Il cielo di novembre con Tauridi e Leonidi

La notte si allunga, il Sole anticipa sempre più il suo tramonto, e questo ci regala qualche ora in più di osservazione della volta stellata. È così che allo spengersi delle ultime luci del crepuscolo avremo ancora l’opportunità di ammirare brevemente, sull’orizzonte occidentale, alcuni degli astri caratteristici del cielo estivo come il Triangolo Estivo (descritto ampiamente nelle rubriche dei mesi precedenti). Lungo la fascia zodiacale nelle prime ore della sera possiamo riconoscere il Capricorno e l’Acquario, deboli costellazioni prive di stelle particolarmente brillanti. Proseguendo verso Sud, troviamo i Pesci e la minuscola costellazione dell’Ariete. Chi osserva da luoghi con l’orizzonte meridionale privo di ostacoli – in pianura o sul mare – può cimentarsi nel riconoscimento delle costellazioni che si estendono al di sotto dell’eclittica: la Balena e più a Ovest, sotto l’Acquario, il Pesce Australe, dove si può facilmente riconoscere una stella brillante, Fomalhaut. Verso Est vedremo sorgere le costellazioni zodiacali che domineranno il cielo nell’imminente inverno: vedremo così prima il Toro e successivamente i Gemelli. In tarda serata nel cielo orientale si inizieranno a vedere altre costellazioni prossime protagoniste dei cieli invernali: il Cancro, a sinistra dei Gemelli, e nella seconda parte della notte, il Leone. Inconfondibili, a Sud-Est nelle prime ore della notte, le costellazioni di Orione e del Cane Maggiore, con la luminosissima Sirio. Sopra i Gemelli e il Toro è facilmente identificabile un’altra costellazione che vedremo ben alta in cielo per i prossimi mesi: si tratta dell’Auriga, dalla caratteristica forma a pentagono, in cui uno dei vertici è rappresentato da una delle stelle più luminose della volta celeste, Capella. In prossimità dello zenit, sulla nostra verticale, godono ancora di visibilità ottimale le costellazioni già descritte nel “cielo di ottobre”: il grande quadrilatero di Pegaso, seguito, verso Nord Est, da Andromeda e da Perseo e, più vicine al Polo Nord Celeste, la “W” di Cassiopea e il meno appariscente Cefeo. Proseguiamo il tour e soffermiamoci sulla piccola costellazione del Triangolo, tra Andromeda e l’Ariete: in essa si trova la galassia spirale M33, ben nota a tutti gli astrofili: è la terza componente per importanza del Gruppo Locale la concentrazione di galassie di cui fanno parte la nostra Via Lattea e la notissima galassia di Andromeda. A Settentrione troviamo come sempre l’Orsa Maggiore e l’Orsa Minore, con la stella polare immobile ad indicarci il Nord tra le due Orse possiamo riconoscere il Dragone.
Dal 5 al 12 novembre sarà possibile osservare lo sciame meteorico delle Tauridi, sciame generato dal passaggio orbitale terrestre sui residui della cometa Encke. Come suggerisce il nome, il radiante dello sciame proviene dalla costellazione del Toro. Le Tauridi non sono numerose (circa 5 per ora), ma hanno la caratteristica di avere quasi sempre un intenso colore arancio e una lentezza fuori dal comune.
Nella notte tra 17 e 18 novembre si verificherà la massima attività dello sciame meteorico delle Leonidi, una pioggia di “stelle cadenti” analoga a quella più nota del 12 agosto. Lo sciame meteorico delle Leonidi è prodotto dai minuscoli residui di una cometa periodica, la Tempel-Tuttle. Tali frammenti sono raccolti in una grande e rarefatta nube che viene attraversata ogni anno dalla Terra attorno alla metà di novembre. Agli appassionati osservatori di meteore che non temono il freddo e il sonno si consiglia tuttavia di prolungare le osservazioni anche nelle notti successive. Le previsioni indicano infatti un ulteriore probabile massimo di attività nelle ore che precedono l’alba del giorno 19. Il radiante – punto di provenienza della meteore – si trova nella costellazione del Leone (da cui deriva il nome dello sciame). Purtroppo quest’anno verso mattina, quando il radiante sarà più alto sull’orizzonte e quindi meglio osservabile, ci sarà il disturbo della Luna.
Tratto da: Astronomia.com

