L’equazione di E.T.

Di alieni s’è parlato tanto, in questo 2011. Mondi alieni, come i 158 pianeti extrasolari confermati nel corso dell’anno, alcuni dei quali potenzialmente abitabili. Vite aliene, a partire dai discussi batteri all’arsenico che suscitarono numerose controversie sul finire del 2010, fino all’incessante susseguirsi d’ipotesi circa la presenza d’acqua liquida su Marte, o di ritrovamenti di molecole organiche complesse qua e là nel Sistema Solare. E, naturalmente, civiltà aliene: dal cinema (una volta tanto, anche quello italiano) alle interrogazioni alla Casa Bianca, il sogno di scoprire di non esser soli nell’Universo non vogliamo abbandonarlo. Come testimonia la ripresa del programma SETI, messo momentaneamente in forse nella primavera scorsa per motivi economici, e rifinanziato dopo pochi mesi grazie ai numerosi contributi subito giunti in risposta all’appello per mantenerlo attivo, fra i quali quello di Jodie Foster, indimenticabile protagonista di Contact. E se n’è parlato anche fra scienziati, soprattutto l’estate scorsa, quando l’uscita d’un articolo smorza-entusiasmi degli astrofisici David Spiegel ed Edwin Turner e, in Italia, del libro altrettanto scettico del fisico Elio Sindoni hanno riattizzato il dibattito. Ma quanto è probabile che una forma di vita aliena, possibilmente abbastanza intelligente da poterci prima o poi scambiare quattro chiacchiere, esista là fuori nella nostra galassia? È da almeno mezzo secolo che ce lo domandiamo: da quando l’astronomo Frank Drake, già all’epoca impegnato, presso il National Radio Astronomy Observatory di Green Bank, a dar la caccia a segnali radio da civiltà extraterrestri, formulò la sua famosa equazione. Il numero N di civiltà aliene, diceva Drake, si può ottenere dal prodotto di sette fattori:

N = R* · f_p · n_e · f_l · f_i · f_c · L

Dunque, tutto risolto? Mica tanto. Il problema è assegnare un numero sensato a ognuno di quei sette fattori: allo stato attuale delle conoscenze, una mission impossibile. Un po’ per scherzo un po’ per curiosità, abbiamo però deciso di provarci comunque. Così, nei mesi scorsi ci siamo rivolti a sette esperti provenienti da vari ambiti, non solo dell’astrofisica, chiedendo a ciascuno di farsi carico di uno dei fattori. Chi sbilanciandosi di più, chi di meno, sono stati tutti generosamente al gioco. Ecco dunque, fattore per fattore, le loro risposte a Media INAF.

Fattore R*: Qual è il tasso medio annuo con cui si formano nuove stelle nella Via Lattea? Lo abbiamo chiesto a Claudio Codella, ricercatore all’INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri Le stelle come il Sole si formano in nubi di gas e polveri ad alta densità. L’alta densità delle nubi rende impossibile l’osservazione a lunghezze d’onda ottiche di un sistema protostellare. Le polveri assorbono i fotoni provenienti dalla protostella e riemettono l’energia a lunghezze d’onda infrarosse, che quindi è la finestra spettrale a cui, una volta avuto tecnologicamente accesso, ci si è rivolti per uno studio accurato del processo di formazione stellare. Contemporaneamente al processo di accrescimento, la protostella crea un vento che viene incanalato dove trova minor resistenza, e cioè presso i due poli. Si creano quindi jets ad altissima velocità che perturbano il materiale circostante, creando regioni ad altissima densità e temperatura, dove si attivano processi fisico-chimici (per esempio l’effetto maser) che permettono la localizzazione della protostella. Per le stelle più massicce del Sole il discorso è molto più complesso, ma si puo’ assumere uno scenario simile a quanto descritto. È quindi molto complicato assegnare un numero a R*. Si stima che ogni anno una quantità di gas pari a circa 1-5 masse solari sia convertita in stelle. Se assumiamo che la massa delle nuove stelle sia una massa solare, allora si hanno 1-5 stelle all’anno. Se le stelle formatesi hanno masse minore o maggiore di quella del Sole, conseguentemente R* è più grande o più piccolo. Concludendo, possiamo stimare R* come un numero tra 1 e 10.

