Curiosity, è tempo di scavare

Curiosity è a un paio di “trivellazioni” di distanza dal  fare la storia delle missioni su Marte. Dopo i primi test “pre-carico” il 27 gennaio, il rover userà oggi per la prima volta il suo drill (trapano) per penetrare la superficie marziana. Queste prove consentono agli ingegneri di verificare se la forza applicata è idonea e corrisponde alle attese (basate sulle simulazioni a Terra e al computer). Il braccio robotico di Curiosity è progettato per pre-caricare il trapano sulla roccia con una forza minima pari a 300 Newton(che con la gravità terrestre, corrisponderebbero a circa 30 chili), fino ad arrivare a 400 Newton o anche di più.
Il passo successivo sarà quello di lasciare il trapano appoggiato sulla superficie per un’intera notte per valutare l’eventuale influenza delle variazioni termiche, considerato che nel cratere Gale si hanno sbalzi di temperatura che vanno dai 0° Celsius nel pomeriggio fino a -65° Celsius durante le ore notturne. In base a questa escursione termica il telaio del braccio robotico del rover può subire variazioni fino a 0,25 centimetri. In generale, la struttura di Curiosity, con un’escursione termica di 100° Celsius potrebbe contrarsi e dilatarsi fino a 4 millimetri.
“Non abbiamo intenzione di lasciare il trapano nelle roccia durante la notte una volta iniziata la foratura ma nel caso in cui dovesse accadere, è importante sapere cosa aspettarsi in termini di stress hardware anche se questo test utilizza bassi valori di pre-carico rispetto a quelli che intendiamo utilizzare durante la perforazione, per conoscere gli effetti della temperatura senza mettere l’hardware a rischio.” Ha spiegato Daniel Limonadi l’ingegnere leader dello scavo di Curiosity del JPL.
L’attività chiamata “drill-on-rock checkout” userà brevemente l’azione martellante del trapano del rover, senza rotazione della punta, per testare che il meccanismo di percussione e di controllo siano opportunamente sintonizzati per colpire la roccia.
Un’attività successiva chiamata “mini-drill” effettuerà un piccolo foro di 2 centimetri senza che la polvere venga spinta nella camera di stoccaggio del trapano. Infatti  questa attività non va abbastanza in profondità per spingere polvere di roccia nel trapano. “L’obiettivo è quello di vedere se le polveri si comportano come ci si aspetta” ha commentato Limonadi.
di Antonio Marro (INAF)

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Pianeti in formazione su TW Hydrae