Il paradosso di Olbers

Immaginiamo di entrare in un bosco. Dapprima gli alberi sono piuttosto radi, ma poi la foresta si fa sempre più fitta. Ad un certo punto, in qualsiasi direzione noi guardiamo vediamo qualche albero, vicino o lontano che sia.
Se non vi è un sentiero segnalato o se non abbiamo una bussola, sarà ben difficile uscire fuori da quel groviglio verde. Tutto appare uguale e ci consideriamo persi. Nelle favole quello è il momento in cui facilmente arriva l’orco o il lupo. Una cosa simile dovrebbe succedere anche nel cielo. Dovunque guardassimo dovremmo vedere qualche stella. Dato che le stelle sono simili al Sole, il cielo dovrebbe avere una luminosità costante pari a quella del Sole. E invece non è assolutamente vero. In altre parole, sorgerebbe ovvia una domanda: “Com’è possibile che il cielo notturno sia buio nonostante ci sia un numero infinito di stelle?”. Già nel 1610 Keplero si era posto questa domanda, ma fu nel 1826 che l’astronomo tedesco Olbers l’enunciò in modo chiaro e preciso, come un vero e proprio paradosso.
Forse i meno esperti potrebbero dire: “Ma dove sta il paradosso? In una foresta, gli alberi che spuntano in qualsiasi direzione sono abbastanza vicini e quindi riesco a vederli tutti. Nel cielo, invece, le distanze sono enormi e le stelle diventano sempre meno luminose al crescere della distanza. Vedo ovviamente solo le più vicine e conseguentemente il cielo mi appare nero con un numero maggiore o minore di stelle a seconda delle condizioni di trasparenza dell’atmosfera. Certamente, però, non può mai essere luminoso come la superficie del Sole.” In realtà, anche il telescopio più potente del mondo, lo Space Telescope, pur riuscendo a guardare lo spazio più profondo, vede un cielo nero.
Qualcuno insisterebbe ancora: “Sì, è vero, anche l’occhio più acuto costruito dall’uomo non vede il cielo completamente luminoso … ma il problema è più o meno lo stesso …”. Qualche dubbio, però, comincerebbe a nascere. E’ inutile sforzarsi di più sulla verità della domanda di Olbers. Il paradosso da lui sollevato esisteva veramente e lui lo dimostrò in modo molto semplice.
Prima di cominciare, però, devo enunciare, per onestà, quali erano le convinzioni del mondo scientifico ai tempi dell’astronomo tedesco:
L’universo è infinito
L’universo esiste da tempo infinito
L’universo è omogeneo e isotropo, ovvero le stelle sono distribuite in modo uniforme nello spazio
Sotto queste condizioni il paradosso esiste e come! Infatti, è pur vero che la luminosità diminuisce con l’aumento della distanza, ma è altrettanto vero che più guardiamo lontani più aumenta il numero delle stelle visibili. I due effetti si bilanciano perfettamente. Non ci credete? Usiamo una semplice figura e qualche banale formula (Fig. 4 del sito Astronomia.com). L’Universo che vediamo viene diviso in gusci o strati sferici di distanza crescente. I calcoli che sono riportati in figura si riferiscono ad uno qualsiasi di questi strati.