Fattore f_p: Quante di queste stelle hanno uno o più pianeti? Lo abbiamo chiesto a Silvano Desidera, ricercatore all’INAF Osservatorio Astronomico di Padova La scoperta di oltre 500 pianeti extrasolari a partire dal 1992 ci consente di quantificare la frazione di stelle con pianeti che orbitano attorno ad esse. Inizialmente è stato possibile rivelare soprattutto pianeti giganti, come Giove. La frequenza di pianeti giganti entro 3 unità astronomiche attorno alle stelle di tipo solare risulta essere dell’ordine del 10%. Inoltre, la frequenza risulta funzione della composizione chimica e della massa della stella centrale e dell’eventuale presenza di compagni stellari. Recenti sviluppi della strumentazione sia da terra che dallo spazio (come lo spettrografo HARPS all’ESO e i satelliti CoRot e Kepler) ci consentono la rivelazione di pianeti poco più grandi della Terra, molto probabilmente di natura rocciosa. Le prime stime suggeriscono una frequenza di questo tipo pianeti, con periodi orbitali inferiori a 50-100 giorni, dell’ordine del 15-30%. I modelli di formazione planetari più in voga prevedono la presenza di un gran numero di pianeti di dimensioni simili alla Terra e più piccoli, finora sfuggiti alla nostra rivelazione. Considerando l’effettiva distribuzione delle proprietà stellari nella Galassia (le stelle di piccola massa sono le più numerose e i sistemi stellari multipli sono molto frequenti) e la scarsità di dati osservativi per i pianeti a grande separazione dalla stella, si può azzardare una frazione di stelle con pianeti tra il 20% e l’80%, con un valore più probabile intorno al 50%.

Fattore n_e: Per ogni stella che abbia un sistema planetario, qual è il numero medio di pianeti (o satelliti) che presentano condizioni potenzialmente compatibili con la vita? Lo abbiamo chiesto a Giusi Micela, ricercatrice e neo-direttore dell’INAF Osservatorio astronomico di Palermo Il numero medio dei pianeti abitabili attorno a stelle con pianeti è piuttosto difficile da determinare, principalmente perché la definizione di pianeta abitabile non è ancora abbastanza precisa. Nel nostro sistema solare, per esempio, è possibile che Marte sia stato “abitabile”. Anche Europa, uno dei satelliti di Giove, nonostante si trovi molto lontano dalla fascia di abitabilità del Sole, è considerato un possibile sito per la formazione di forme di vita. Qual è quindi il numero di pianeti abitabili nel nostro sistema solare? Oltre alla Terra dobbiamo contare anche Marte e Europa, o altro? Se non sappiamo rispondere a questa domanda sul nostro sistema, come possiamo stimare con accuratezza il numero medio attorno alle altre stelle che possono avere sistemi planetari molto differenti dal nostro? Le stime attuali sono comprese da qualche frazione ad alcune unità. Per semplificare diciamo fra 0,5 e 5 pianeti abitabili per ogni stella con un sistema planetario, ma questo intervallo, ancora così ampio, dipende da molte grandezze poco conosciute. Un notevole passo avanti nella determinazione di questo parametro si otterrà con la rivelazione e la determinazione delle proprietà dei pianeti fino alla zona abitabile attorno a un grande campione di stelle, tale da poter essere considerato statisticamente significativo dell’intera popolazione stellare.

Fattore f_l: Fra i pianeti potenzialmente in grado di ospitare forme di vita, in quanti la vita effettivamente si sviluppa? Lo abbiamo chiesto ad Amedeo Balbi, divulgatore, scrittore, blogger e ricercatore all’Università di Roma Tor Vergata Purtroppo finora conosciamo un solo pianeta dove esiste la vita: il nostro. E quindi non abbiamo un campione statistico che ci permetta di trarre conclusioni generali sulla probabilità che la vita abbia origine. Inoltre, il tentativo di stimare questa probabilità è viziato dal fatto che noi dobbiamo necessariamente trovarci in un pianeta abitato, indipendentemente dal fatto che l’emergere della vita sia probabile o meno. Insomma, è un po’ come chiedersi se sia facile o no vincere la lotteria sapendo soltanto che il nostro biglietto è stato estratto. Comunque, dallo studio dei fossili abbiamo capito che, sulla Terra, la vita è apparsa molto rapidamente. Perciò potremmo essere tentati di ritenere che il processo che ha portato alla formazione dei primi organismi viventi sia molto probabile, date le giuste condizioni. C’è chi ha addirittura ipotizzato che la probabilità sia il 100%. Altri, però, hanno dimostrato che la stessa osservazione è compatibile anche con una probabilità molto più bassa. Volendo azzardare una stima non particolarmente ottimistica o pessimistica, potremmo ipotizzare che su circa un pianeta ogni dieci, tra quelli potenzialmente abitabili, la vita possa effettivamente svilupparsi.