Per i ricercatori che studiano i processi di formazione dei sistemi planetari e, non ultima, la storia del nostro Sistema solare, TW Hydrae è sicuramente il laboratorio naturale più promettente. Attorno a quella stella, grande all’incirca come il Sole e distante appena 176 anni luce, si trova un disco protoplanetario, ricco di gas e polveri  dove piccoli granelli di ghiaccio ‘sporco’ si stanno ammassando per formare oggetti sempre più grandi e, magari, anche pianeti. Un po’ come avere una macchina del tempo e poter seguire oggi qualcosa di molto simile a quello che avvenne circa quattro miliardi di anni fa, quando prese forma il nostro Sistema solare.
Tra tutti i sistemi planetari in formazione, quello di TW Hydrae è il più vicino a noi e per questo il più studiato in assoluto. Nonostante la sua distanza relativamente piccola in termini astronomici, gli strumenti attuali non ci consentono ancora di ‘vedere’ il disco, magari come una semplice macchiolina attorno alla stella. In attesa di strumenti di nuova generazione, oggi possiamo solo intuire la sua presenza analizzando la luce proveniente da TW Hydrae e confrontando le misure fatte a differenti lunghezze d’onda con le predizioni dei modelli teorici. Predizioni che finora erano molto incerte, soprattutto perché una delle informazioni fondamentali, ossia la massa complessiva dell’idrogeno molecolare contenuto nel disco era nota con un’approssimazione assai grande: i risultati davano infatti un intervallo compreso tra 0,5 e 63 masse gioviane. Conoscere con maggior precisione questo parametro è fondamentale per prevedere quanti pianeti possono formarsi e quale sia la loro natura.
Un deciso miglioramento nella stima di questo parametro arriva da un lavoro guidato da Edwin Bergin dell’Università del Michigan,  pubblicato nell’ultimo numero della rivista Nature e basato sulle osservazioni del disco di TW Hydrae con il telescopio spaziale dell’ESA Herschel. L’analisi della radiazione infrarossa prodotta dal sistema protoplanetario con lo strumento PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) ha permesso di rivelare l’emissione di una particolare molecola composta da un atomo di idrogeno e uno di deuterio (il deuteruro di idrogeno, HD). Una sorta di gemella ‘grassa’ della semplice molecola di idrogeno, poiché rispetto a quest’ultima possiede un neutrone in più. Combinando questa misura con quelle già a disposizione, i ricercatori sono così giunti a porre un limite inferiore sulla massa del disco protoplanetario, che è pari a 52 masse gioviane, riducendone quindi di ben dieci volte l’incertezza e confermando che lì ci sono le condizioni per la nascita di nuovi pianeti.
“Questo lavoro apre una nuova finestra osservativa per lo studio dei dischi protoplanetari associati a stelle di tipo solare” commenta Claudio Codella, dell’INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, coinvolto in ricerche analoghe con i dati raccolti da Herschel. “Un disco protoplanetario è il luogo dove si formano i pianeti, e lo studio della loro struttura chimico-fisica è fondamentale per la comprensione della formazione del nostro Sistema solare. Uno dei problemi principali è derivare la massa dei dischi. Una possibilità è arrivarci stimando prima la massa della polvere e poi applicare un fattore di correzione che nel mezzo interstellare è solitamente un rapporto tra gas e polveri di 100 a 1. Il problema in questo caso è che i modelli teorici ci dicono che questo rapporto varia nel tempo seguendo l’evoluzione dei dischi.
In teoria, la cosa migliore sarebbe osservare emissione nell’infrarosso dovuta all’idrogeno molecolare (H2) che, come noto, è la molecola più abbondante nello spazio. All’atto pratico però, possiamo dire di essere ciechi alla gran parte dell’H2 che risiede nei dischi, in quanto emette radiazione negli strati interni, che la riassorbono quasi totalmente. Un problema simile si può associare all’emissione dovuta a transizioni del CO (la seconda specie molecolare più abbondante nel cosmo) che permette di tracciare solo le regioni esterne del disco. Tutte queste problematiche hanno portato a notevoli discrepanze nelle misure della massa del disco. L’osservazione dell’HD alla lunghezza d’onda di 112 micron (milionesimi di metro) ottenuta da Herschel, è associata a un composto chimico la cui emissione è proporzionale alla massa del disco che sta tracciando. Purtroppo la risoluzione spettrale di PACS non permette di risolvere il profilo della riga, impedendone uno studio cinematico. Un ulteriore passo avanti sarà rappresentato da future missioni (per esempio SPICA), che permetteranno di aumentare considerevolmente la risoluzione in velocità dell’emissione osservata”.
di Marco Galliani (INAF)

