La nube oscura chiamata Lupus 3

L’immagine ripresa all’ESO (vedi il sito Astrononia.com)  con il telescopio da 2.2 metri mostra due formazioni che sembrano l’una l’opposta dell’altra. A sinistra vi è una specie di “colonna” scura e fredda di polvere cosmica, a sinistra uno sparuto gruppetto di stelle, tra cui ne emergono due veramente brillanti. Noi non ci facciamo certo trarre in inganno. Sappiamo benissimo che le stelle nascono proprio all’interno di nuvole dense e scure di gas e polvere. La nube è conosciuta come Lupus 3 e si trova a soli 600 anni luce da noi, nella costellazione dello Scorpione. L’intero campo dell’immagine non supera i 5 anni luce. E’ una regione di nascita stellare poco conosciuta anche se può essere osservata con un modesto telescopio o, addirittura, con un binocolo. La luce delle stelle azzurre è riuscita da poco a perforare il denso gas che le ha nascoste mentre si andavano formando. In realtà, le stelle non sono ancora stelle, non avendo ancora innescato la reazione di fusione dell’idrogeno. Sono oggetti di pre-sequenza appartenenti al gruppo degli oggetti Herbig Ae-Be. Essi diventeranno astri poche volte più massicci del Sole e le sigle A e B stanno proprio per la loro futura classe spettrale. La loro nascita non supera il milione di anni: veramente dei neonati! Attorno a loro, anche se non ben visibili, vi sono stelle più piccole, simili al Sole. Probabilmente la nostra stella è nata proprio in gruppo così piccolo. Anche senza arrivare a estensioni enormi, come quelle della nebulosa Tarantola o di Orione, i luoghi di formazione stellare sono sempre emozionanti. Insomma, anche piccolo è bello!

La galassia a spirale Messier 77

Messier 77 è una galassia nella costellazione della Balena, circa 45 milioni di anni luce di distanza da noi. Conosciuta anche come NGC 1068, è una delle galassie più famosi e ben studiate. Si tratta di una vera e propria star tra le galassie, cui sono stati dedicati più articoli scientifici che non a molte altre galassie messe assieme. Nonostante la sua fama attuale e il suggestivo aspetto vorticoso, la galassia è stata vittima di scambio di identità un paio di volte. Prima quando è stata inizialmente scoperta nel 1780, quando la distinzione tra nubi di gas e galassie non era nota, cosa che portò  Pierre Méchain a etichettarla come una nebulosa. E poi ancora  quando è stata elencata nel catalogo Messier come un ammasso stellare. Ora, però, si è saldamente classificata come una galassia a spirale barrata, con le braccia avvolte attorno a un rigonfiamento centrale relativamente piccolo. E’ l’esempio più vicino e più brillante di una particolare classe di galassie note come galassie di Seyfert , piene di caldo gas altamente ionizzato che brilla e che emette radiazioni intense. Questo tipo di forte radiazione proviene dal cuore di Messier 77. E’ causata da un buco nero molto attivo di circa 15 milioni di volte la massa del nostro sole. Il materiale viene trascinato verso questo buco nero formando cerchi incandescenti attorno ad esso. Questa regione, anche se relativamente piccola, può essere decine di migliaia di volte più brillante di una tipica galassia. Anche i bracci a spirale di Messier 77 sono regioni molto luminose. Disseminati lungo ciascun braccio ci sono “ciuffi” rossi – un segnale della formazione di nuove stelle. Queste piccole stelle brillano con forza, a causa dei gas ionizzati presenti nelle vicinanze che si illuminano di un colore rosso intenso. Le strisce di polvere che si estendono attraverso questa immagine appaiono di color ruggine, marrone-rosso a causa di un fenomeno noto come arrossamento, per cui la polvere assorbe la luce  blu più di quella rossa.
di Antonio Marro (INAF)

