Verso il cielo estivo

Il mese di aprile inizia il vero e proprio passaggio dal cielo invernale a quello estivo. Al calare del crepuscolo infatti possiamo ancora scorgere per qualche ora le costellazioni che hanno dominato il cielo invernale: il cacciatore Orione con le sue splendide stelle Betelgeuse e Rigel, i Gemelli con Castore e Polluce, il Toro con la luminosa Aldebaran e l’Auriga con Capella. Dalla parte opposta, nel cielo orientale, osserviamo invece le costellazioni che caratterizzeranno il cielo estivo. Ecco allora che al tramontare a Sud-Ovest di Sirio (la stella più luminosa del cielo boreale) nella costellazione del Cane Maggiore, 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 costellazione del Bifolco. Vega sarà un vertice del triangolo estivo assieme a Deneb della costellazione del Cigno e ad Altair dell’Aquila. Nei mesi estivi la troveremo proprio sopra le nostre teste, allo zenit. Vicino al Bootes è individuabile una piccola costellazione dalla forma a semicerchio, la Corona Boreale. Le stelle che la compongono sono di magnitudine abbastanza ridotta, pertanto, se si riesce ad osservarla nella sua interezza, possiamo essere certi di avere a disposizione un cielo discreto. La costellazione non contiene alcun oggetto del profondo cielo degno di nota: le galassie in questa regione di cielo sono tutte molto lontane e deboli, ma nella parte sudoccidentale della costellazione è presente un celebre ammasso di galassie, noto come Abell 2065, che conta decine di galassie. Tra la Corona Boreale e la Lira si trova la gigante ma debole costellazione di Ercole, molto nota agli astrofili in quanto in essa si trova M13, un ricchissimo ammasso stellare facilmente individuabile con piccoli strumenti, alla portata quindi dei neofiti. Con telescopi di una certa apertura è possibile risolvere tale ammasso fino al nucleo, mostrando la miriade di stelle di cui è composto. Nel corso della notte le costellazioni invernali tramontano del tutto per lasciare spazio al vero e proprio cielo estivo. Abbiamo quindi il Cancro e il Leone, con la brillante Regolo e nei pressi del quale troviamoSaturno. Nel cielo di sud-est, a notte inoltrata, sorgono la Bilancia e successivamente lo Scorpione, caratterizzato dalla gigante rossa Antares. Terminiamo il tour con una breve descrizione del cielo settentrionale, caratterizzato dalle classiche costellazioni circumpolari (che ruotano attorno al Polo Nord Celeste). Il periodo è favorevole all’osservazione dell’ Orsa Maggiore poichè si trova nel punto di massima altezza sull’orizzonte, definito “culminazione”. Si prosegue con Cassiopea, dalla classica forma a “W”, a seguire Cefeo e il Dragone.
Tratto da Il cielo nel mese di Aprile 2014 di Stefano Simoni (Astronomia.com)

 

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Confermata l’Inflazione Cosmica?