Una bilancia per buchi neri

Non serve essere esperti di astrofisica per capire che pesare un buco nero non è proprio una passeggiata. Per farlo, e stimare la massa dei buchi neri supermassicci che si trovano al centro della maggior parte delle galassie, ora come ora gli astrofisici guardano soprattutto il moto delle stelle nella galassia, e dalle loro orbite deducono la massa del buco nero al centro. Ma questo metodo non si applica bene a tutte le galassie, in particolare non funziona un granché per quelle a spirale, dove i moti dei gas interstellari nascondono quelli delle stelle.
Su Nature di questa settimana, un gruppo guidato da Timothy Davis dello European Southern Observatory a Garching, in Germania, illustra un nuovo metodo per calcolare la massa dei buchi neri. Un metodo applicabile a molte più galassie, più distanti e di tipi più vari. E un metodo che diventerà molto più potente quando sarà applicato ai dati di ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), il nuovo super osservatorio interferometrico che l’ESO ha appena finito di costruire in Cile.
Il metodo si basa sullo studio dei movimenti delle nubi di gas molecolare (gas formato per lo più da idrogeno in forma molecolare, caratteristico delle zone dove si formano nuove stelle) all’interno delle galassie, e sul confronto di quei moti con quelli previsti dai modelli al computer in presenza o in assenza di un buco nero. Per metterlo alla prova, i ricercatori hanno studiato i gas della galassia NGC 4526, e una volta dati in pasto alle loro simulazioni i movimenti dei suoi gas hanno ottenuto una stima di 450 milioni di masse solari per il buco nero che deve trovarsi al suo centro.
“Finora sono state misurate le masse solo di qualche decina di buchi neri supermassicci” spiega Michele Cappellari dell’Università di Oxford, tra gli autori dello studio. “Questa nuova tecnica potrebbe permettere di misurarne diverse centinaia, e la cosa è importante perché la massa dei buchi neri è legata strettamente alle proprietà delle galassie che li ospitano. In realtà non si riesce a spiegare in modo convincente la formazione delle gallassie senza metterci un buco nero supermassiccio nel mezzo”
Finora, la maggior parte dei buchi neri supermassicci sono stati studiati usando Hubble. Che pur essendo al riparo dal disturbo dell’atmosfera, è comunque uno strumento piccolo, con i suoi 2,4 metri di diametro. E quindi non cattura abbastanza luce per osservare galassie oltre una certa distanza. Quelle che poteva vedere, ormai le ha viste tutte.
Per andare oltre, Cappellari e i suoi colleghi hanno usato CARMA (Combined Array for Research in Millimeter-Wave Astronomy), un interferometro in banda millimetrica che combinando 23 telescopi singoli nella Sierra Nevada (USA) simula un telescopio molto più grande. Anche CARMA è relativamente piccolo, tanto che sono servite 100 ore di osservazione per misurare la massa di un singolo oggetto.
“La galassia scelta per questo studio, NGC 4526, di per sé non ha nulla di particolarmente interessante” chiarisce Cappellari. “Solo era stato studiato in una survey precedente, da cui sapevamo che aveva un bel disco di gas molecolare che si prestava bene a essere analizzato”.
Ma in futuro, questo tipo di studio dei movimenti dei gas molecolari potrebbe applicarsi a molte altre galassie, anche quelle a spirale per cui è più difficile usare come riferimento i moti delle stelle.
Applicata a ALMA, poi, con le sue 50 antenne di 12 metri di diametro ciascuna, la tecnica permetterebbe di arrivare molto più lontano, e di impiegare 100 volte meno (quindi un’ora o poco più) per misurare la massa di un buco nero supermassiccio. ” alma sarà molto più sensibile, e permetterà di andare più distante e campionare una porzione di universo più ampia” spiega Cappellari, il cui gruppo sta già preparando una proposta per una survey che sfrutti proprio il nuovo supertelescopio ESO.
di Nicola Nosengo (INAF)

In attesa del “botto” extraterrestre!

Il disco che circonda Fomalhaut è veramente fuori dal comune. Esso si estende da circa 20 fino a 35 miliardi di chilometri dalla stella. Una fascia di Kuiper enorme ed estesa come nessun’altra mai osservata. Ma, ancora più sorprendente, è l’orbita del pianetone Fomalhaut b. Le ultime osservazioni di Hubble hanno permesso di determinarne l’orbita in modo diretto ed essa è spaventosamente allungata. A tal punto che tra non molto entrerà senza alcuna reticenza all’interno del disco. E -forse- ne vedremo delle belle!
Il pianeta si avvicina fino a 7 miliardi di chilometri dalla stella, ma si spinge poi fino a 40 miliardi di chilometri, al suo apoastro. Un’orbita così eccentrica nessuno se l’aspettava da un gigante. Probabilmente è stato il risultato di una reciproca perturbazione con un altro gigante, o più di uno, non ancora scoperti.
Lo scenario futuro è il seguente: se Fomalhaut b ha un piano orbitale coincidente o quasi con quello del disco (le osservazioni questo non possono dircelo), nel 2032 entrerà nella mischia e sicuramente sarà costretto a subire scontri violenti da parte dei detriti ghiacciati della grande fascia esterna della stella. Qualcosa di simile, ma su scala ben più grande, di quanto visto nell’urto della cometa Shoemaker-Levy 9. Sicuramente molti di questi “fuochi d’artificio” saranno visibili dalla Terra.
Se, invece, il piano orbitale del pianeta è inclinato rispetto al disco, vedremo solo un affievolimento della sua luminosità a causa della sovrapposizione (davanti o dietro) della luce del disco.
Ricordiamo che il periodo orbitale di Fomalhaut b è di circa 2000 anni.  Il sistema è particolarmente interessante per noi, dato che potrebbe mostrare ciò che è successo  circa 4 miliardi di anni fa nel Sistema Solare. E’ un momento in cui l’architettura generale del sistema si sta riscrivendo e la fascia cometaria interna sta evolvendo. Probabilmente, è una fase in cui i pianeti possono acquistare o perdere i propri satelliti. Le osservazioni andranno avanti per anni, dato che non è spettacolo da poco assistere alla possibile entrata di un gigantesco  Giove in una densa fascia di Kuiper.
di Vincenzo Zappalà (Astronomia.com)