Fattore f_i: In quanti dei pianeti con la vita potrebbero essersi evolute forme intelligenti? Lo abbiamo chiesto a Stelio Montebugnoli, dirigente dell’INAF IRA di Bologna presso la stazione radioastronomica di Medicina e da anni attivo nel programma SETI La vita può anche svilupparsi, con molte varianti, su diversi pianeti della galassia. Però l’evoluzione in una forma intelligente è certamente più rara e complicata. L’unico caso che noi conosciamo è il nostro, dove la vita “intelligente” compare a 4.5 miliardi di anni dalla formazione della Terra: tempo comparabile con la vita della sole. L’evoluzione in vita intelligente, per noi, ha portato via la quasi totalità del tempo di esistenza del pianeta, per cui questa evoluzione potrebbe essere molto rara. Il valore di questo fattore deve essere ragionevolmente molto piccolo.

Fattore f_c: Quante, fra le eventuali civiltà intelligenti presenti in altri pianeti, potrebbero essere in grado di sviluppare tecnologie tali da poter tentare di comunicare, di lasciare un segno della loro presenza, nel cosmo? Lo abbiamo chiesto a Giorgio Vallortigara, divulgatore, scrittore, esperto in psicologia comparata e professore di neuroscienze al Centro Mente Cervello dell’Università di Trento. Debbo rispondere prima sul fattore f_i (la frazione dei pianeti su cui si sono evoluti esseri intelligenti), per motivare la mia risposta sul fattore f_c (la frazione di civiltà extraterrestri in grado di comunicare). Mi spiego. Considerate le difficoltà che abbiamo incontrato a riconoscere l’intelligenza in creature molto diverse da noi qui sulla Terra (per esempio, gli insetti), non sarei così ottimista sulla possibilità di riconoscerla in creature aliene. Circa il fatto, poi, che queste creature aliene siano in grado di comunicare, cosa che non saprei stimare, non scommetterei comunque sul fatto che noi saremmo così pronti a decifrarne l’eventuale linguaggio: da poco abbiamo appreso a comprendere il sistema comunicativo delle api, e poco comprendiamo di molti altri sistemi comunicativi animali… Che queste eventuali intelligenze extra-terrestri possano non essere afflitte dalle nostre stesse limitazioni è cosa che non possiamo discutere, trattandosi appunto delle nostre limitazioni.

Fattore L: Quale potrebbe essere la durata media di una civiltà extraterrestre potenzialmente in grado di comunicare con altre civiltà presenti nel cosmo? Lo abbiamo chiesto a Roberto Vacca, scrittore, divulgatore, ingegnere esperto di sistemi complessi e futurologo. Abbiamo esperienza di una sola civiltà che potrebbe comunicare con altre presenti nel cosmo. Dunque è insensato fare illazioni sulla durata media delle civiltà capaci di comunicare – forse non ce ne sono altre. L’equazione di Drake comprende 3 fattori variabili fra 0 e 100% : il che vuol dire che non possiamo fare nessun calcolo di probabilità. A intuito dico che è ragionevole pensare all’esistenza di altre forme di vita intelligente, ma sono troppo lontane. Enrico Fermi disse: “Ci saranno, ma se potessero arrivare fino a noi lo avrebbero già fatto.” Nei mari abbiamo i delfini: intelligenti, comunicatori e con un cervello cinque volte più grosso del nostro – ma non comunichiamo quasi per niente.
di Marco Malaspina (INAF)