In parole povere essa ci dice che la luminosità diminuisce con il quadrato della distanza, mentre il numero di stelle (comprese nello stesso campo visivo) aumenta con il quadrato della distanza. Le due relazioni permettono di eliminare la distanza e quindi se ne deduce che la quantità di luce che riceviamo è INDIPENDENTE da lei. Da ogni strato di stelle poste a distanze diverse ci giunge sempre la stessa luce. Dato che gli strati sono INFINITI, vuol dire che la luce che giunge è anch’essa INFINITA. Il ragionamento non fa una grinza ed ecco come dovrebbe apparire il cielo notturno secondo una perfetta dimostrazione matematica, geometrica e fisica (Fig. 5 del sito Astronomia.com).
Insomma, Olbers aveva proprio ragione e il suo paradosso a prima vista inspiegabile. Qual è allora la ragione di tutto ciò? Facile. Le ipotesi di partenza dovevano essere sbagliate, almeno qualcuna di esse se non tutte. Anche se sembra un poco assurdo, la soluzione del paradosso di Olbers ha dato il via alla cosmologia moderna e al modello cosmologico basato sul Big Bang. Infatti, oggi sappiamo rispondere, considerando valide le ipotesi che derivano dall’evoluzione e dalla struttura dell’Universo.
In realtà, ancora oggi si discute sulle varie ragioni del perché il paradosso non esista. Ogni tanto qualcuno inserisce una nuova spiegazione. Tuttavia, bastano a renderlo privo di senso, due tra le più importanti considerazioni della conoscenza attuale dello Spazio -Tempo: (1) la velocità della luce è finita, (2) l’universo è in espansione. Esse sono più che sufficienti e non vi è reale bisogno di inserire altri ragionamenti (a volte se ne leggono di strani e di controversi), anche se a volte sono logici e accettabili. Ad esempio, si legge che potrebbe dipendere dal fatto che le stelle non sono distribuite in modo omogeneo. Questo potrebbe essere anche vero, ma le galassie sono presenti un po’ ovunque. Oppure che le nubi scure assorbono la luce. Questo non è vero perché i principi della termodinamica ci dicono che se un gas assorbe energia deve prima o poi riemetterla. Si sente anche dire che l’Universo è finito e allora il discorso degli strati o gusci infiniti non è valido. Questo è sicuramente vero, ma non ve ne è bisogno. O, ancora, che le stelle hanno una vita limitata e quindi molte si possono estinguere prima che la loro luce arrivi fino a noi. Giustissimo, ma ricade in una delle due considerazioni fondamentali fatte precedentemente. Vediamo, allora, perché esse distruggono da sole il paradosso. La velocità della luce per quanto enorme è finita e quindi noi possiamo vedere solo le stelle la cui luce è giunta fino a noi dalla nascita dell’Universo, ossia 13,7 miliardi di anni. Molte altre stelle esistono nell’Universo, ma la loro luce non è ancora arrivata fino a noi e probabilmente mai ci riuscirà. L’universo si espande e quindi lo spettro della luce degli oggetti che vediamo subisce uno spostamento verso il rosso (effetto Doppler). Oggetti troppo distanti hanno un tale spostamento che diventano invisibili alle lunghezze d’onda che percepiscono i nostri occhi. Insomma, il paradosso non esiste e le motivazioni rispondono perfettamente al modello cosmologico attuale. In altre parole, le ipotesi accettate ai tempi di Olbers non erano vere. La faccenda è però un po’ più complicata e ancora si discute. Tuttavia, cerchiamo di essere comunque contenti: grazie ad alcune ricadute del modello del Big Bang riusciamo a dormire in una notte buia. Vi immaginate se fossimo circondati da un cielo notturno ovunque luminoso almeno quanto il Sole?
di Vincenzo Zappalà (Astronomia.com)