La storia di T Coronae Borealis

La prima nova ricorrente di cui si sia venuti a conoscenza si trova nella Corona Boreale, contrassegnata con la lettera T. Si tratta di una stellina il cui anonimato venne interrotto per la prima volta la notte del 12 magio 1866 quando l’irlandese John Birmingham (1816 – 1884) si accorse della presenza di un punto di luce che alterava vistosamente il classico aspetto della costellazione, rivaleggiando in luminosità con Gemma, la stella alfa della Corona.
La nuova stella si mantenne visibile ad occhio nudo per un brevissimo periodo (non più di 8 giorni) tornando poi alla luminosità che aveva prima dell’outburst (+10,8).
La stella si sveglio nuovamente la notte fra il 9 e il 10 febbraio 1946 raggiungendo magnitudine + 3.
Come tutte le nove T CrB è un sistema binario dove la componente primaria è una stella molto calda, probabilmente una nana bianca. Essa condivide il moto nello spazio con una gigante rossa il cui spettro è quello dominante durante il normale stato di quiescenza, indicando che essa è la più luminosa del sistema: il diametro di questa gigante rossa dovrebbe oltrepasare i 190 milioni di chilometri mentre la sua massa dovrebbe essere quasi il triplo di quella del Sole.
La causa delle vampate luminose di queste stelle risiede nelle reazioni termonucleari che ad un certo punto si sviluppano sulla superficie della componente più calda in seguito all’accumolo di materiale strappato alla compagna gigante.
A differenza delle supernove le componenti di una nova restano integre portando quindi l’evento a ripetersi più volte nell’arco della vita del sistema stesso; la frequenza degli eventi sembra proporzianale alla massa della nana bianca. E’ quindi molto probabile che tutte le novae siano ricorrenti manifestando però gli episodi su tempi più lunghi.
Per trovre T CrB è sufficiente puntare la stella Epsilon Coronae Borealis (mag. + 4,1) e poi spostarsi di 1,1° verso sud – sud ovest.
Scheda
T Coronae Borealis: nova ricorrente
A.R. 15h59m30s
Dec. +25°55’13”
Distanza dal Sole: 2000 anni luce
Tipo spettrale: M3III/Nana Bianca
Magnitudine apparente: +2,0/+10,8
Tratto dall’articolo di Stefano Schirinzi T Coronae Borealis apparso su Coelum 167/2013 a pagina 34 dove potrete trovare molte altre informazioni e cartine utili per l’individuazione della stella.

Andromeda, una vicina di casa mozzafiato

Nel mito greco, è Perseo a rimanere stregato dalla fragile bellezza di Andromeda. Dal mito alla realtà, l’omonima galassia non è da meno, quanto a potere di seduzione. Lultima fotografia che le ha scattato il telescopio spaziale Herschel dell’ESA, la più dettagliata mai ottenuta delle sue regioni fredde, mostra in tutto il loro splendore i preziosi anelli di polvere gelida che l’adornano.
Si tratta di regioni con temperature di appena qualche decina di gradi sopra lo zero assoluto, disposte lungo i bracci a spirale e negli almeno cinque anelli concentrici presenti lungo i 200mila anni luce d’estensione della galassia. Regioni che Herschel riesce a mettere in risalto grazie alla sua sensibilità ai raggi infrarossi. È lì che le stelle di Andromeda – si stima ne ospiti fino a mille miliardi – iniziano a formarsi. Nota anche come Messier 31, Andromeda si trova a due milioni di anni luce di distanza da noi, e fra le galassie di grandi dimensioni è quella più vicina alla nostra Via Lattea.
Redazione Media Inaf