Le costellazioni nel cielo di aprile

Osservando il cielo di aprile possiamo assistere alla transizione dal cielo invernale a quello estivo. Nelle prime ore dopo il tramonto possiamo ancora ammirare le costellazioni che hanno dominato il cielo nei mesi precedenti: Orione, il Toro, i Gemelli, l’Auriga.
Nel contempo, nel cielo orientale, si cominciano a scorgere gli astri che saranno protagonisti della stagione estiva. Al tramontare a Sud-Ovest di Sirio – nella costellazione del Cane Maggiore – che per tutto l’inverno è stata la stella più brillante della volta celeste, corrisponde il sorgere a Nord-Est di Vega – nella costellazione della Lira – la stella più luminosa del cielo estivo, insieme ad Arturo del Bootes.
La Lira è una piccola costellazione composta principalmente da Vega e da 4 stelle vicine ad essa, disposte a parallelogramma.
A Nord-Est, sotto l’Orsa Maggiore, vedremo la costellazione del Bootes, caratterizzata dalla particolare forma ad aquilone con al vertice, molto luminosa, la già citata stella Arturo.
A sinistra del Bootes si può riconoscere una piccola costellazione a forma di semicerchio, la Corona Boreale.
Tra la Corona Boreale e la Lira si trova la debole ma estesa costellazione di Ercole. Per individuarla possiamo prendere a riferimento il quadrilatero di stelle che ne rappresenta il corpo, mentre le altre stelle che si dipartono sopra e sotto di esso raffigurano gli arti del famoso eroe mitologico. Ercole è una costellazione molto nota agli astrofili, in quanto in essa si trova M13, un ricchissimo ammasso stellare (contiene oltre 300.000 stelle!) facilmente individuabile con piccoli strumenti, alla portata quindi anche dei neofiti.
Tornando alle costellazioni zodiacali, mentre nella prima parte della notte tramontano Toro e Gemelli, nel cielo meridionale vedremo in successione la debole costellazione del Cancro, il Leone – molto estesa, dal profilo inconfondibile, nella quale è facile individuare la luminosa stella Regolo – e infine la Vergine, anch’essa molto estesa, ma priva di stelle brillanti, fatta eccezione per Spica.
Chi avrà la pazienza di attendere la notte inoltrata potrà scorgere a Sud-Est anche la Bilancia e, successivamente, lo Scorpione.
Le costellazioni circumpolari, quelle cioè che si trovano nei pressi del Polo Nord Celeste, caratterizzano costantemente il cielo settentrionale. L’Orsa Maggiore si trova in un periodo di ottima visibilità, trovandosi alla massima altezza sull’orizzonte (“culminazione”). Ricordiamo il riferimento per trovare la Stella Polare: tracciando una linea, prolungamento del segmento che unisce due stelle dell’Orsa MaggioreMerak e Dubhe (vedi mappa del cielo a Nord), troveremo la stella che indica approssimativamente il Nord. Sull’orizzonte settentrionale possiamo ancora individuare Cassiopea, con la sua inconfondibile forma a “W”, e la costellazione di Cefeo.