E’ da poco passato mezzogiorno (le 16h ora italiana di lunedì 17 marzo) quando, nell’aula delle conferenze del centro di astrofisica dell’università di Harvard, a Boston, gli astrofisici John Kovac e Chao-Lin Kuo, i due leader di un vasto gruppo di ricerca cosmologica statunitense, pongono fine alle illazioni su quella che era stata annunciata come una delle più grandi scoperte cosmologiche degli ultimi tempi. Finora l’inflazione cosmica era soltanto un’ipotesi necessaria per giustificare la geometria e la struttura dell’universo come oggi lo vediamo, dove tutta la materia si organizza obbedendo alle stesse leggi. Solo una dilatazione esponenziale dello spazio-tempo, a partire dalle dimensioni di un uovo (come l’uovo cosmico di Laplace) avrebbe potuto spiegare la sorprendente omogeneità del cosmo. Ora, secondo gli astrofisici americani, ci sono evidenze inequivocabili che trasformano l’ipotesi dell’inflazione in una teoria verificata sperimentalmente.
Le prove sono state raccolte tramite uno speciale radiotelescopio situato al Polo Sud e sintonizzato sulle microonde. Il nome dello strumento, BICEP2, deriva dalle iniziali di Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization, esplicativa della tecnica impiegata. Con apparecchiature del genere, da 50 anni (proprio quest’anno ricorre il cinquantenario della scoperta della radiazione fossile da parte di Arno Penzias e Robert Wilson) si è scoperto che il Big Bang ha lasciato, come testimonianza della sua esistenza, una radiazione fossile che permea tutto il cosmo, la quale costituisce la più antica immagine dell’universo che siamo in grado di osservare direttamente; essa risale a circa 380 mila anni dopo il Big Bang, quando la luce si è disaccoppiata dalla materia e poté propagarsi nello spazio. Prima d’allora c’è come una nebbia impenetrabile, fatta da particelle elementari di ogni tipo, che impediva alla luce di avere un’esistenza propria, inibendo di fatto l’atto di nascita dell’universo.
Gli scienziati dell’esperimento BICEP2 hanno potuto varcare questa soglia grazie a una rivelazione indiretta delle onde gravitazionali che generatesi durante l’inflazione cosmica. Come uno tsunami gravitazionale, queste onde, partite un’infima frazione di secondo dopo il Big Bang, hanno attraversato la radiazione fossile, lasciando impresso in essa un segnale particolare, chiamato «polarizzazione di modo B»: proprio quello raccolto dagli strumenti di BICEP2. «Ho analizzato attentamente i dati e li giudico molto convincenti: non sembra che il segnale captato possa attribuirsi ad altri fenomeni se non al processo di inflazione primordiale», ha commentato Marc Kamionkowski, professore alla Johns Hopkins University, rispondendo alle cautele di quanti chiedevano il grado di affidabilità della ricerca.
Uno degli aspetti più straordinari della scoperta è che le antenne gravitazionali costruite ad hoc per captare questo tipo di onde generate dal rapido movimento di masse, finora non sono state in grado di rivelarle, mentre il gruppo di ricerca BICEP2 è riuscito a farlo con un telescopio per microonde, sia pure attraverso un effetto secondario. Quello degli astrofisici di Harvard viene considerato un duplice successo: non solo la prima dimostrazione sperimentale del processo inflattivo subito dall’universo primordiale, ma anche un consistente balzo indietro verso l’origine del tempo, sino a 10-34 secondi dopo il Big Bang!
Va da sè che se i dati raccolti da BICEP2 saranno confermati da altri gruppi di ricerca, si profilerà un nuovo premio Nobel.
Il Galassiere
Leggi anche l’articolo Inflazione: c’è la prova (in Cosmologia)

Opposizione di Marte il prossimo 8 aprile

Il prossimo 8 aprile, attorno alle 11 di sera, Marte sarà in opposizione a poco più di 6 gradi e mezzo a NNW di Spica e brillando di magnitudo -1.5 (otto giorni prima di quella data, il 31 marzo, sarà in congiunzione con α Virginis, passandovi 5 gradi a N). Non si tratterà comunque di un’opposizione favorevole come quella attesa per il 2018, in quanto il pianeta rosso si presenterà con un diametro apparente di appena 15″. Questo significa che per scorgere qualche particolare sulla sua superficie, a parte la calotta polare o il vasto bacino denominato Hellas Planitia di colore molto chiaro, sarà opportuno utilizzare almeno 250 ingrandimenti; in questo modo il pianeta avrà dimensioni apparenti corrispondenti a due volte il diametro lunare visto a occhio nudo. La luminosità del piccolo disco è comunque notevole al telescopio e quando il pianeta culmina in meridiano (verso la 1h, considerando l’ora estiva) il contrasto può essere anche fastidioso, soprattutto con grandi aperture; meglio quindi utilizzare un filtro colorato per evidenziare meglio i dettagli superficiali. Inutile dire che per questo tipo di osservazioni i cieli urbani o suburbani possono addirittura risultare vincenti rispetto a quelli cristallini d’alta montagna!
Il fatto che le opposizioni siano più o meno favorevoli 1.62 è dovuto all’eccentricità non trascurabile di Marte, pari a 0.093 (la Terra presenta un modesto 0.017 e ancora più “circolare” è l’orbita di Venere, praticamente indistinguibile da un cerchio); questo porta a una variazione non indifferente del diametro apparente del pianeta dalla Terra che se quest’anno sarà poco superiore ai 90 milioni di km, nel 2018 arriverà al valore minimo di circa 58 milioni di km, avrà un diametro apparente di oltre 23″ e una magnitudo di -2.6.
A poco più di 30 gradi verso SE brillerà Saturno di magnitudo 0.3, la cui opposizione è invece attesa per il prossimo 10 maggio.
Il Galassiere