Arriva il 2012 fra pianeti, meteore e stelle

Con i pianeti osservabili a occhio nudo tutti presenti in cielo, la Luna che certe sere ci indicherà dove guardare e le stelle cadenti dello sciame delle Quadrantidi, a gennaio le occasioni per osservare il cielo non mancheranno. La sera del 3, osservando la Luna, la si vedrà in congiunzione con Giove mentre sia il 4 che il 5 si troverà nella vicinanze del suggestivo ammasso delle Pleiadi. Nelle stesse notti, potrà anche capitare di vedere, a nord, qualche stella cadente: si tratta delle Quadrantidi (questo nome deriva dal fatto che un tempo la costellazione usata come riferimento era quella del Quadrante, poi eliminata dalle mappe moderne: oggi la porzione di cielo interessata è quella di Boote) la cui massima intensità è prevista per il 4 gennaio. Tornando alla Luna: la sua falce, visibile a ovest la sera del 26, farà compagnia al luminosissimo Venere. Le condizioni di osservabilità di questo pianeta sono infatti ottimali: sarà ben visibile nel cielo occidentale già dalle prime ore della sera. Marte sarà ben visibile, alto in cielo in direzione sud, nelle ore centrali della notte. Nella stessa direzione, ma subito dopo il tramonto, si potrà osservare anche Giove. Saturno invece sarà osservabile nella seconda metà della notte, a est: culminerà in direzione sud prima dell’alba, momento in cui potremo vedere anche Mercurio. Il piccolo pianeta potrà essere individuato sopra l’orizzonte orientale, prima che la luce del Sole lo renda inosservabile. Fra le costellazioni è facile, in queste sere, individuare quella dell’Auriga: proprio sopra le nostre teste, le sue stelle formano una sorta di pentagono. A questa costellazione appartengono ben 3 ammassi stellari aperti: M37, M36 e M38. M37, è il più luminoso dei tre e, in condizioni di osservabilità molto buone, lo si può distinguere anche a occhio nudo.
di Elena Lazzaretto e per saperne di più, guarda il video sul sito INAF
　

Tre gioielli: NGC 185, NGC 147 e NGC 457

Con la sua classica forma a W Cassiopea si trova in dicembre ben alta sopra l’orizzonte di nord ovest. Nel suo articolo pubblicato su Coelum 154/2011, Salvatore Albano ci invita all’osservazione di due grandi galassie ellittiche NGC 185 e NGC 147 che si trovano poco più di un grado ad ovest di omicron Cassiopeiae. Si tratta di due galassie satelliti di M 31 (la galassia di Andromeda). NGC 185 più compatta e luminosa anche se più piccola fu trovata da W. Herschel nel 1787 che mancò di registrare della grande ma eterea NGC 147 poi scoperta dal figlio John nel 1829. Se ci spostiamo più a nord ecco apparire l’ammasso aperto NGC 457, scoperto da W. Herschel nel 1787. Si tratta di uno degli ammassi aperti più belli di tutto il cielo. Per averlo immediatamente nel campo basterà puntare la stella fi Cassiopeiae: il centro dell’ammasso si trova solo a 6’ a nord ovest della stella da cui risulta letteralmente abbagliato. NGC 457 composto da circa 150 componenti stellari accertate dista circa 8000 anni luce. Si tratta di un oggetto dall’aspetto molto caratteristico contrassegnato dalla presenza di due stelle molto più luminose delle altre (fi Cassiopeiae e la SAO 22187) ambedue però non appartenenti all’ammasso da cui si dipartono delle concatenazioni di astri che nell’insieme disegnano la figura di uno sciatore con gli occhialoni e questo gli ha fatto guadagnare il nick di Skiing Cluster o del popolare extraterrestre E.T.
Tratto da: Cassiopeia la bellezza dell’occhio e quella della mente di Salvatore Albano (Coelum 154/2011 pagina 52)

Capodanno sulla Luna !

