e che ha dato origine alla Crab Nebula. Sulla parete del canyon è dipinta una falce di Luna, del diametro di 8 centimetri, con sotto, molto vicina, a 30 centimetri di distanza, l’immagine di una grande stella. Ancora più sotto, sono rappresentati tre circoli concentrici che potrebbero raffigurare il Sole e, sopra il dipinto è tracciata l’impronta di una mano che è stata interpretata come la firma dell’autore. La rappresentazione è molto interessante ed è stato ipotizzato potesse riferirsi a qualche fenomeno celeste avvenuto durante il XI secolo ed osservato dai nativi locali. Ci si chiese se un qualche evento straordinario potesse essere accaduto nei pressi dell’eclittica, in vicinanza della Luna, per aver poi ispirato tale raffigurazione rupestre. I calcoli astronomici calcolarono allora che la Luna, il 5 luglio 1054, nel cielo del mattino aveva avuto una congiunzione stretta con la SN1054. Poteva essere forse questo il fenomeno rappresentato sulla parete di roccia?
Nel caso dell’esplosione stellare del 1054 dobbiamo ricordare che essa fu osservata dagli astronomi cinesi e da quelli coreani, i quali, fortemente impressionati da questa stella brillantissima apparsa all’improvviso, registrarono accuratamente l’evento nei loro annali, indicando anche, con buona precisione, la posizione della supernova tra le stelle, quindi siamo in grado di eseguire i necessari confronti tra quanto rappresentato e quanto visibile nel cielo. Al posto di questo straordinario astro, la cui apparizione è durata alcuni mesi, ed era anche visibile di giorno, oggi si vede un piccolo oggetto nebuloso, la cosiddetta Crab Nebula (M1 del catalogo di Messier), quindi possiamo ricostruire con precisione la situazione osservativa di quella mattina nel Chaco Canyon. Lo studio delle antiche osservazioni cinesi della supernova hanno mostrato che il 5 di luglio del 1054 la brillantissima nuova stella si poteva vedere all’alba, prima della levata del Sole, a circa due gradi sotto l’ultima falce della Luna. Certamente questo fenomeno deve aver notevolmente impressionato coloro che osservavano in quel momento il cielo: non è normale vedere una stella brillantissima vicinissima alla Luna che leva un po’ prima del Sole, ed è possibile che qualche abitante del Chaco, stupito dal fenomeno, lo abbia voluto riprodurre con un dipinto sulle pareti del canyon. Questo almeno è quanto è stato affermato e sostenuto dalla stampa non specializzata.
Quando fu divulgata la notizia dell’interpretazione dell’immagine del Chaco, vari furono gli studiosi che sollevarono dubbi sull’identificazione con la famosa supernova. Innanzitutto, fu giustamente obiettato che non è facile collocare cronologicamente un dipinto eseguito sulla roccia. I metodi, in questi casi, sono quanto mai complessi ed incerti, ed inoltre quelli più sicuri sono applicabili solamente in alcune circostanze speciali, non certo quelle del dipinto del Chaco Canyon. La rappresentazione sulla parete del canyon è più probabile sia quella della Luna osservata al mattino in vicinanza di Venere, un pianeta che era assai importante per gli antichi nativi. I Mesoamericani, per esempio, vedevano in questo pianeta addirittura un dio molto pericoloso e temibile. Florence Ellis, una studiosa del Dipartimento di Antropologia dell’Università del New Mexico, ha affermato che, dalle sue conoscenze dei costumi dei Pueblo, anche di quelli antichi, risulta che è assai improbabile che essi abbiano registrato un evento del genere anche se era veramente straordinario. Per loro era abbastanza comune invece rappresentare il Sole, Venere e la Luna specialmente in connessione con il conteggio del tempo. Il problema di questa interpretazione è però che la mattina del 5 Luglio 1054, Venere era posto nella costellazione del Leone, quindi molto lontano dalla Luna ed e visibile di prima sera nelle luci del tramonto e non dell’alba. Gli studiosi dell’arte rupestre, dopo l’annuncio della scoperta del Chaco Canyon, hanno trovato oltre una quindicina di altre immagini della Luna e della stella nei dipinti sparsi sulle rocce dell’Arizona: tutte però si basano su un semplice confronto visuale delle rappresentazioni, quindi nulla di dimostrabile oggettivamente secondo i metodi scientifici. La questione dell’osservazione della supernova del 1054 da parte degli Anasazi non è ancora risolta, non ci sono elementi sicuri; certo è che i nativi americani, erano attenti osservatori del cielo e qui hanno certamente voluto rappresentare un fenomeno peculiare, ma non è assolutamente dimostrato che si sia trattato della supernova scoperta dei cinesi. A questo punto appare interessante dire qualche parola in relazione al modo in cui si stabiliscono relazioni tra le configurazioni mostrate dagli oggetti celesti e quanto rappresentato nei siti e sui reperti archeologici. In generale appare facile cadere nella tentazione di eseguire associazioni euristiche solamente basate sulla pura somiglianza visuale tra quanto rappresentato sui reperti e quanto era visibile nel cielo all’epoca in cui essi sono stati collocati cronologicamente dagli archeologi, senza applicare alcuna tecnica matematica e statistica di pattern recognition tesa a valutare oggettivamente il grado di correlazione incrociata tra le due configurazioni ed il livello di probabilità associato ad essa. Gli esempi di questo modo di procedere scientificamente discutibile si sprecano: dalla presunta correlazione tra la configurazione delle grandi piramidi egizie poste nella piana di Gizeh con le stelle della Cintura di Orione, alle varie Orse Maggiori che dovrebbero essere rappresentate dalle coppelle rilevabili sui massi alpini, all’altrettanto improbabile correlazione tra la struttura del sostegno della brocca di Brno-Malomerice con il cielo stellato visibile nella Boemia dell’età del Ferro.

