Cieli stellati nell’arte: da Nefertari a Van Gogh

Starry starry night… cantava Don McLean negli anni Settanta. Lui si riferiva ai cieli stellati di Van Gogh, ma potrebbe essere dedicata a tutti i cieli notturni della storia dell’arte. Sì perché l’idea di rappresentare un cielo trapunto di stelle (magari proprio su un soffitto, in modo da simulare la volta celeste) risale alla notte dei tempi… Una delle testimonianze più antiche, infatti, si può trovare nella tomba della regina Nefertari (1295-1255 a.C.), moglie del faraone egizio Ramses II, presso la Valle delle Regine. Si tratta di una struttura ipogea ricoperta da più di 3500 mq di dipinti che illustrano il viaggio nell’aldilà della bella Nefertari. Tutto il soffitto è un intero cielo stellato di un intenso blu scuro. Il significato di questa rappresentazione è collegato all’idea della morte come sonno eterno e quindi come notte, luogo e tempo in cui vivono i morti. Per gli Egizi, infatti, la notte è una presenza molto importante, è una divinità (la dea del cielo Nut) che si alterna al giorno in una lotta continua tra luce e tenebre. Per simboleggiare la notte, Nut è rappresentata come un arco che copre la terra nell’atto di inghiottire il Sole al tramonto per poi partorirlo all’alba.  Un particolare curioso dei dipinti egizi è che le stelle sono sempre a cinque punte. Si tratta di un aspetto molto affascinante in quanto questo tipo di stella (definita anche pentagramma o stella pitagorica e associata a dottrine esoteriche) è una figura geometrica con proprietà molto particolari in quanto costruita sulla base della sezione aurea, una proporzione definita “divina” nel Rinascimento e conosciuta già presso gli Egizi. Queste distese di stelle, generalmente, non hanno riferimenti astronomici ma in alcuni casi gli astri sono raffigurati in modo tale da far pensare a delle vere e proprie mappe stellari… E proprio una mappa stellare è forse la rappresentazione più antica in assoluto di un cielo notturno. Mi riferisco a quel manufatto noto come Disco di Nebra, rinvenuto in Germania quindici anni fa e risalente al 1.600 a.C. Al di là del significato astronomico, da poco decifrato, è comunque da ammirare la qualità artistica del pezzo: una piastra in bronzo di 32 cm di diametro con applicazioni in lamina d’oro essenziali ma precise, di una modernità incredibile! Nel corso dell’arte classica è difficile trovare grandi esempi di cieli stellati. Qualche frammento fittile di epoca greca mostra il Dio Eosforo che porta la luce del mattino accompagnato da qualche sporadica stella (raffigurata in questo caso con sedici raggi). Per ritrovare delle grandi volte ricoperte di stelle dobbiamo fare un bel salto temporale fino all’arte bizantina (V secolo d.C.) ed esplorare quel piccolo gioiello dell’arte musiva che è il Mausoleo di Galla Placidia a Ravenna. La cupola è interamente coperta da 570 stelle dorate disposte in cerchi concentrici e culminanti con la croce di Cristo. La diminuzione delle dimensioni delle stelle centrali crea quasi un effetto di sfondamento prospettico e dà l’idea, fisica e spirituale, di uno spazio infinito. Dopo questo esempio facciamo un altro volo di circa novecento anni per ritrovarci a Padova, in un altro scrigno pieno di colore e bellezza. È la Cappella degli Scrovegni, affrescata da Giotto intorno al 1300 con scene tratte dall’Antico e dal Nuovo Testamento. Qui la volta a botte è interamente dipinta di blu oltremare, colore associato allasapienza divina e ottenuto con preziosa polvere di lapislazzuli e azzurrite, mentre le stelle dorate ad otto punte sono leggermente in rilievo rispetto alla superficie della volta. Quello degli Scrovegni non è un caso isolato. Nel basso Medioevo, infatti, sono molte le chiese con volte dipinte a cielo stellato (basta ricordare le crociere della Basilica superiore di San Francesco ad Assisi, o quelle della cattedrale di Siena o del Duomo di San Gimignano). Nello stresso periodo si possono trovare esempi anche fuori dall’Italia, come nella tardogotica cappella di San Biagio nella Cattedrale di Toledo… … o nella coeva chiesa di Santa Maria a Cracovia.  