E gira gira… il Sole

La Terra gira su se stessa, lo sappiamo bene. Quello a cui spesso non pensiamo, però, è che anche le stelle sono soggette ad un analogo moto di rotazione su se stesse. Come è ovvio, delle stelle lontane non possiamo ancora dire molto della loro rotazione, dal punto di vista osservativo. Sono comunque ormai molteplici gli indizi teorici che indicano come gli effetti delle rotazione influenzino l’evoluzione e la vita delle stelle, anche in maniera importante – tanto che la rotazione è ormai tenuta in debito conto nei modelli più recenti di evoluzione stellare Del Sole però possiamo avere un quadro osservativo molto definito – ed anche abbastanza suggestivo – del suo moto di rotazione. Guardate ad esempio il video qui sotto, realizzato con dati dalla missione Solar Dynamic Observatory, lanciata nel 2010 con lo scopo di osservare la nostra stella per cinque anni almeno. I dati sono molto recenti, perché il montaggio si riferisce all’intero mese di gennaio 2014. L’immagine  riguarda la cromosfera (in luce ultravioletta), mentre la prima delle più piccole, in alto a sinistra nel gruppo di sei, è proprio il Sole… come lo conosciamo, ovvero la fotosfera in banda visibile. Il resto delle immagini sono probabilmente meno familiari (ma non per questo meno interessanti) perché si riferiscono tutte ad emissione in banda X, ad opera di rari ioni di ferro presenti nella corona (in falsi colori, per evidenziare le peculiarità). Forse quello che colpisce di più, osservando il video, è il fatto che il sole cambia in maniera vistosa durante la rotazione. Le macchie solari sono lo spettacolo principale, ma evidentemente tutta la superficie è in “subbuglio” continuo. Le stelle  sono tutt’altro che quiete, insomma. Come tutto il nostro universo, a pensarci bene.
GruppoLocale.it

Il destino della nebulosa del Serpente

La nebulosa del Serpente è veramente impressionante. Si snoda per circa 100 anni luce a una distanza di circa 11700 anni luce dalla Terra. Nelle immagini riprese nell’infrarosso da Spitzer essa appare come un lungo e scuro ramo sinuoso e contorto. L’oggetto è particolarmente interessante in quanto mostra una situazione al contorno estremamente favorevole alla formazione di molte stelle massicce (anche più di otto volte il Sole). Queste zone, infatti, mostrano una concentrazione di gas e polvere molto densa, che le ha fatte denominare “nubi scure infrarosse”. La loro densità ne rende particolarmente difficile lo studio. Sulla nebulosa è stato, allora, diretto il SMA (Sub Millimeter Array) dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Con esso si possono leggere le radiazioni emesse tra l’infrarosso e il radio.  Per capire come si forma veramente una stella, è fondamentale osservarla nelle sue fasi costruttive primigenie, quando è ancora immersa profondamente nelle nubi di gas e polvere. Un problema non da poco che ha le migliori speranze di successo nelle lunghezze d’onda del SMA. Il gruppo di ricerca ha studiato, in particolare, due macchioline contenute all’interno della maestosa nebulosa, denominate P1 e P6. All’interno di queste due ristrette regioni sono stati individuati ben 23 “semi” stellari (o -se preferite- “embrioni”) che, facilmente, porteranno alla nascita di una o più stelle, ciascuno. Questi semi hanno generalmente masse che vanno da 5 a 25 masse solari e ciascuno copre uno spazio di qualche centinaio di miliardi di chilometri. SMA non solo ha individuato i singoli embrioni, ma li ha anche diversificarli in base all’età.  Le teorie precedenti suggerivano che stelle di grande massa avessero bisogno di una massa originaria di almeno cento volte quella del Sole. La nebulosa del Serpente sembra contraddire questa idea ormai abbastanza ben radicata. I dati mostrano, anche, che le stelle massicce non nascono sole ma in gruppo. Le sorprese non finiscono qui, però. E’ stato sorprendente vedere come queste due macchie, sicuramente primigenie, siano già notevolmente frammentate. In alcuni casi, sono stati già individuati getti bipolari e altri segni di una attività maggiore del previsto. Il destino della nebulosa sarà quello di dissolversi e brillare come una splendida collana di ammassi stellari.
di Stefano Simoni (Astronomia.com) tratto da: L’Infinito Teatro del Cosmo di Vincenzo Zappalà