Il Quintetto di Stephan

A circa 300 milioni di anni luce da noi ce ne sono 4 mentre, più vicina, a 50 milioni di anni luce, ce n’è un’altra: formano il cosiddetto Quintetto di Stephan e sembrano 5 galassie tutte vicine fra loro, anche se una non appartiene effettivamente al gruppo. È un quintetto apparente, quindi, che percepiamo come tale perché le immagini non ci permettono di cogliere un elemento importante quale è la profondità e di distinguere cosa è in primo piano e cosa invece sullo sfondo. Un ostacolo che il telescopio Subaru, delle Hawaii, è riuscito a superare utilizzando, per osservare il quintetto, una alternanza di filtri specifici. Dal confronto delle immagini prodotte è stato possibile discriminare le regioni di formazione stellare anche in funzione della distanza della galassia alla quale appartengono, ottenendo quindi una visione d’insieme tridimensionale. Nello specifico sono stati utilizzati filtri per emissioni H-alfa, che lasciano passare cioè solo una porzione specifica e molto ristretta della radiazione luminosa ovvero quella che caratterizza proprio le regioni, più ricche di idrogeno (H), in cui si formano nuove stelle. Uno dei filtri H-alfa, inoltre, era sensibile a radiazione emessa da sorgenti la cui velocità di recessione rispetto all’osservatore è pari a zero: in grado cioè di evidenziare regioni di formazione stellare in regioni non troppo lontane, come quelle appartenenti alla galassia più vicina, in primo piano (NGC 7320, vedere il diagramma su sito INAF)
L’altro filtro H-alfa, invece, era in grado di evidenziare lo stesso tipo di regioni, però in zone lontane. Il risultato è che ciascuno dei due evidenzia aspetti che l’altro non mostra, permettendo di capire al contempo quanto “in là” stiamo guardando. L’immagine ottenuta con il filtro “per oggetti vicini”, ad esempio, evidenzia (con colorazione rossastra) solo le regioni di nascita stellare della galassia in primo piano. L’altro filtro sottolinea le analoghe regioni nelle 4 galassie più lontane, mettendo in luce anche le zone in cui queste interagiscono.
Il lavoro ad alternanza di filtri di Subaru dimostra così come si possa aggiungere profondità allo sguardo anche quando lo si punta a sistemi stellari che distano dalle decine alle centinaia di milioni di anni luce.
di Elena Lazzaretto (INAF)

Il Sole che verrà

Quando si parla dell’attività solare e dei cicli di minimo e massimo della nostra stella si entra in un campo insidioso. Al momento non esistono modelli che permettano di prevedere nel dettaglio il comportamento del Sole, se non a grandi linee. Eppure sono sempre più frequenti articoli e ipotesi su cosa ci aspetta nei prossimi anni, che spaziano da scenari caldi ad altri gelidi.
L’attività solare è strettamente legata alle macchie solari. Da quando sono state osservate e studiate con metodo scientifico dagli inizi del 1600, compreso il contributo di Galileo Galilei, le macchie solari hanno avuto un grande impatto sulla nostra conoscenza del Sole, considerato prima di allora nella cultura europea dominante come un corpo celeste perfetto, immutabile e incorruttibile. Successivamente si individuò l’esistenza di un ciclo periodico: le macchie aumentano e diminuiscono di numero seguendo periodi che in media durano 11 anni e a una maggior quantità di macchie corrisponde una maggiore intensità dell’attività solare. Non mancano però cicli anomali come quelli registrati dal 1645 al 1715 quando si arrivò a contare un minimo “storico” di macchie. Nello stesso periodo l’Europa venne attraversata da una lunga ondata di freddo, oggi denominata piccola era glaciale, segno di una probabile correlazione tra il clima e intensità dell’attività solare. Anche se va detto che la piccola glaciazione durò ben oltre il termine di tale periodo di minimo.
Ora il Sole sta raggiungendo un nuovo massimo il cui picco è previsto nel 2103 per poi tornare al minimo successivo nel 2020. Di questo passo il ciclo attuale stabilirà il record di durata, risultando il più lento tra quelli conosciuti. Per questo, e al contrario di chi preannunciava infuocate tempeste solari che avrebbero inaridito la Terra, alcuni esperti prevedono l’arrivo di un periodo di minimo più lungo del solito, forse analogo a quello avvenuto all’epoca della piccola era glaciale. Prima di giungere a una qualsiasi conclusione va ribadito che si tratta di previsioni quantomeno azzardate: il legame tra attività solare ed ere glaciali non è univoco, inoltre abbiamo iniziato a misurare con precisione i cicli solari solo da pochi decenni, da quando abbiamo spedito sonde nello spazio che hanno permesso di ottenere osservazioni più accurate. Troppo poco per costruire modelli che ci permettano di prevedere nel dettaglio il comportamento del Sole che tra l’altro ha già attraversato cicli anomali che potrebbero rivelarsi a loro volta normali periodi di variabilità.
di Luca Nobili (INAF)