Gli anelli e le lune di Saturno hanno oltre 4 miliardi di anni

Sono lì, bellissimi e maestosi, a fare da corona Saturno, il secondo più grande pianeta del Sistema solare. E da quando la sonda Cassini si è inserita nella sua orbita, nel 2004, sono anche uno dei suoi principali obiettivi scientifici. Grazie a Cassini abbiamo scoperto molto sul complesso sistema di anelli di Saturno, come il fatto che quelli della fascia A e B  sono composti quasi totalmente da ghiaccio d’acqua. Un risultato ottenuto grazie al contributo fondamentale dello spettrometro VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer), uno degli strumenti a bordo della sonda Cassini di cui l’Agenzia Spaziale Italiana ha fornito il canale VIS, mentre l’Istituto Nazionale di Astrofisica partecipa all’utilizzo scientifico dei dati prodotti.
Ed è ancora VIMS il protagonista delle ultime approfondite indagini condotte sugli anelli e sulle lune di Saturno. Indagini che mostrano come essi siano composti di materiali che, seppure alterati in superficie da depositi relativamente recenti di pulviscolo e dall’interazione con le particelle magnetosferiche, hanno età risalenti ad oltre 4 miliardi di anni fa.
“Studiare il sistema di Saturno ci aiuta a capire l’evoluzione chimica e fisica del nostro Sistema solare”, dice Gianrico Filacchione, dell’INAF-IAPS, primo autore dello studio recentemente pubblicato online sul sito della rivista Astrophysical Journal. “Ora sappiamo che per comprendere questa evoluzione è necessario non solo analizzare singolarmente una luna o un anello, ma piuttosto riuscire a collegare in modo coerente le varie relazioni che legano questi corpi celesti. Per questo motivo abbiamo comparato tra loro le proprietà spettrali degli anelli principali, delle 7 lune maggiori (Mimas, Encelado, Teti, Dione, Rea, Iperione, Giapeto) e delle 7 lune minori (Prometeo, Pandora, Giano, Epimeteo, Calipso, Telesto, Helene e Febe). La nostra indagine è un altro importante risultato ottenuto grazie all’infaticabile attività di VIMS, che finora ha inviato a Terra oltre 250.000 immagini iperspettrali, per un totale di oltre 140 gigabyte di dati, e del team INAF che ne cura il supporto scientifico”.
L’analisi dei dati raccolti da VIMS ha permesso di ricostruire la distribuzione del ghiaccio d’acqua e di altri composti chimici attraverso i loro colori caratteristici, mostrando come nella luce visibile le colorazioni degli anelli e delle lune siano dovute a depositi superficiali di pulviscolo e materiali organici mentre le analisi nella banda infrarossa hanno confermato che il ghiaccio d’acqua ha una distribuzione sostanzialmente uniforme attraverso tutto il sistema di Saturno. Per gli scienziati  è la prova che il ghiaccio d’acqua, il principale costituente di questa popolazione, sia conseguenza della composizione originale del disco protoplanetario da cui questi oggetti si sono formati all’alba del Sistema solare.
E i ricercatori sono certi che il ghiaccio d’acqua rilevato sia davvero così antico perché Saturno orbita attorno al Sole oltre la cosiddetta “linea della neve”, che divide la zona interna del Sistema solare – più calda, dove i ghiacci e altri elementi volatili di dissipano per effetto dell’irraggiamento del Sole – dalla regione più esterna e fredda, dove i ghiacci rimangono sostanzialmente inalterati.
L’indagine evidenzia come la patina colorata presente sulle particelle degli anelli e sulle lune di Saturno sia legata in prima approssimazione alla loro posizione nel sistema di Saturno. Le lune interne, che orbitano nell’anello E, risultano ‘sbiancate’ dagli spruzzi di acqua ghiacciata espulsi dai geyser di Encelado. Titano invece sembra bloccare questi getti verso le lune più esterne. Oltre l’orbita di Titano, gli scienziati hanno scoperto che le superfici delle particelle dell’anello di Febe e delle altre lune di Saturno tendono a presentare colorazioni più rosse via via che ci si allontana dal pianeta. Febe, una delle lune esterne di Saturno, sembra spargere polvere rossastra che va a depositarsi sulla superficie delle lune vicine, come Iperione e Giapeto.
Una pioggia di meteoroidi esterni avrebbe inoltre dato un tocco di colore al sistema principale degli anelli – in particolare quelli all’interno dell’anello B – donandogli una leggera tonalità rossastra, che secondo gli scienziati sarebbe dovuto a particelle di ferro ossidato – ossia ruggine – oppure da idrocarburi aromatici policiclici, che potrebbero essere progenitori di molecole organiche più complesse. Una delle grandi sorprese emerse da questa ricerca è stata quella di osservare la presenza di colorazione rossastra anche sulla superficie irregolare di Prometeo, una piccola luna di circa 100 km di diametro, molto simile a quella delle particelle che compongono l’anello nelle sue vicinanze. Le altre lune vicine sono infatti decisamente più candide.
“La colorazione rossastra comune suggerisce che Prometeo è ricoperto da materiale presente negli anelli di Saturno”, dice Bonnie Buratti, del team VIMS presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, tra i coautori dell’articolo. “Finora abbiamo sempre pensato che fosse il contrario – che cioè gli anelli derivano dalla frantumazione dei satelliti di Saturno. Ma è anche possibile che le particelle espulse dall’anello si siano aggregate a formare il satellite”.
“Lavorare con questo team è un’esperienza estremamente positiva per l’ottima amalgama che si è creata – ha dichiarato Enrico Flamini, coordinatore scientifico dell’Agenzia Spaziale Italiana – e ovviamente per la capacità di analizzare i dati, pur mantenendo la visione del contesto di un pianeta complesso come Saturno. Indubbiamente parte del merito va anche a una missione, come quella Cassini, che favorisce quest’ambiente di lavoro così positivo”.
Nel team che ha realizzato l’articolo The radial distribution of water ice and chromophores across Saturn’s system pubblicato online sul sito della rivista The Astrophysical Journal, oltre Gianrico Filacchione ed Enrico Flamini, partecipano Fabrizio Capaccioni, Priscilla Cerroni, Mauro Ciarniello e Federico Tosi, tutti dell’INAF-IAPS.
Per saperne di più:

di Marco Galliani (INAF)