La Via Lattea a 360°

È proprio il caso di dirlo: la Via Lattea così non l’avete mai vista. Un gruppo di astronomi dell’Università del Wisconsin-Madison ha realizzato un ritratto a 360° della nostra galassia “cucendo” insieme ben 2 milioni di immagini a infrarossi scattate dal telescopio spaziale della NASA Spitzer, lanciato nel 2003, fornendo così nuovi dettagli sulla sua struttura. Per realizzare la panoramica sono stati necessari 10 anni di ricerche e le immagini sono state realizzate in 172 giorni. “Per la prima volta abbiamo potuto studiare la struttura della galassia usando le stelle invece del gas”, ha spiegato Edward Churchwell, professore di astronomia membro del gruppo che ha realizzato l’immagine del piano galattico. ”Abbiamo stabilito senza ombra di dubbio che la nostra galassia ha una larga struttura a barra che si estende verso l’orbita del Sole. Adesso sappiamo molto di più anche sul posizionamento dei bracci della Via Lattea”, ha aggiunto. L’immagine a infrarossi è stata chiamata GLIMPSE360, che sta per Galactic Legacy Mid-Plane Survey Extraordinaire. Lo studio combina diverse survey, GLIMPSE, GLIMPSEII, GLIMPSE3D, Vela-Carina, GLIMPSE360, Deep GLIMPSE, CYGX, GALCEN e SMOG, e la panoramica copre circa il 3% del nostro cielo, ma dato che si concentra su una fascia di cielo che comprende il piano della nostra galassia,  mostra più della metà delle stelle della Via Lattea. I puntini blu sono singole stelle, la maggior parte delle quali molto vicine a noi, mentre la foschia blu attorno al centro della galassia è composta da luce stellare, ma troppo lontano da noi da cogliere le singole stelle che la compongono. Le strutture rosse, invece, sono nubi di polvere e gas che permeano la nostra galassia e danno vita a nuove stelle. Guardando con attenzione l’immagine realizzata dalla NASA è possibile osservare la nascita di nuove stelle, nelle regioni più luminose. È possibile notare anche nebulose, bolle, getti, colonne e altre forme bizzarre che saltano fuori scolpite nella polvere e gas dai venti stellari. In molte aree, filamenti scuri si stagliano nettamente contro lo sfondo luminoso: sono le spesse nubi di polvere nella nostra galassia. Oltre a fornire nuove informazioni sulla struttura galattica, il telescopio e le immagini elaborate dal team guidato da Barb Whitney hanno reso possibile l’aggiunta di oltre 200 milioni di nuovi oggetti al catalogo della Via Lattea. Churchwell ha detto che l’immagine “ci dà l’idea della generale distribuzione delle stelle nella nostra galassia”. Potendo osservare anche le diverse zone di formazione, l’immagine ha dato la possibilità agli esperti di studiare “il tasso metabolico della via Lattea”, ha spiegato poi Whitney. “Ci dice quante stelle stanno si stanno formando ogni anno”.  Oltre a fornire un particolare e unico strumento di osservazione stellare, i dati a infrarossi raccolti dal team GLIMPSE hanno rivelato che lo spazio interstellare è riempito con gas idrocarburo aromatico policiclico diffuso. Si tratta di idrocarburi, quindi combustibili, molto complessi perché composti da due o più anelli aromatici, molecole pesanti con cinquanta o più atomi di carbonio. Churchwell ha detto che sono “sono più brillanti attorno a regioni di formazione stellare, ma rilevabili in tutto il disco della Via Lattea e galleggiano nel mezzo dello spazio interstellare. La loro presenza indica che il carbonio può essere più abbondante di quanto pensiamo”.
di Eleonora Ferroni (INAF)