Copertina esclusiva per Lutetia

Lutetia in primo piano per la nuova copertina di Science. La prestigiosa rivista dedica infatti il nuovo numero all’asteroide, mettendo in copertina una sua immagine ravvicinata, in assoluto tra le più dettagliate e suggestive tra le centinaia riprese a luglio 2010 dalla sonda Europea Rosetta durante l’incontro ultra-ravvicinato, appena 3162 chilometri, con il remoto asteroide. Ottenute grazie allo strumento di bordo OSIRIS, le immagini coprono tutto l’emisfero nord e parte di quello sud, per un totale di circa il 50% della superficie di Lutetia. Le varie zone visibili nell’immagine sono state chiamate come alcune delle antiche regioni romane del primo secolo dopo Cristo, ai tempi della fondazione della città di Lutetia (le regioni sono: Baetica, Achaia, Etruria, Narbonensis, Noricum, Pannonia, Raetia), mentre i crateri hanno ricevuto il nome di altre città dell’epoca, come ad esempio Roma, Massilia e Patavium, l’odierna Padova. La scelta di quest’ultima non è casuale: è a Padova che si è svolta e coordinata buona parte del lavoro che ha permesso di ottenere immagini così dettagliate.
Merito dello strumento di bordo OSIRIS e dell’hardware fornito dal team del Centro Interdipartimentale Studi e Attività Spaziali (CISAS) “G. Colombo”, composto da ricercatori dei Dipartimenti di Astronomia, Fisica, Fisica Tecnica, Geoscienze, Ingegneria Meccanica, Ingegneria dell’Informazione dell’ Università di Padova, dell’ INAF Osservatorio Astronomico di Padova e del CNR-IFN UOS Padova LUXOR. I finanziamenti per la realizzazione e l’operazione scientifica di OSIRIS-WAC provengono dall’Agenzia Spaziale Italiana.
“Sono numerosi i risultati e le sorprese che abbiamo trovato su Lutetia” commenta Cesare Barbieri del Dipartimento di Astronomia e del CISAS, Università di Padova, lead scientist italiano di OSIRIS. “Siamo rimasti colpiti dal vedere come vi siano massi appoggiati sulla superficie, quando ci si attendeva che fosse un unico blocco compatto. Un’altra caratteristica è la sua elevata densità, pari a 3,4 grammi per centimetro cubo, la più elevata tra tutte quelle finora misurate per un asteroide. Il dato è stato ottenuto combinando le misure di massa ottenute dall’esperimento di Radio Scienza, e di volume, determinato grazie alle osservazioni della camera OSIRIS”. Per paragone, la densità media della Terra è di 5,5 grammi per centimetro cubo. Questo valore così elevato potrebbe far supporre che Lutetia, nel corso della sua evoluzione, abbia subìto un processo di fusione interna, dovuto al riscaldamento generato dal decadimento di materiali radioattivi presenti nella sua struttura. Questo fenomeno avrebbe prodotto la separazione di un nucleo ferroso, un mantello e una crosta formata da silicati leggeri.
Al momento la sonda Rosetta è in uno stato di “letargo” per risparmiare il più possibile la sua energia, e lo rimarrà sino a quando, nel 2014, incontrerà la cometa Churyumov-Gerasimenko, distante quasi un miliardo di chilometri dalla Terra, seguendola nel suo viaggio di avvicinamento verso il Sole.
di Luca Nobili (INAF)