Come riconoscere i pianeti che ospitano la vita

Come possiamo stabilire se su un pianeta ci può essere vita osservandolo a distanza? Quali gli indizi da cercare? Se lo chiedono i ricercatori di un programma americano di Esobiologia, in parte finanziato dall’ Istituto di Astrobiologia della NASA. Seduti davanti ai computer, costruiscono simulazioni virtuali dalle quali determinare tutti gli indizi che in qualche modo indicano la possibile presenza di vita o quantomeno di elevate condizioni di abitabilità.
Tenendo presenti i costituenti tipici delle varie atmosfere planetarie, i ricercatori si sono concentrati sulle abbondanze dei composti organici che presentano zolfo, un fattore strettamente legato alla quantità di calore proveniente dalla stella attorno alla quale orbita il pianeta che a sua volta è un fattore primario che ne determina la possibile abitabilità. Le simulazioni hanno mostrato che le diverse abbondanze di questi composti hanno, tra le conseguenze, quella di variare a loro volta i livelli di etano e metano presenti nell’atmosfera.
Il risultato, pubblicato da poco in un articolo su Astrobiology, acquista particolare rilevanza per chi si troverà a studiare pianeti e satelliti dotati di un’atmosfera simile a quella della Terra primordiale, dove ancora non dominano gas quali ossigeno e azoto ma che presentano invece forti concentrazioni di idrocarburi quali l’etano e il metano. Misurandone i livelli, operazione possibile anche a distanza senza la necessità di recarsi sul posto, in base a quanto ottenuto dai modelli sviluppati dai ricercatori, sarà possibile calcolare il “livello di abitabilità” del corpo celeste.
La stima non potrà essere considera definitiva ma andrà associata ad altre valutazioni basate su altri indizi. Tuttavia rappresenterà un ulteriore e importante elemento discriminante, utile per selezionare in modo mirato i pianeti con maggiore probabilità di ospitare la vita sui quali conviene continuare a indagare.
di Luca Nobili (INAF)

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