Le giovani stelle dell’ammasso NGC 2547

Questa graziosa spolverata di stelle blu brillanti è l’ammasso NGC 2547, un gruppo di stelle di recente formazione nella costellazione australe della Vela (immagini sul sito INAF). L’immagine è stata ottenuta dal WFI (Wide Field Imager) sul telescopio da 2,2 metri dell’MPG/ESO all’Osservatorio di La Silla in Cile. L’Universo ha circa 13,8 miliardi di anni. Anche la nostra galassia, la Via Lattea, ha una veneranda età – alcune delle sue stelle hanno più di 13 miliardi di anni. Nonostante ciò è ancora molto attiva: nuovi oggetti si formano e altri vengono distrutti. In questa immagine si possono vedere alcuni dei più recenti arrivi, le giovani stelle che formano l’ammasso NGC 2547. Ma queste stelle sono veramente dei giovanotti su scala cosmica? Anche se la loro esatta età è incerta, gli astronomi stimano che NGC 2547 abbia dai 20 a 35 milioni di anni, cioè non tanto giovane, dopo tutto. Ma il nostro Sole ha circa 4600 milioni di anni e non ha ancora raggiunto la mezz’età. Ciò significa che se si pensa al Sole come una persona di 40 anni, le stelle brillanti nell’immagine sono infanti di tre mesi. La maggior parte delle stelle non si formano in isolamento, ma negli ammassi ricchi, con dimensioni che vanno da diverse decine a diverse migliaia di stelle. Se NGC 2547 contiene molte stelle calde che risplendono di blu brillante, un segno inequivocabile di gioventù, se ne possono trovare anche alcune, gialle o rosse, che sono già evolute fino a diventare giganti rosse. Gli ammassi stellari aperti come questo hanno vite relativamente brevi, dell’ordine di parecchie centinaia di milioni di anni, prima di disintegrarsi e lasciare che le stelle componenti si allontanino. Gli ammassi sono oggetti chiave per gli astronomi che studiano come le stelle evolvono durante la loro vita. I membri di un ammasso sono nati tutti dallo stesso materiale e circa nello stesso momento, rendendo più semplice la determinazione degli effetti delle altre proprietà stellari. L’ammasso stellare NGC 2547 si trova nella costellazione australe della Vela, circa 1500 anni luce dalla Terra, ed è abbastanza brillante per essere visibile facilmente con un binocolo. È stato scoperto nel 1751 dall’astronomo francese Nicolas-Louis de Lacaille durante una spedizione astronomica al Capo di Buona Speranza in Sud Africa, usando un telescopio molto piccolo, di meno di due centimetri di apertura. Tra le stelle brillanti di questa immagine si vedono molti altri oggetti, specialmente nell’ingrandimento. Molti sono stelle più deboli o più distanti nella Via Lattea, ma alcuni, che appaiono estesi e sfuocati, sono galassie, a milioni di anni luce dalle stelle nel campo di vista.
di Eleonora Ferroni (INAF) Fonte: ESO

C’è anche la mini – supernova

Le esplosioni stellari che prendono il nome di supernovae hanno due principali meccanismi all’origine: il collasso del nucleo di una stella massiccia da 10 a 100 volte la massa del nostro Sole, oppure, per le supernovae di tipo Ia, la disintegrazione di una nana bianca dovuta all’interazione catastrofica con un’altra stella in un sistema binario. Un gruppo di ricerca internazionale ha ora descritto una nuova classe di supernovae denominate di tipo Iax, più deboli e meno energetiche del tipo Ia. La caratteristica di questa nuova classe è che l’esplosione di supernova può non distruggere completamente la stella nana bianca d’origine.
“Una supernova di tipo Iax è sostanzialmente una mini-supernova”, dice Ryan Foley dello Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (USA), primo autore della ricerca che ha identificato 25 esemplari di questi “cuccioli gracili” di supernova. Siccome nessuno di loro è stato rintracciato in una galassia ellittica, generalmente costituite da stelle più anziane, i ricercatori hanno dedotto che presumibilmente le supernovae di tipo Iax si producono in sistemi stellari giovani. Sulla base di una molteplicità di dati osservativi, il gruppo di ricerca è riuscito poi a concludere che le supernovae di tipo Iax prendono origine in un sistema stellare binario contenente una nana bianca che risucchia elio da una stella compagna già spoglia dallo strato esterno di idrogeno.
Sulle cause che innescano l’esplosione in questo nuovo tipo di supernova ci sono ancora dubbi, ma quello che appare rilevante è che nella maggioranza dei casi esaminati la stella nana bianca sembra sia sopravvissuta alla terribile deflagrazione, al contrario di quanto accade normalmente nelle supernove di tipo Ia. Inoltre, le mini-supernovae non sarebbero affatto delle eccezioni: il gruppo guidato da Foley ha calcolato che dovrebbero essere diffuse circa un terzo di quanto lo sono le supernovae Ia, e se sono difficili da osservare è semplicemente per il fatto che la loro luminosità è solo un centesimo di quella delle sorelle maggiori.
di Stefano Parisini (INAF)