Il “dinosauro” del Sistema solare

È un corpo celeste complesso dal punto di vista geologico ed estremamente antico, tanto quanto il nostro Sistema Solare. Così si mostra l’asteroide Lutetia agli strumenti della sonda Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea, attivati in occasione del suo passaggio ravvicinato – solo 3170 km – avvenuto il 10 luglio del 2010, nel pieno della sua corsa verso la cometa Churyumov-Gerasimenko, che incontrerà fra tre anni.
In particolare lo spettrometro VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer), ideato dall’INAF e realizzato dalla Galileo Avionica grazie a un finanziamento dell’Agenzia Spaziale Italiana, ha raccolto informazioni molto accurate sulle caratteristiche della superficie di questo corpo celeste. I risultati di queste osservazioni sono pubblicati in uno dei tre articoli pubblicati sul numero odierno di Science e il cui primo autore è Angioletta Coradini, ricercatrice INAF e planetologa di fama internazionale recentemente scomparsa. “I dati provenienti da VIRTIS dimostrano come la superficie di Lutetia sia estremamente uniforme dal punto di vista della sua composizione e abbia mantenuto le caratteristiche di una crosta primordiale, ovvero formata da materiali assimilabili a meteoriti primitive, come condriti carbonacee ed enstatitiche” dice Fabrizio Capaccioni, dell’INAF-IFSI di Roma, coautore dell’articolo e Principal Investigator di VIRTIS. Questa osservazione, combinata con le informazioni sull’età, permette di ipotizzare che Lutetia sia un planetesimo – ovvero uno dei corpi che si formarono nel sistema solare primordiale e da cui i pianeti hanno avuto origine – fossile che ha attraversato indenne la storia del Sistema solare. Inoltre, i risultati di VIRTIS smentiscono precedenti osservazioni che indicavano sulla superficie di Lutetia la presenza di minerali idrati, prodotti da alterazioni di rocce basaltiche dovute ad interazioni con l’acqua.
VIRTIS ha anche permesso di determinare la temperatura superficiale di Lutetia, che oscilla tra -210 e -28 gradi centigradi. Ma non solo. L’analisi dei dati raccolti dallo strumento ha rivelato che l’asteroide possiede una superficie ricoperta da uno strato di polvere molto fine ed omogeneo, con particelle delle dimensioni comprese tra 50 e 100 micron (milionesimi di metro), molto simile per struttura a quella che ricopre la Luna, la cosiddetta regolite. “È molto strano che un corpo celeste delle dimensioni di Lutetia abbia una superficie così omogenea come quella mostrata dalle osservazioni di Rosetta” sottolinea Capaccioni. “Ciò, insieme con la sua elevata densità, fa supporre che se nel passato sono effettivamente avvenuti processi di stratificazione nella struttura dell’asteroide, essi hanno avuto luogo solo al suo interno, senza influenzare i materiali superficiali che hanno invece mantenuto proprietà tipiche di una crosta primordiale di tipo condritico”.
di Marco Galliani (INAF)

NGC 281, la nebulosa in Cassiopea

In luce visibile, la nube di formazione stellare catalogata NGC 281 e posta nella costellazione di Cassiopea appare come uno dei famosi videogiochi degli anni Ottanta, Pacman (vedi foto sul sito Skylive) Alla luce infrarossa, ottenuta da WISE della NASA, Pacman assume una nuova espressione. Invece della sua forma tipica, con una bocca a triangolo, appaiono dei denti. La nebulosa è posta nella parte alta della figura, leggermente in direzione dell’angolo in alto a sinistra.
I denti sono dei pilastri nei quali si stanno formando nuove stelle. Queste strutture sono formate dalla radiazione e dai venti provenienti da stelle massicce di un ammasso centrale che sta soffiando gas e polvere in ogni direzione, lasciando soltanto il materiale più denso a formare queste strutture. I punti rossi dovrebbero essere stelle giovani, ancora avvolte dal loro bozzolo di formazione.
La Pacman è posta a circa 9.200 anni luce di distanza da noi. L’immagine è stata scattata da WISE. Il blu ed il ciano rappresentano la luce infrarossa alle lunghezze di 3.4 e 3.6 micron, proveniente principalmente dalle stelle più calde. Verde e rosso sono la luce a 12 e 22 microns, proveniente dalla polvere riscaldata.
Fonte: NASA JPL (Skylive)

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