Della fine del Quattrocento è la testimonianza di un altro cielo stellato sulla volta di una cappella. Ma la notizia, stavolta, è quella della sua scomparsa… mi riferisco all’affresco di Piermatteo d’Amelia che ricopriva il soffitto della Sistina prima dell’intervento di Michelangelo. Ebbene sì, un immenso cielo stellato avvolgeva lo spazio della cappella, come dimostrano disegni e incisioni dell’epoca, ma della sua scomparsa ad opera del Buonarroti ce ne siamo fatti un ragione… Pochi anni dopo, nella prima metà del Cinquecento, il Ferramola affrescherà un cielo stellato culminante nell’immagine di Dio sulla volta del romanico Oratorio di Santa Maria in Solario a Brescia. Tuttavia oggi questo spazio è noto soprattutto per la cosiddetta Croce di re Desiderio che vi è conservata. Degli stessi anni è un altro splendido soffitto stellato posto a copertura della Cappella Reale di Hampton Court, uno dei palazzi reali eretti da Enrico VIII in Inghilterra.  Secondo lo stile dell’epoca si tratta di una complessa copertura gotica con chiavi pendule e nervature dorate. Dal Seicento in poi questi mistici cieli stellati non saranno più presenti nelle volte per lasciar spazio ad affreschi e stucchi barocchi. Li ritroveremo, così, in ambiti diversi. Nella scenografia teatrale, ad esempio, è celebre il grande fondale del “Salone delle stelle nel palazzo della Regina della Notte” realizzato da Karl Friedrich Schinkel nel 1815 per il Flauto Magico di Mozart. Ma sicuramente il cielo stellato più famoso dell’arte è quello di Van Gogh del 1889. Secondo le informazioni fornite dall’artista stesso, la scena sarebbe riferita all’alba del 19 giugno (ma per la fase della Luna sarebbe invece il 23 maggio) quando il pittore poteva vedere all’orizzonte la luminosa “stella del mattino” cioè Venere (l’astro più in basso con un grande alone bianco). La tela fu dipinta durante il soggiorno di Van Gogh all’ospedale Saint-Rémy. Qui l’artista restò sveglio per tre notti ad osservare la campagna che vedeva dalla sua finestra: silenziosa, maestosa, con quel grande cielo che la sovrastava. Un’immagine cosmica reinterpretata in chiave espressionista. C’è una bella opera digitale di Alex Ruiz che mostra ciò che Van Gogh avrebbe potuto vedere prima di dipingere il suo capolavoro. E poi c’è un bel video in cui le pennellate che si arrotolano attorno alle stelle cominciano a ruotare e a rispondere al tocco di una mano! Ma questa non è l’unica notte stellata di Van Gogh. Già poco prima aveva dipinto“Notte stellata sul Rodano”, un’immagine forse meno spettacolare ma con ungioco di riflessi delle luci artificiali sul fiume che rende tutto vibrante e vitale. In questo caso si può riconoscere in cielo la costellazione dell’Orsa Maggiore a riprova del contatto intimo che l’artista aveva con la realtà e con la natura. Dello stesso anno sono altri due dipinti nei quali fa capolino uno scorcio di cielo stellato (Caffè di notte e Strada con cipresso e stella) a dimostrare il fascino e la magia che questo soggetto gli ispirava. Dopo le esperienze di Van Gogh nessun cielo stellato avrà la stessa potenza evocativa. Troviamo le geometriche costellazioni di Picasso, quelle colorate e giocose di Mirò e una scura notte stellata in cui vola l’Icaro di Matisse, ma il senso di stupore e di dolcezza delle stelle di Van Gogh mi sembra insuperabile. Oggi abbiamo perso quella capacità di meravigliarci davanti ad un cielo stellato perché non siamo più abituati ad alzare lo sguardo e cercare un contatto con l’universo (e la sovra illuminazione delle nostre città non aiuta). Eppure la visione di quello straordinario tappeto di luci (e chi ha visto la via Latteacoi suoi occhi può capirmi)  andrebbe assolutamente preservata così come quella conoscenza diffusa dell’astronomia che per millenni ha connesso l’uomo al cosmo. Per proteggere la cultura e la bellezza della notte stellata molti hanno chiesto all’Unesco di dichiarare il cielo notturno patrimonio dell’umanità ma per questioni tecniche ciò non è mai avvenuto (e qui l’ente spiega le motivazioni). Ma forse ci basterebbe insegnare ai ragazzi a ritrovare un contatto fisico con la natura, cielo o terra che sia.
BY DIDATTICARTE · 26 FEBBRAIO 2014 http://www.didatticarte.it/Blog/