La danza del ventre del ciclone venusiano

L’enorme ciclone che ricopre in modo permanente il polo sud di Venere si muoverebbe nell’atmosfera del pianeta in modo velocissimo, caotico e imprevedibile. Per usare una analogia molto venusiana, in modo simile a una danzatrice del ventre molto snodata. E’ quanto emerge in un articolo pubblicato su Nature Geoscience, realizzato con i dati raccolti durante tutta la missione dell’ESA Venus Express. Ne parliamo con Giuseppe Piccioni dell’INAF-IAPS, PI dello strumento VIRTIS a bordo della sonda e cofirmatario dell’articolo. I risultati di questo lavoro, che può essere visto come l’approfondimento di una ricerca iniziata fin dal primo giorno di inserimento in orbita della missione Venus Express, sono sorprendenti. Racconta Giuseppe Piccioni: “la dinamica di questo enorme vortice risulta molto più caotica e difficilmente prevedibile su tempi scala brevi, di quanto non si pensasse in passato. Questa caratteristica rende il vortice venusiano molto diverso da altri uragani che troviamo nel sistema solare, come per esempio sulla Terra, dove questi fenomeni presentano una periodicità decisamente stagionale.” Nell’articolo,  l’enorme ciclone dal diametro medio di oltre 2000 km e che presenta al suo interno venti fino a 16 m/s, è stato studiato per la prima volta a varie altezze atmosferiche, arrivando alla conclusione che il vortice si estenda almeno dai 40 ai 70 km di altitudine. “Grazie ai dati multispettrali, possiamo studiare i diversi strati dell’atmosfera, riuscendo così a isolare la dinamica dei vari piani. Arriviamo al risultato che il movimento di questi piani sembrerebbe apparentemente scorrelato. Simile per alcuni versi a una danzatrice del ventre snodata che riesce a muovere in modo indipendente spalle, bacino e gambe.” La morfologia del ciclone stesso varia nel tempo e presenta varie conformazioni: da una struttura circolare simile a quella dei più diffusi uragani terrestri, con un singolo centro di rotazione, passando per una forma con doppio centro e dunque ellittica, fino ad arrivare a morfologie complesse con 3 o 4 centri di rotazione quasi indipendenti. Infine, questa struttura complessa si muove nell’atmosfera in verticale e intorno a una posizione geografica che non coincide con il polo del pianeta, seppur con una tendenza media periodica di precessione attorno al polo. Lo studio dei cicloni polari di venere non è una novità e affonda le sue radici nei primi decenni dell’esplorazione spaziale. Il vortice al polo sud somiglia in modo sorprendente a una analoga struttura situata al polo nord del pianeta, osservata già dalle missioni Pioneer alla fine degli anni ‘70. Da quelle prime osservazioni, le missioni passate rapidamente per Venere (come Galileo e Cassini) non hanno potuto studiare queste strutture atmosferiche in dettaglio. Fino al 2006, anno in cui Venus Express è entrata in orbita intorno al pianeta, evidenziando le analogie dinamiche dei due uragani ai poli del pianeta. Le innovazioni tecnologiche apportate da Venus Express e in particolare dallo strumento VIRTIS sono fondamentali nell’evoluzione della nostra conoscenza del fenomeno. Racconta Piccioni: “E’ vero che oltre 25 anni fa il polo venusiano è stato studiato dalla missione Pioneer Venus, come conferma una immagine storica prodotta in quegli anni dalla missione. Bisogna tener presente però, che per realizzare quella singola immagine è stato necessario utilizzare tutti i dati raccolti in due o tre mesi di missione. Pioneer ha dovuto limitarsi a rappresentare un comportamento medio del vortice, identificandone la morfologia grazie a una immagine mediata nel tempo. VIRTIS oggi riesce a realizzare immagini in pochi secondi o minuti, studiando così le mutazioni del vortice nell’arco di una stessa giornata. Inoltre riusciamo a realizzare delle immagini con risoluzione spaziale molto più elevata, risolvendo anche i dettagli all’interno del vortice, cosa che non era mai stata fatta in precedenza. Infine, utilizzando le diverse lunghezze d’onda dell’infrarosso, VIRTIS è in grado di osservare separatamente i diversi piani dell’atmosfera, studiando come variano la morfologia e la temperatura atmosferica alle diverse altitudini, su scala di diverse decine di km di altezza. Dando così una istantanea dettagliata a 4 dimensioni del vortice polare nel tempo e nello spazio.” Ovviamente, questo non esaurisce i molti misteri del pianeta rimasti da approfondire e su cui la missione Venus Express sta contribuendo a far luce. Chiediamo a Piccioni di segnalarci la sua “Top 3″, e primo tra tutti il ricercatore cita la presenza di vulcanismo sul pianeta. “Abbiamo visto delle zone hot spots in cui sembra essere presente lava recente in termini geologici, cioè non piu vecchia di qualche centinaia di migliaia di anni. Ma c’è vulcanismo oggi, nascosto dalla densissima coltre di nubi venusiane? In maniera indiretta, oggi vediamo una variazione nell’atmosfera con cicli periodici dei ‘gas di scarico’ dei vulcani venusiani (in particolare l’anidride solforosa). Cosa che attribuiamo a un vulcanismo in atto, anche se ad oggi stiamo ancora cercando, a causa della difficoltà osservativa, prove dirette di questo fenomeno”.Il secondo mistero identificato da Piccioni è il perché della superrotazione dell’atmosfera, che si muove 60 volte più velocemente del pianeta solido sottostante. “Considerando che l’atmosfera venusiana è molto densa, soltanto 10000 volte piu leggera di tutto il pianeta e 100 volte piu pesante dell’atmosfera terrestre, ci chiediamo quali siano i meccanismi che riescono a sostenere una tale potenza di rotazione.” Infine, ultimo tra i misteri che Venus Express continuerà a porsi, l’identificazione del composto chimico nell’atmosfera del pianeta che possa essere ritenuto responsabile dell’assorbimento della luce ultravioletta. “Sulla Terra, il principale responsabile di questo assorbimento è l’ozono. Su Venere, l’ozono è stato visto in quantità piccole e ad altitudini non sospette. Non sembra essere il responsabile dell’assorbimento della luce ultriavoletta osservato. Finora, non c’e nulla nell’atmosfera venusiana a cui riusciamo ad imputare questo fenomeno”. In altre parole, nonostante gli enormi risultati raggiunti, la comunità scientifica di Venus Express non ha ancora esaurito gli argomenti su cui indagare.
di Livia Giacomini (INAF)