Una galassia piccina picciò

E’ un satellite della Via Lattea il nuovo oggetto celeste scoperto dal telescopio VLT Survey Telescope (VST). Si tratta di un pugno di stelle, che molto probabilmente costituiscono una galassia assai piccola, tanto piccola da meritarsi l’appellativo di subnana. La scoperta, resa possibile grazie alle qualità del VST, tra cui il suo grande campo di vista, è apparsa sul Web in un articolo sottomesso per la pubblicazione sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.  Il lavoro porta la firma di un gruppo di astronomi britannici che lavorano nell’ambito della survey pubblica di ESO denominata ATLAS. “E’ noto da tempo che la Via Lattea è attorniata da galassie satelliti, le più brillanti delle quali sono la Grande e la Piccola Nube di Magellano, visibili magnificamente a occhi nudo dal cielo australe” commenta Massimo Capaccioli, Principal Investigator del progetto VST e membro del Consiglio di Amministrazione dell’INAF. “Solo negli ultimi anni, però, si è capito come utilizzare questi minuscoli gregari per raccogliere informazioni fondamentali sui meccanismi di formazione delle galassie”. Massimo Dall’Ora, ricercatore presso l’INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte e anche lui impegnato in un progetto per la ricerca di satelliti della Via Lattea nell’altra grande survey pubblica di ESO, la Kilo Degree Survey (KiDS), spiega: “Il trucco è presto detto. La Via Lattea e i suoi gregari gravitazionali sono oggetti vicini. E’ dunque possibile osservare i singoli astri delle popolazioni stellari che li compongono e ricavare dettagli sulle loro età, composizione chimica e stato dinamico. L’insieme di queste informazioni viene poi confrontato con le previsioni dei modelli cosmologici.” Il censimento delle galassie satelliti della Via Lattea è tuttora in corso, poiché nella maggior parte dei casi si tratta di oggetti estremamente deboli e rarefatti, rivelabili solo con i moderni telescopi a grande campo e con raffinate tecniche di analisi dei dati. Ed è proprio grazie a queste nuovefacility che negli ultimi dieci anni sono stati snidati oltre il 50% degli oggetti conosciuti ad oggi, consentendo così un confronto più significativo del loro numero e della loro distribuzione con quanto previsto dai modelli cosmologici. Si è così scoperto che le briciole di materia gravitazionalmente associate alla Galassia paiono disporsi lungo una gigantesca struttura ad anello che circonda il nostro sistema di stelle passando per i suoi poli. La ricerca dei satelliti è però tutt’altro che conclusa. Le strutture deboli scoperte finora sono state per lo più rivelate dalla Sloan Digital Sky Survey (SDSS), una survey statunitense che ha però riguardato solo una parte dell’emisfero settentrionale. Il cielo a Sud è un territorio tuttora inesplorato, ed è ragionevole supporre che nasconda un cospicuo numero di oggetti ancora da scoprire. “Il telescopio ideale per un lavoro del genere”, dice ancora Capaccioli, “è il VST, per via del suo grande campo di vista (un grado quadrato) e della squisita qualità delle sue immagini. Molti sono i progetti scientifici già avviati con questo strumento, e molto ci si attende dall’analisi dei dati che sono già stati raccolti”. E’ stato accolto quindi con grande soddisfazione l’annuncio, da parte di un team della surveypubblica VST-ATLAS, della (prima) scoperta di questo nuovo satellite della Via Lattea, nella costellazione del Cratere, appena a Sud del Leone e della Vergine. L’articolo relativo, firmato da Vassily Belokurov e collaboratori, è stato sottomesso per la pubblicazione alla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ed è disponibile sul web. La nuova struttura individuata – non è ancora ben chiaro se si tratti di una vera e propria galassia o di un esteso ammasso di stelle – appare costituita da popolazioni stellari di età differente, da quella più antica (10 miliardi di anni) alla più recente (circa 350 milioni di anni), mostrando quindi una complessa storia di formazione stellare. Questo risultato è stato discusso nel corso dello science meeting della survey pubblica ESO KiDS, anch’essa basata sui dati del telescopio VST, che si è svolto all’Osservatorio INAF di Capodimonte il 18 e 19 marzo scorsi.KiDS è un progetto internazionale a guida olandese e italiana, che copre una porzione di cielo pari a circa 1.500 gradi quadrati. L’area osservata è contenuta a sua volta in ATLAS, ma è investigata con una diversa strategia osservativa che, privilegiando la profondità all’estensione spaziale, consente di raggiungere oggetti molto più deboli di quelli osservabili con ATLAS. “L’obiettivo scientifico primario di KiDS”, dice Nicola R. Napolitano, responsabile del progetto KiDS per l’INAF-Osservatorio di Capodimonte “è di rispondere, attraverso l’osservazione di galassie lontane, ad alcune fra le più importanti questioni tuttora aperte in cosmologia. Tuttavia, nelle sue immagini sono contenute anche informazioni sulla nostra stessa Galassia, e molti ricercatori che vi collaborano sono convinti di poter ottenere importanti scoperte sulla struttura dell’alone galattico, che è l’involucro più esterno e antico della Via Lattea”. “Le osservazioni e l’analisi dei dati, sia di KiDS che di ATLAS, sono tuttora in corso, e altri annunci di satelliti scoperti dal VST sono quindi attesi con fiducia”, conclude Aniello Grado, responsabile del software delegato a estrarre i dati dalla miniera delle immagini VST. Il VST, che da tre anni osserva il cielo australe dall’Osservatorio di Cerro Paranal in Cile, è il contributo dell’INAF al programma congiunto con l’European Southern Observatory (ESO) per la realizzazione di facility per survey ottiche e infrarosse nello splendido sito andino. Un telescopio di nuova tecnologia ideato e progettato dall’INAF-Osservatorio di Capodimonte a Napoli e interamente realizzato in Italia; un esploratore dal quale ci aspettiamo conferme di ciò che pensiamo di sapere già ma anche scoperte inaspettate, sorprendenti e, con un pizzico di fortuna, persino rivoluzionarie.
di Marco Galliani (INAF)