I media l’hanno già battezzato “capodanno sulla Luna”, ma non si tratta dell’ennesimo cinepanettone. A trascorrere la notte di San Silvestro lassù, nei dintorni del nostro satellite, sarà la coppia di sonde NASA GRAIL, acronimo di Gravity Recovery And Interior Laboratory. Lanciate il 10 settembre scorso da Cape Canaveral, la sonda “A” e la sonda “B” hanno viaggiato gomito a gomito per oltre quattro milioni di chilometri, eppure giungeranno a destinazione l’una nel 2011, l’altra nel 2012. In realtà, verranno inserite in orbita lunare a poche ore di distanza, solo che di mezzo cade proprio la notte di San Silvestro. «Per questa volta, mi sa che il nostro team non potrà prendere parte ai festeggiamenti tradizionali di Capodanno», ha dichiarato il project manager di GRAAL David Lehman, del Jet Propulsion Laboratory della NASA, «ma sono certo che assistere in diretta all’inserimento in orbita delle nostre due astronavi ci darà tutta l’eccitazione e l’euforia necessarie a chi fa il nostro lavoro». Il programma è presto detto. Alle 13:21 del 31 dicembre, ora di Pasadena (California), GRAIL-A, rallentando fino a 688 km/h, inizierà a percorrere la sua prima orbita attorno alla Luna. Il tempo di stappare qualche bottiglia di champagne, ed ecco che arriverà il turno della sonda gemella, GRAIL-B, il cui ingresso in orbita, alla velocità di 691 km/h, è previsto per le 14:05 del primo gennaio. Trascorsa qualche settimana d’assestamento e di progressivo avvicinamento alla superficie del satellite, nel marzo del 2012 avrà inizio la campagna scientifica vera e propria. Per quella data, le sonde si troveranno ad orbitare lungo un’orbita polare quasi perfettamente circolare, ad appena 55 chilometri dal suolo lunare. Scopo della missione è una ricostruzione accurata del campo gravitazionale del satellite. Saranno infatti sufficienti variazioni anche minime nella forza di gravità esercitata sulle due sonde – variazioni indotte, per esempio, da montagne o crateri, ma anche da masse nascoste al di sotto della superficie – per alterare la loro posizione reciproca. Spostamenti immediatamente rilevabili e misurabili grazie ai segnali radio che le due GRAIL si scambiano senza sosta, e tali da permettere ai ricercatori di ricostruire una mappa ad alta risoluzione dell’intero campo gravitazionale. «Questa missione», ha dichiarato entusiasta Maria Zuber del MIT, principal investigator di GRAAL, «riscriverà i libri di testo sull’evoluzione della luna».
di Marco Malaspina (INAF)

Pianeti dove non vorremmo vivere

A fare l’ingordo, questa volta, è il buco nero supermassiccio – nome di battaglia Sagittarius A*, Sgr A* per gli amici – al centro della nostra galassia; la vicenda dunque assume un contorno molto inquietante. Ancor più se, a rischiare di finir tra le sue fauci, non è la solita incauta stellina o un’informe nube di gas, bensì un disco protoplanetario. Insomma, qualcosa di fastidiosamente vicino e simile a noi e al nostro angolo d’universo. Non ancora un sistema solare bell’e formato con tutti i suoi bravi pianeti, d’accordo, ma potenzialmente di questo si tratta. A formulare la suggestiva ipotesi, in un articolo ancora in attesa di passare al vaglio della comunità scientifica, ma già ripreso da Scientific American nel blog di John Matson due astronomi del CfA, lo Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics: Ruth Murray-Clay e Abraham Loeb. L’articolo prende spunto dalla recente scoperta d’una non meglio definita nube in viaggio, appunto, verso Sgr A*. Ne abbiamo parlato qualche giorno fa anche qui su Media INAF, di quella nube, in una news intitolata “Fast Food”. “Analizzando i dati a disposizione e assumendo per quelli mancanti – in particolare, la massa e l’età dell’ipotetica stella in rotta di collisione con il buco nero – i valori suggeriti dai modelli, Murray-Clay e Loeb sono giunti a concludere che la temeraria nube, il cui incontro con il buco nero è previsto per l’estate 2013, potrebbe in realtà benissimo «provenire dal disco protoplanetario», scrivono, «che circonda una stella di piccola massa deragliata, circa un secolo fa, dall’anello di giovani stelle che si osservano in orbita attorno a Sgr A*». L’ipotesi è interessante non tanto per l’empatia che comprensibilmente può suscitare l’infausto destino di questo amalgama di pianeti in formazione, quanto perché se confermata – scrivono i due astronomi – comporterebbe almeno due conseguenze. Anzitutto, mostrerebbe che è possibile inferire l’esistenza di stelle di massa ridotta, altrimenti troppo deboli da individuare, tramite l’osservazione dei detriti strappati ai dischi proto-planetari dalla forza di marea gravitazionale esercitata dai buchi neri. Inoltre, implicherebbe che anche là nel cuore della Via Lattea, attorno al gigantesco buco nero centrale, possono formarsi pianeti.
di Marco Malaspina (INAF)