Bombardamento a tappeto nel Sistema Solare

Circa quattro miliardi di anni fa la Luna attraversò un periodo non certo facile, subendo un vero e proprio bombardamento di meteoriti che ne scolpì la superficie dandole l’aspetto che oggi osserviamo. Questa epoca, così catastrofica e non a caso ribattezzata ‘cataclisma lunare’, si protrasse per parecchie decine di milioni di anni. Ma a quanto pare, in quel turbolento periodo della storia del Sistema solare non fu solo il nostro satellite a fare le spese di questa pioggia di proiettili cosmici. Anche l’asteroide Vesta, distante quasi 200 milioni di chilometri e forse anche altri asteroidi di grandi dimensioni hanno subito un trattamento simile a quello della Luna. È questo lo scenario che emerge da uno studio pubblicato nell’ultimo numero della rivista Nature Geoscience e guidato dal ricercatore italiano Simone Marchi, in forza al Southwest Research Institute (SwRI) di Boulder, Colorado, e al Lunar and Planetary Institute della NASA a Houston, Texas. Il lavoro ha messo in relazione per la prima volta alcune proprietà delle rocce lunari portate a Terra dalle missioni Apollo con quelle di alcuni particolari tipi di meteoriti caduti sul nostro pianeta, ovvero le Howarditi e le Eucriti, che si sarebbero staccate proprio da Vesta. I risultati di questo studio portano alla luce alcune inattese somiglianze tra i campioni lunari e le meteoriti, come la distribuzione delle abbondanze degli isotopi dell’Argon, che sarebbero legate a un bombardamento di meteoriti ad alta velocità avvenuto nelle prime fasi di formazione del Sistema solare.
“Con il nostro lavoro abbiamo evidenziato che le meteoriti provenienti dagli asteroidi -ed in modo particolare da Vesta- mostrano segni dello spopolamento della fascia principale di asteroidi, avvenuto circa 4 miliardi di anni fa” dice Marchi. “Gli asteroidi rimossi hanno impattato a velocità elevata quelli rimasti nella fascia principale e la Luna, lasciando tracce inequivocabili dovute alle alte temperature prodotte nelle collisioni”.
I ricercatori sono giunti a queste conclusioni con il supporto di simulazioni al computer che hanno dimostrato come alcune proprietà chimico-fisiche dei meteoriti provenienti da Vesta possano essere state determinate da impatti primordiali subiti dall’asteroide con altri corpi minori. Impatti avvenuti con velocità relative molto elevate, dell’ordine dei 36.000 chilometri l’ora. Questi scontri si sarebbero prodotti proprio nell’epoca del cataclisma lunare e sarebbero stati causati dal riadattamento delle orbite dei pianeti giganti come Giove e Saturno, migrati dalle posizioni che avevano all’alba del Sistema solare con quelle che oggi possiedono. Questo riassestamento provocò una destabilizzazione delle traiettorie di molti corpi della fascia di asteroidi, innescando così questo bombardamento che ha investito non solo i pianeti e le lune del Sistema solare interno, ma anche i corpi maggiori della stessa cintura degli asteroidi.
Determinanti in questo studio multidisciplinare sono stati i dati e le osservazioni raccolti dalla missione Dawn della NASA, dedicata allo studio degli asteroidi Vesta e Cerere, come spiega ai nostri microfoni Maria Cristina De Sanctis, dell’INAF IAPS, team leader dello spettrometro VIR a bordo della sonda, tra i coautori dell’articolo: “Le osservazioni e le misure effettuate dagli strumenti della sonda Dawn, tra cui VIR, sono state fondamentali per confermare che le meteoriti cadute sulla terra e classificate come Howarditi ed Eucriti si sono staccate da Vesta. È un po’ come se Dawn si sia trasformata in una missione che ci ha permesso di raccogliere dei campioni dell’asteroide stesso, non già riportandoceli dallo spazio, ma che noi abbiamo già a disposizione sulla Terra sotto forma di meteoriti e che possiamo datare e analizzare in dettaglio per capire la loro storia evolutiva”.
di Marco Galliani (INAF)