L’impronta della nascita dell’Universo

Tutti crediamo nel Big Bang, ma nessuno lo ha mai visto. Per forza: così vicino all’origine dell’Universo, come magistralmente descritto nelle “Cosmicomiche” di Italo Calvino, quella cosa che noi chiamiamo “vedere” non esisteva proprio. I fotoni, cioè la radiazione elettromagnetica che ci fornisce la grande maggioranza della informazione sull’Universo, non ce la fanno ad uscire dal denso e caldissimo Universo neonato. Ma sui momenti iniziali dell’unico Universo che per ora conosciamo, il nostro, sarebbe invece cruciale sapere qualcosa di concreto, al di là della fantasia di Calvino e dei nostri cosmologi teorici.  Forse adesso è la volta buona. Ieri, all’Università di Harvard, negli USA, sono stati presentati i risultati di uno speciale telescopio dal nome muscoloso di Bicep 2, posto in Antartide e capace di captare, in modo indiretto, la presenza di quell’araba  fenice dell’astrofisica: le onde gravitazionali. Che ci siano, tutti lo dicono, anche perché per primo lo ha detto Einstein; dove siano, tutti pensano di saperlo, ma nessuno le ha mai rivelate direttamente. A differenza della luce, però, le onde gravitazionali riescono ad uscire dall’Universo iniziale e, in un loro modo un po’ contorto, a raccontarcelo, se noi sappiamo ascoltarle.  Ed il telescopio in Antartide ha saputo farlo, pare. Ha captato le impronte delle onde gravitazionali mentre seguivano la velocissima espansione della materia primordiale dell’Universo, più di 13 miliardi di anni fa. Troppo deboli per essere rivelate direttamente, le onde immaginate da Einstein hanno però lasciato la loro impronta nella temperatura del fondo del cielo, qualcosa che dal Polo Sud, posto freddissimo, si misura molto bene. Se la rivelazione del telescopio antartico USA fosse corretta, sarebbe da Premio Nobel: la prima evidenza sperimentale che la famosa inflazione dell’Universo è esistita e che lega tutto quello che è successo dopo (tipo galassie, stelle e alla fine noi stessi) il famoso Big Bang. Cioè, in un colpo solo, sfruttare le onde gravitazionali per arrivare a qualcosa finora postulato ma mai capito : come ha fatto l’Universo a diventare così grande così in fretta? Il filo rosso che lega il Big Bang a noi diventerebbe così sempre più solido, il che sarebbe una bella soddisfazione, anche per chi cerca di capire cosa ci facciamo noi qui e talvolta se lo chiede guardando in su, al cielo sopra di noi. Ma se gli americani ce l’hanno fatta, e per di più guardando solo il due per cento del cielo, lo devono un po’ anche a noi europei ed italiani, che con la missione spaziale Planck abbiamo fornito la miglior fotografia mai fatta dell’Universo appena diventato visibile. Proprio a partire da quella è stato possibile andare all’indietro e per la prima volta vedere l’ombra lasciata dal passaggio delle onde gravitazionali. A tutti noi resta, comunque, la soddisfazione di sapere che quei pochi litri di idrogeno che tutti abbiamo dentro, e che sono un pezzettino di Big Bang, adesso sono anche un legame ancor meglio capito con il nostro Universo e  con la sua evoluzione.  Non sembra, ma un po’ abbiamo tutti quasi 14 miliardi di anni, anche se non li dimostriamo.
di Giovanni Bignami (INAF)

Per saperne di più:

Leggi l’articolo: “Inflazione: c’è la prova”

Onde su Titano?

Cassini ha fotografato, in due diversi mari di Titano, quelle che potrebbero essere docili increspature della superficie dell’acqua: onde extraterrestri, e sarebbero le prime in assoluto. La risoluzione delle osservazioni di Cassini non permette però ancora di sciogliere completamente il dubbio. Quello che lo spettrometro a bordo della sonda è riuscito a registrare sono per ora soltanto dei sospetti giochi di luce. Tra il 2012 e il 2013 Cassini ha sorvolato Punga Mare, uno dei mari di idrocarburi presenti sulla luna di Saturno. Negli scatti in cui il riflesso del Sole splende sulla piatta superficie liquida, ci sono quattro pixel che risultano più brillanti degli altri. Proprio questi quattro pixel, secondo i ricercatori, potrebbero essere in realtà onde di qualche centimetro di altezza. Nulla di maestoso, nessun mare in burrasca, ma tanto basterebbe per rendere “l’oceanografia non più una scienza della sola Terra”, dice Ralph Lorenz, scienziato planetario presso la Johns Hopkins University di Laurel, in Maryland. L’annuncio è stato fatto da Jason Barnes, scienziato planetario dell’Università di Idaho a Mosca, durante la conferenza Lunar and Planetary Science. Il secondo mare in cui potremmo già inconsapevolmente aver fotografato delle onde è il cosiddetto Ligeia Mare, che l’estate scorsa è stato protagonista di un piccolo mistero. Lì in mezzo il team di Cassini aveva infatti individuato quello che sembrava essere un isolotto, una macchia nello specchio di idrocarburi liquidi. Qualsiasi cosa fosse in realtà, dopo solo qualche giorno l’isolotto è scomparso dalle rilevazioni. Anche questa “isola che non c’è” potrebbe quindi rivelarsi in realtà il riflesso di un gruppo di piccole onde sulla superficie piatta di Ligeia Mare. Perché non ci si sbilancia, allora? Perché l’isola scomparsa di Ligeia Mare potrebbe essere altrettanto probabilmente una sorta di iceberg o un insieme di bolle che gorgogliano dalle profondità. Così come i pixel di Punga Mare potrebbero essere il riflesso di una molle zona fangosa. A prescindere da queste osservazioni, il fatto che su Titano ci sia qualche onda è un’ipotesi piuttosto plausibile. Proprio grazie a Cassini sappiamo infatti che questa luna ospita diversi laghi e mari di metano, etano e altri idrocarburi. E visto il complesso sistema meteo di questo satellite di Saturno, che prevede pioggia ed evaporazione di liquidi, è molto probabile che ci sia anche una certa presenza di venti. Che però a quanto pare faticano a increspare in maniera risoluta i mari e i laghi, probabilmente a causa della alta viscosità degli idrocarburi liquidi, o forse solo perché i venti sono troppo deboli. Per quanto riguarda le prossime indispensabili osservazioni, nei mesi che verranno i ricercatori che stanno studiando Ligeia Mare avranno probabilmente più fortuna di Barnes e colleghi (che si sono occupati di Punga Mare). Non solo perché Cassini sorvolerà di sicuro, in agosto, Ligeia Mare, mentre non è chiaro se riuscirà a fare un’ulteriore puntata dalle parti di Punga Mare. Ma anche perché nei prossimi mesi potrebbero alzarsi i venti. Titano orbita attorno a Saturno, che ci mette circa 29 anni terrestri per fare un giro completo intorno al Sole. La primavera nell’emisfero nord di Titano (dove c’è la maggior parte dei laghi e dei mari) oggi è alle porte, e la bella stagione dovrebbe portare nuovi venti e nuove eventuali increspature.
di Matteo De Giuli (INAF)