La brillante coda della Cometa Lovejoy

Non c’è dubbio che la cometa Lovejoy abbia lasciato tutti a bocca aperta. Scoperta lo scorso 27 novembre, dall’astrofilo australiano Terry Lovejoy, la cometa sembrava andare incontro a un ben caldo destino, con al sua traiettoria destinata a passare rasente il Sole, ad appena 140 mila chilometri dalla sua superficie. E in quel passaggio la cometa avrebbe dovuto cessare di esistere, il suo nucleo frantumarsi e vaporizzarsi. Invece, con grande sorpresa di tutti (o almeno di molti), la cometa è riapparsa nei nostri cieli e qui è ripresa, in questa splendida immagine, grazie a Guillame Blanchard dell’ESO, mentre si trovava all’Osservatorio cileno di La Silla. La cometa, visibile all’alba nell’emisfero meridionale sta mostrando la sua splendida coda lunga milioni di chilometri, e nella sua eccentrica corsa si nasconderà ai confini del nostro sistema solare per riapparire nei nostri cieli tra 314 anni (vedi foto sito INAF).
Redazione Media INAF

Una mini stella in M 22

Quando si tratta di osservare a grande distanza stelle di piccola massa e quindi molto deboli, anche i più potenti telescopi oggi in funzione devono arrendersi. A superare i limiti imposti dalla tecnologia arriva però una nuova tecnica sperimentata con successo da un gruppo di ricercatori polacchi, cileni e svizzeri. Il metodo ha permesso di scoprire per via indiretta una stella nana, grande appena un quinto del Sole, nell’ammasso globulare M22, che si trova alla distanza di circa 10.000 anni luce.
Tutto inizia nell’agosto del 2000, quando alcuni astronomi polacchi scoprono dalle osservazioni condotte con il Very Large Telescope dell’ESO che una stella posta per un effetto di prospettiva in vicinanza del centro di M22 ha manifestato un inatteso aumento di luminosità durato venti giorni. Si sospetta che il responsabile di questo comportamento sia il cosiddetto microlensing gravitazionale, fenomeno dovuto alla curvatura dei raggi di luce che si propaga in prossimità di grandi concentrazioni di massa. La luminosità della stella sarebbe aumentata brevemente a causa del passaggio davanti ad essa di un oggetto celeste che avrebbe concentrato la luce da essa prodotta, comportandosi come una lente. La conferma di questa ipotesi è infine arrivata da nuove indagini condotte nel luglio di questo anno con gli strumenti dell’Osservatorio astronomico del Paranal in Cile gestito dall’ESO.
La prima identificazione di una stella di piccola massa in un ammasso globulare è estremamente importante per l’astrofisica in quanto getta nuova luce sulla struttura degli ammassi globulari. Fino ad ora, una significativa frazione della massa complessiva stimata per gli ammassi globulari veniva attribuita alla presenza in essi della materia oscura, la cui esistenza non è stata ancora provata. Per Philip Jetzer, dell’Università di Zurigo, che ha coordinato la ricerca pubblicata sulla rivista Astrophysical Journal Letters “la massa complessiva o almeno una percentuale significativa di essa negli ammassi globulari di stelle può essere ora spiegata con la presenza di stelle di piccola massa, poco luminose e quindi mai rilevate finora”.
di Marco Galliani (INAF)

Giovani raggi cosmici nel “bozzolo”