L’altro lato di Mercurio

Sono due anni che la sonda Messenger scruta ogni angolo di Mercurio, il pianeta più recondito dell’Universo, e ha già inviato ai ricercatori circa 150mila immagini della superficie, che appare per lo più pieno di crateri e “ruvido”. Ma non tutte le zone del pianeta sono così: dietro a quel lato così aspro il pianeta ne nasconde  un altro  ”morbido” e liscio.
Le ultime immagini di Messenger, infatti, mostrano pareti e pianure lisce attorno a una depressione irregolare di Mercurio. Segno che quella formazione geologica non è un cratere da impatto, come quelli lunari e come molti dei crateri osservati sullo stesso Mercurio, ma il bordo di un camino vulcanico, che si trova a nord-est del bacino Rachmaninoff ed è largo circa 36 chilometri.
Il “cratere” è circondato da una distesa di materiale altamente riflettente, espulso durante un’eruzione vulcanica. Altri condotti vulcanici sono stati trovati su Mercurio, come quello a forma di cuore nel bacino Caloris. Il materiale in superficie e la forma frastagliata del cratere sono la prova tangibile di un’eruzione e del passaggio della lava.
La formazione di questi crateri vulcanici sembra risalire a circa 4 miliardi di anni fa, quando il pianeta era particolamente attivo da un punto di vista geologico e vulcanico.
di Eleonora Ferroni (INAF)

Dal Big Bang a oggi, ecco l’universo di Planck

È la Mappa con la ‘emme’ maiuscola. Quella che i cosmologi di tutto il mondo attendevano impazienti dal 2009, anno del lancio del telescopio spaziale Planck dell’Agenzia Spaziale Europea. Oggi, puntuale, è stata presentata al mondo nel corso di una conferenza stampa internazionale che si è tenuta a Parigi. È il frutto dei primi 15 mesi e mezzo di raccolta dati, il risultato di una perlustrazione dell’intero cielo nelle bande di frequenza da 30 a 857 GHz: quelle dove si annida la radiazione cosmica di fondo a microonde, la luce fossile primigenia, risalente a quando l’universo aveva appena 380.000 anni.
Con pazienza certosina, gli scienziati del team di Planck – molti dei quali italiani – l’hanno distillata dal mare d’impurità che la contaminavano. Il risultato è la mappa più accurata e precisa che mai stia stata prodotta della CMB (Cosmic Microwave Background), la prima luce del cosmo. Nei meandri del suo labirinto si celano non solo i semi originari di tutte le strutture osservabili oggi, dagli ammassi di galassie alle stelle, ma anche i parametri fondamentali dell’universo. Parametri che, se in gran parte confermano il cosiddetto “modello standard della cosmologia”, presentano anche alcune sorprese. E lasciano affiorare domande inedite. Domande che, per ottenere risposta, potrebbero richiedere una nuova fisica.