Inflazione: c’è la prova

Mai prima, nella storia dell’umanità, ci si era spinti così indietro nel tempo. Se la mappa della CMB era stata battezzata “la foto dell’universo neonato”, quella presentata al mondo pochi istanti fa da John Kovac, cosmologo della Harvard University, e dal resto del team dell’esperimento BICEP non la si può nemmeno definire un’ecografia del terzo mese: volendo restare in metafora, è piuttosto l’equivalente della linea viola del test di gravidanza. Il primo segnale possibile che qualcosa è accaduto. Quel qualcosa è il big bang, e le impronte che il telescopio antartico ha rilevato, debolmente impresse sotto forma di “modi B” sul segnale in polarizzazione del fondo cosmico a microonde, sono le tracce del primissimo evento nella storia del nostro universo, avvenuto 10 alla meno 35 secondi dopo il big bang: l’inflazione. L’attesa era tale che il server di streaming, al quale scienziati da tutto il mondo hanno provato a collegarsi per seguire l’annuncio in diretta webcast, non ha retto. Sembrano invece avere tutte le carte in regola per reggere i dati presentati: la significatività statistica del risultato, stando ai due articoli fatti circolare in anteprima, è superiore a 5 sigma. Insomma, è un signor risultato. «Se effettivamente è la vera misura, e non il frutto di un errore sistematico, è un risultato eccezionale», è il commento a caldo di Sara Ricciardi, cosmologa della collaborazione Planck e ricercatrice all’INAF-IASF Bologna. Certo è che si tratta d’un risultato inatteso, che sta lasciando quasi tutti a bocca aperta. Per cercare di comprenderne la portata, conviene ripercorrere alcune delle tappe principali di quest’avvincente avventura. Dal big bang a oggi ci separano circa 14 miliardi di anni, ma la storia che ha condotto all’immenso risultato odierno – dal punto di vista scientifico, se verrà confermato, ha implicazioni paragonabili, se non addirittura superiori, a quelle della scoperta del bosone di Higgs – è molto più breve: compie proprio quest’anno esattamente mezzo secolo. E muove i primi passi non nel buio gelido della notte antartica, bensì sulla cima d’un dolce pendio – appena 116 metri – della contea di Monmouth, nel New Jersey: la collina di Crawford. È lì che trascorrono le giornate due ricercatori dei Bell Laboratories,  Arno Penzias e Robert Wilson, inseguendo l’origine di uno strano rumore di sottofondo nel segnale della grande antenna a forma di tromba, sensibile alle microonde, installata sulla cima del colle. Ed è nel 1964 che i due giovani astrofisici, ascoltando i colleghi di Princeton presentare le loro ipotesi sulla radiazione di corpo nero nel fondo cosmico, hanno l’intuizione che li porterà a vincere nel 1978 il Nobel per la fisica: il fruscio che sporca le loro ricezioni e sì di fondo, ma non è un rumore: è il segnale con la esse maiuscola, il primo segnale elettromagnetico possibile. Viaggia più o meno indisturbato da quasi 14 miliardi di anni, e per la precisione da 380mila anni dopo il big bang: dall’istante in cui nuclei ed elettroni, combinandosi, hanno dato origine agli atomi, spalancando così la finestra che ha reso l’universo trasparente. E prima? Già, se prima era tutto opaco, quel limite dei 380mila anni non rappresenta per definizione un muro invalicabile? Certo che lo è, almeno per le onde elettromagnetiche. Ma immerse in quel segnale potrebbero esserci le tracce di quanto accaduto in precedenza. E infatti, come scoprirà il satellite COBE all’inizio degli anni Novanta (portando ai suoi ideatori, John Mather e George Smoot, un altro doppio Nobel per la fisica), la radiazione di fondo cosmico a microonde (CMB) si rivela “anisotropa”: pervasa, cioè, da impercettibili fluttuazioni in temperatura. Fluttuazioni la cui distribuzione – rilevata in modo sempre più preciso da esperimenti su