Giovani raggi cosmici che emettono segnali gamma. È quanto ha rivelato il Large Area Telescope (LAT) a bordo dell’osservatorio spaziale Fermi della NASA, progetto internazionale al quale collaborano l’INFN, l’INAF e l’ASI. Questi giovani raggi cosmici vagano nella tumultuosa regione di formazione di stelle massicce della Galassia nota come Cygnus X, sollevando in parte il velo che cela la loro origine. I raggi cosmici sono particelle cariche che scorrazzano per la Galassia a una velocità prossima a quella della luce. Sono costituiti da protoni e nuclei più pesanti, mescolati con una spruzzata di elettroni e positroni. Alcuni di essi raggiungono il sistema solare e bombardano incessantemente l’atmosfera terrestre, dove furono scoperti nel 1912. Un secolo più tardi la loro origine è ancora avvolta nel mistero. Si pensa, senza però averne una prova definitiva, che siano accelerati dalle onde d’urto prodotte dalle esplosioni stellari (supernove), ma ancora non è stato chiarito come poi siano rilasciati nello spazio interstellare della Galassia. Seguendo un’idea originariamente proposta da Enrico Fermi alla fine degli anni ’40, immaginiamo che i raggi cosmici rimbalzino tra “pareti” in movimento formate dalle onde d’urto nel mezzo interstellare, come palline da ping pong che rimbalzano contro le racchette. Ora le immagini gamma del LAT forniscono una prova che i raggi cosmici vengono accelerati nelle regioni dove si formano stelle massicce. “Il LAT – afferma Luigi Tibaldo, un fisico sperimentale che lavora all’Università di Padova e all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) – ha rivelato un eccesso di raggi gamma di alta energia che riempiono le cavità scavate dall’attività delle migliaia di stelle massicce in Cygnus X, a 4500 anni luce dal sistema solare. Stiamo osservando giovani raggi cosmici con energie di migliaia di miliardi di elettronvolt, che sulla Terra sono raggiunte solo nei più potenti acceleratori di particelle. Questi raggi cosmici hanno appena cominciato il loro viaggio nella Galassia e noi li possiamo seguire grazie alla radiazione gamma che emettono quando interagiscono con il tenue gas interstellare o con la luce emessa dalle stelle e dalle nebulose. Le stelle massicce scatenano intorno a loro immani cataclismi. La loro radiazione ultravioletta ionizza e riscalda il gas circostante fino a temperature di migliaia di gradi. I loro venti poderosi spazzano via il gas e si scontrano l’uno con l’altro come giganteschi uragani. La loro burrascosa attività riesce a scavare ampie cavità nel mezzo interstellare riempite da gas tenue e caldo. Si forma così una “superbolla”, che si espande comprimendo ai suoi bordi i resti delle dense nubi di gas che avevano generato gli ammassi stellari, e innesca in questo modo alla sua periferia una ulteriore formazione di stelle. “Su larga scala i raggi gamma tracciano la materia interstellare colpita dai raggi cosmici”, dice Patrizia Caraveo responsabile scientifico per l’INAF dell’osservatorio Fermi. “In Cygnus X, invece, la radiazione gamma risulta più intensa in corrispondenza delle cavità prodotte dalle stelle massicce”. L’emissione gamma mappata da Fermi LAT ci permette di “vedere” per la prima volta una regione in cui giovani raggi cosmici sono travolti dai tumultuosi moti del mezzo interstellare, proprio come aveva immaginato Enrico Fermi circa sessant’anni fa.  “È un altro pezzo che si aggiunge al puzzle intricato della fisica dei raggi cosmici – sottolinea Elisabetta Cavazzuti responsabile per l’ASI dell’osservatorio Fermi – campo nel quale il contributo italiano a queste scoperte è sempre di primissimo rilievo”.
Redazione Media Inaf

SXP 1062, una pulsar al rallentatore

Durante la stagione delle vacanze, una nuova immagine elaborata a partire dai dati di più telescopi ha rivelato un ornamento cosmico molto insolito. I dati del Chandra e di XMM-Newton dell’ESA sono stati combinati per scoprire una giovane pulsar nel resto di una supernova posta nella Piccola Nube di Magellano. Questa potrebbe essere la prima pulsar con un tempo definito scovata in un resto di supernova della Piccola Nube. Nell’immagine, i dati X di Chandra e di XMM-Newton sono colorati in blu mentre i dati ottici sono in rosso e verde. La pulsar, nota come SXP 1062, è la sorgente bianca brillante posta nel lato destro dell’immagine, al centro di un guscio azzurro che racchiude un altro rosso. I dati ottici mostrano anche una spettacolare formazione di gas e polveri in una regione di formazione stellare sul lato sinistro dell’immagine. La pulsar ha una compagna calda e massiva. Gli astronomi sono interessati a SXP 1062 dal momento che sembra ruotare in maniera insolitamente lenta, circa una volta ogni 18 minuti. Si tratta di una delle più lente pulsar rotanti e nello spettro X. Due team differenti di scienziati hanno stimato che il resto di supernova intorno alla pulsar ha una età compresa tra 10.000 e 40.000 anni, quindi la pulsar è molto giovane dal punto di vista astronomico. Assumendo che sia nata con una rapida rotazione, è un mistero questo enorme rallentamento subito.
Fonte: Skylive