Qualcosa è cambiato

Partiamo dunque dalle novità. Anzitutto, l’universo ha da oggi qualche capello bianco in più. Se a WMAP (il satellite NASA predecessore di Planck) aveva dichiarato un’età di circa 13,7 miliardi di anni, ora è costretto ad ammettere di averne 13,82, milione più milione meno. Detta così sembrano gli argomenti di conversazione tra i personaggi di Big Bang Theory, ma in realtà è un numero che a sua volta deriva da un altro parametro d’importanza cruciale: la costante di Hubble. Costante che indica la velocità alla quale l’Universo si sta oggi espandendo, e che i dati di Planck attestano a 67.15: un valore significativamente inferiore rispetto a quello correntemente utilizzato in astronomia.
Un secondo aggiustamento va poi apportato alla ricetta cosmica. Se la natura degli ingredienti continua a rimanere in gran parte oscura, per quanto riguarda le dosi Planck s’è fatto un’idea ben precisa. Cresce, seppure di uno zero virgola, la fetta della materia “normale”, quella di cui sono fatte le stelle e le galassie, che passa dal 4% al 4,9%. Incrementa di un buon quinto il contributo dell’altra materia, quella “oscura”, della quale continuiamo a non sapere alcunché se non che si attesta ora su un ragguardevole 26,8%. Cede invece terreno, pur continuando a farla da padrona, l’energia oscura: i dati di Planck indicano che costituisce il 68,3% dell’universo, dunque meno di quanto si pensava.

Tre anomalie che il modello non spiega

Ma in fondo questi sono solo ritocchi, per quanto significativi. Diverso il discorso, invece, per i tre principali scostamenti rilevati da Planck rispetto al modello standard: nel loro caso, si tratta di autentiche anomalie. La più sorprendente, del tutto inattesa, riguarda lo spettro di potenza delle fluttuazioni della temperatura della CMB: a grandi scale angolari non corrispondono a quelle previste dal modello standard. Il loro segnale, dicono i dati, è meno intenso di quanto implicherebbe la struttura a scala angolare più piccola osservata da Planck. Sembra molto complicato, e in effetti lo è. Provando a tradurre in un linguaggio a noi più affine, potremmo dire che, ascoltando la sinfonia del cosmo primordiale, Planck s’è accorto che è un po’ carente nei suoni bassi.
Delle altre due anomalie, invece, già si mormorava qualcosa, dunque colgono i cosmologi meno di sorpresa. Una è il cosiddetto cold spot, una regione fredda che si estende su una porzione di cielo molto più ampia del previsto. L’altra è un’asimmetria fra le temperature medie nei due emisferi opposti del cielo, in contrasto con quanto predetto dal modello standard, secondo il quale l’Universo dovrebbe essere grosso modo simile in tutte le direzioni in cui lo osserviamo. Entrambe erano già state notate anche dal predecessore di Planck, la missione WMAP della NASA, ma erano state in gran parte ignorate per i dubbi che permanevano circa le loro origini cosmiche. A questo punto, però, non si possono più nascondere sotto il tappeto. «La rilevazione di queste anomalie da parte di Planck scioglie ogni dubbio circa la loro realtà», dice Paolo Natoli, ricercatore all’Università di Ferrara e associato INAF. «Non è più possibile attribuirle a errori introdotti dalle misure: ci sono davvero. Ora dobbiamo riuscire a spiegarle in modo convincente».

Una conferma stringente dell’inflazione

Per il resto, le informazioni estratte dalla nuova mappa di Planck forniscono, con un’accuratezza mai raggiunta prima, una serie di conferme eccellenti del modello standard. «Una delle più importanti riguarda le fluttuazioni primordiali: quelle da cui si sono formate, nel tempo, le galassie, le stelle e tutte le strutture che osserviamo. Grazie a Planck, oggi sappiamo che quelle fluttuazioni obbediscono con grande precisione a una statistica gaussiana. Questo risultato rappresenta la più stringente conferma dell’inflazione», spiega il responsabile dello strumento LFI di Planck, Nazzareno Mandolesi, membro del CdA dell’Agenzia Spaziale Italiana e associato INAF. «Ora occorre però comprendere che cosa l’abbia messa in moto, pochissimi istanti dopo il Big Bang. «Prendiamo la nuova particella identificata al CERN: se, come sembra, è davvero il bosone di Higgs, essa ha un ruolo fondamentale nel dare una massa a tutte le particelle elementari del modello standard. Ma potrebbe essere anche la misteriosa particella che scatena l’inflazione? Queste sono le domande con le quali una nuova fisica, situata all’intersezione fra cosmologia e fisica fondamentale, dovrà confrontarsi negli anni a venire».
In attesa della fisica del futuro, almeno per oggi gli scienziati di Planck possono però concedersi una tregua. «Dopo vent’anni di lavoro e di attesa, è un’emozione straordinaria vedere in diretta l’universo neonato con una definizione senza precedenti. È un po’ come sbarcare per la prima volta su un continente ignoto», dice Marco Bersanellidell’Università degli Studi di Milano. «Le mappe di Planck portano i segni inequivocabili di processi che sono avvenuti nella prima frazione di secondo dopo l’inizio della storia cosmica, e ci sorprendono con alcune tracce impreviste la cui natura al momento sfugge a qualsiasi spiegazione».

Per saperne di più:

di Marco Malaspina (INAF)

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