pallone, come Boomerang, e da telescopi spaziali come WMAP e Planck – rispecchia i grumi del brodo primordiale, ovvero le regioni nelle quali materia ed energia erano più o meno dense. E rappresenta dunque i semi di quelle che diventeranno, nel corso di miliardi di anni, sotto l’azione della forza di gravità, le strutture a grande scala dell’universo: ammassi di galassie e galassie. E quindi noi, in fondo in fondo. Ma l’inflazione, allora? L’inflazione, questo stiramento di portata inimmaginabile (letteralmente: andrebbe oltre i confini dell’orizzonte degli eventi, ritengono i cosmologi) del tessuto dello spazio-tempo, sarebbe la responsabile della quasi completa uniformità della CMB. È a causa della sua azione distensiva che le fluttuazioni in densità sono così difficili da rilevare. Ma proprio per la sua violenza e subitaneità dovrebbe aver innescato, nel brodo primordiale, un maremoto gravitazionale di portata pazzesca. Pazzesca quanto? È esattamente su questo numero che si gioca la validità dei risultati presentati oggi a Harvard. Per essere rinvenibile nella CMB da un esperimento come BICEP 2 con un intervallo di confidenza attorno a 5 sigma (che, come ormai tutti sappiamo dal giorno dell’annuncio della scoperta del bosone di Higgs, per gli scienziati è il minimo sindacale), dev’essere stato un maremoto davvero impetuoso: in grado di generare onde “alte” più o meno il doppio, e qui il discorso si fa delicato, di quanto previsto dai modelli attuali in base ai dati raccolti da WMAP e Planck. L’ampiezza delle onde, in questi casi, si calcola misurando il rapporto tra fluttuazioni tensoriali (quelle dei “modi B” primordiali, dovute alle onde gravitazionali) e fluttuazioni scalari (quelle in densità di cui abbiamo parlato poc’anzi). Gli esperimenti condotti fino a oggi, WMAP e Planck in testa, suggerivano un limite superiore, per questo rapporto, pari a circa 0,1. Ebbene, il numero trovato da BICEP – quello che sta facendo tremare parecchi polsi, quello con una significatività superiore a 5 sigma – è guarda caso praticamente il doppio: r = 0.2. «Se confermata, la curva nello spazio dei parametri mostrata oggi», va dritta al punto Daniela Paoletti, ricercatrice all’INAF IASF Bologna, «andrebbe a escludere moltissimi modelli d’inflazione al momento ammessi dai dati». Quali modelli? Lo spiega senza mezzi termini il responsabile dello strumento LFI di Planck, Reno Mandolesi, congratulandosi con il team di BICEP: «Risultato eccezionale. In bocca al lupo per il Nobel. Esistono limiti superiori, per il valore di r, che sono più bassi di questa detection: quelli pubblicati dalla collaborazione Planck nel 2013, sebbene non derivanti dalle misure di polarizzazione dei modi B. A questo punto si spalanca uno scenario di grande interesse, perché si potrebbe aprire un ulteriore problema nel modello standard lambda CDM o nei modelli di inflazione esistenti. I risultati attesi da Planck nel 2014 saranno importantissimi per capire in che direzione muoversi». Insomma, diciamo che per chi si occupa di cosmologia, nei prossimi mesi, ci sarà parecchio da divertirsi. “Finalmente – dice il Presidente dell’INAF, Giovanni Bignami – abbiamo un’idea di come ha fatto l’Universo a diventare così grande così in fretta. Tutti hanno sempre creduto alla inflazione come l’unica soluzione possibile, ma averne una prova osservativa, anche se indiretta, è fantastico. Speriamo che sia vero, anche perchè, per buona misura, abbiamo avuto la conferma che le onde gravitazionali sono il modo di vedere l’Universo quando era invisibile, cioè opaco alla luce con la quale facciamo da sempre astronomia. Se confermato, un risultato stupendo, degno coronamento del lavoro europeo ed italiano con la missione spaziale Planck”.
di Marco Malaspina (INAF)

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