Arrosto di pianeti

Potrebbero essere definiti ‘i due pianeti sopravvissuti’ quelli scoperti intorno a una stella che ha appena superato la fase di gigante rossa. Dopo essere stati inglobati nel suo caldissimo guscio gassoso ed essersi ulteriormente avvicinati alla stella madre, da poche decine di milioni di anni sarebbero esposti all’intenso flusso di radiazione proveniente dall’astro, che scalda la loro superficie fino a raggiungere temperature superficiali estreme per un pianeta. Questo particolare sistema planetario, individuato grazie alle osservazioni condotte dalla sonda Kepler della NASA, può aiutare a fare luce sul destino dei sistemi stellari e planetari ed essere considerato una sorta di ‘anteprima’ – seppure con alcune differenze- di quello che potrebbe accadere tra qualche miliardo di anni anche al nostro Sistema solare, quando il Sole diventerà una gigante rossa, ed espandendosi ingloberà i pianeti più interni tra cui forse anche la Terra. Uno degli autori dell’articolo che descrive la scoperta, pubblicato nell’ultimo numero della rivista Nature, è Roberto Silvotti, dell’INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino. I due candidati pianeti, denominati KOI 55.01 e 55.02, sono stati individuati durante l’analisi dei dati raccolti dalla missione NASA Kepler per studiare le pulsazioni della stella KIC 05807616 (dove KIC sta per Kepler Input Catalogue). Gli scienziati hanno notato la presenza di due piccole variazioni nella luminosità della stella che si ripetono con regolarità ogni 5,76 e 8,23 ore. Queste variazioni sono davvero minime: producono infatti un’alterazione che è appena lo 0,005% della luce totale emessa dalla stella. I ricercatori hanno studiato a lungo le cause di questo fenomeno, scartando via via tutte le possibilità, tra cui i moti oscillatori della stella, fino ad arrivare all’unica conclusione plausibile: la presenza di due corpi in orbita attorno a KIC 05807616. “Anche se i dati di Kepler non permettono di risalire con precisione alle caratteristiche fisiche di questi pianeti, in particolare alla loro massa e al loro raggio, l’ipotesi più probabile è che si tratti di pianeti piccoli, di dimensioni terrestri, fra i più piccoli mai rivelati attorno a una stella diversa dal nostro Sole. Fra l’altro se le masse fossero molto più grandi le orbite non sarebbero stabili” commenta Silvotti. Questi pianeti sono vicinissimi – in termini astronomici – alla loro stella madre: distano infatti da essa solo 900 mila e 1,14 milioni di chilometri, l’equivalente di 2,3 e quasi 3 volte la distanza Terra-Luna. Se si aggiunge il fatto che la stella ha una temperatura esterna di quasi 28.000 gradi Kelvin, le zone illuminate di questi corpi celesti potrebbero raggiungere temperature estreme, fino a 9.000 gradi Kelvin. Tali condizioni non sono mai state riscontrate tra i pianeti extrasolari finora conosciuti, e questa scoperta solleva molte domande sulla natura dei corpi celesti che sono in grado di sopravvivere a temperature simili. KOI 55.01 e 02 potrebbero essere ciò che resta di pianeti giganti di tipo gassoso, simili al nostro Giove, in orbita intorno alla stella nella sua fase evolutiva quando molto tempo fa ancora utilizzava l’idrogeno come combustibile principale, attraverso le reazioni di fusione nucleare che si sviluppavano nel suo interno. Il guscio di gas attorno a questi pianeti sarebbe stato strappato via quando la stella, entrando nella fase di gigante rossa, si è ingrandita a dismisura, andando a inglobare i due pianeti. Quello che è sopravvissuto a questa ‘immersione’ sarebbero solo i nuclei densi dei due corpi celesti, probabilmente composti da elementi pesanti come il ferro. “Questa scoperta è importante anche perché ci fa vedere come l’interazione fra una stella e i suoi pianeti più vicini possa giocare un ruolo cruciale in alcune fasi dell’evoluzione stellare” prosegue Silvotti. “Non solo i pianeti interni possono riuscire a sopravvivere perdendo il loro guscio esterno quando entrano a diretto contatto con la stella, ma anche la stella può venire fortemente influenzata da questo contatto e perdere a sua volta il suo inviluppo. Si pensa infatti che possano essere stati proprio questi due pianeti a strappare via a KIC 05807616 il suo guscio esterno ricco di idrogeno, per formare la stella caldissima e abbastanza piccola che vediamo oggi, con un raggio pari a circa un quinto di quello del nostro Sole”.
di Marco Galliani (INAF)