L’asteroide 2012 DA14 sfiorerà la Terra

Il prossimo 15 febbraio un asteroide grande circa la metà di un campo di calcio volerà a meno di 30 mila chilometri sopra la superficie del nostro pianeta. Non c’è alcun pericolo di collisione, ma la roccia spaziale, designata 2012 DA14, merita l’attenzione della NASA. “Si tratta di un vero e proprio record di avvicinamento”, dice Don Yeomans del programma Near Earth Object della NASA al JPL. “Le indagini regolari sono cominciate nel 1990, e da allora non abbiamo mai visto un oggetto di queste dimensioni avvicinarsi così alla Terra”, aggiunge lo scienziato. Il nostro sistema solare è colmo di asteroidi di tutte le forme e dimensioni, che vanno dai frammenti più piccoli, grandi come un pallone, a vere e proprie montagne in movimento. Molti di questi oggetti provengono dalla fascia principale, l’area di spazio compresa tra i pianeti Marte e Giove. Il programma Near-Earth Object dell’agenzia spaziale americana, aiuta a scovare e tenere sotto controllo tutti quegli asteroidi con un potenziale pericolo per la Terra. 2012 DA14 misura esattamente 50 metri, composto di pietra, contrariamente a quelli composti di metallo e ghiaccio. Un oggetto di queste dimensioni transita nei pressi del nostro pianeta ogni 40 anni in media, ma colpisce la Terra soltanto ogni 1200 anni circa.
Se anche entrasse in collisione non comporterebbe danni a livello globale, ma solo regionale. Sarebbe in grado di generare un cratere simile al noto Meteor Crater presente in Arizona, l’impatto avvenuto circa 50 mila anni fa; oppure generare danni simili all’evento Tunguska, quando in Siberia nel 1908, a seguito di un’esplosione in atmosfera, vennero abbattuti centinaia di chilometri quadrati di foresta. Quest’ultimo evento è ancora in fase di studio, per cercare di comprendere se l’oggetto sia esploso in atmosfera per disgregazione o se abbia impattato sulla superficie terrestre. Ma si tratta solo di ipotesi. 2012 DA14 non ci colpirà, dal momento che la sua orbita è stata accuratamente studiata dagli scienziati. Il suo passaggio all’interno dell’orbita dei satelliti geostazionari che forniscono dati meteo e le telecomunicazioni, permetterà ai radar di seguirlo con estrema accuratezza. Yeomans aggiunge che “le probabilità che impatti contro un satellite sono estremamente remote, dal momento che dove passerà l’asteroide non orbita nulla”.
Dal 16 al 20 Febbraio sarà costantemente monitorato dal radar di Goldstone, nel deserto del Mojave, i cui echi non solo potranno aiutare a determinare meglio la sua orbita, ma consentiranno ai ricercatori di prevedere eventuali incontri futuri. Inoltre la visione consentirà di rivelare le caratteristiche fisiche come le dimensioni, la rotazione e la riflessione. Un risultato importante della campagna di osservazione sarà una mappa radar in 3D che mostrerà la roccia spaziale da tutti i lati. Durante il suo passaggio l’asteroide brillerà come una stella di ottava magnitudine. “Teoricamente si tratta di un facile bersaglio dei telescopi amatoriali (non ad occhio nudo), ma la difficoltà – dice Yeomans – sta nel seguire il suo rapido moto nel cielo, che equivale a due volte la grandezza apparente della Luna piena per ogni minuto”. Questo lo rende un oggetto visibile solo agli astronomi dilettanti più esperti. Insomma, un vero e proprio incontro ravvicinato senza alcun pericolo. Sarà una valida occasione per ricordare al mondo che quel minuscolo puntino nel quale abitiamo, è parte dell’universo che ci sovrasta. Il 2013 sembra proprio volerlo ricordare.
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