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Plutone: facciamo il punto

L’impresa è entrata nella storia dell’esplorazione del Sistema Solare. 14 luglio 2015: la sonda NASA New Horizons sfiora Plutone – un flyby a 13.691 km dal centro del pianeta nano – e raccoglie dati per 50 gigabit. Dall’analisi preliminare di questi risultati, pubblicata su Science e di cui abbiamo scritto anche noi di MediaINAF, la conferma di un corpo celeste vario e colorato, circondato da cinque lune. Oggi è il momento di fare il punto su Plutone. Scoperto nel 1930 e da sempre considerato un’anomalia nel Sistema Solare. Anomalia, si potrebbe dire, diffusa a tutta la fascia di Kuiperscoperta nel 1992 e che, là oltre l’orbita di Nettuno, fa di Plutone il più grande di una nuova classe di piccoli pianeti formatisi nel Sistema Solare esterno durante il periodo di accrescimento planetario, circa 4,5 miliardi di anni fa. Cosa è cambiato dopo  il passaggio di New Horizons? La sonda NASA, con il suo carico di sofisticati strumenti scientifici, dalla Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC) dello strumento Ralph che ci ha permesso di guardare nella geologia del pianeta,  al Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI) che tante immagini mozzafiato ci ha regalato nella lunga sequenza di avvicinamento a Plutone, ci ha permesso di scoprire come la superficie di Plutone mostri una grande varietà di morfologie del terreno frutto di differenti ere geologiche. Un discorso, quello della varietà, che vale per l’albedo, il colore, e la variazione della composizione del suolo. L’analisi della variabilità dei crateri suggerisce che Plutone sia stato geologicamente attivo nell’arco delle ultime centinaia di milioni di anni, e che probabilmente lo sia tutt’ora. Le analisi cromatiche rivelano invece una vasta gamma di colori presente sulla superficie, dalle regioni rossastre e più scure della fascia equatoriale alle brillanti tonalità bluastre che si riscontrano salendo verso i poli. I dati raccolti suggeriscono, inoltre, la presenza di più varietà di ghiacci volatili, e in particolare, nella regione occidentale della macchia a forma di cuore, di metano e monossido di carbonio. Senza contare il ruolo giocato dal normale ghiaccio d’acqua, un nuovo elemento da prendere in considerazione se si vuole provare a ricostruire la complessa composizione della superficie di Plutone.  L’atmosfera? Spessa, con tracce di idrocarburi, genera una pressione al suolo pari a 10 microbars. Caronte, la luna maggiore di Plutone, si differenzia per massa di roccia dal pianeta di cui è satellite per una percentuale inferiore al 10%, il che suggerisce una non sostanziale differenza fra i due corpi, almeno per quanto concerne la composizione. Plutone e Caronte, che gli scienziati ritengono essersi formati dallo stesso blocco di materia, spezzata da una collisione cosmica miliardi di anni fa, non sembrano ancora poter confermare uno stretto legame di parentela: due estranei, così li ha definiti NASA presentando una delle prime immagini raccolte da New Horizons (vedi MediaINAF). Ma quello che sappiamo con certezza non è poco: Plutone mostra  una sorprendente varietà di costruzioni geologiche, dove agisce l’effetto di ghiacci, crateri da impatto, movimenti tettonici, possibilità di attività criovulcanica. Anche gli altri piccoli pianeti della fascia di Kuiper potrebbero nascondere un turbolento passato simile. La domanda che resta aperta è: come possono questi corpi essere rimasti tanto attivi a miliardi di anni dalla loro formazione?
di Davide Coero Borga (INAF)

La composizione chimica dello spazio

Tutti gli elementi chimici che sono più pesanti del carbonio, come l’ossigeno che respiriamo o il silicio presente nella sabbia, sono stati prodotti nelle stelle attraverso processi di fusione nucleare e poi diffusi nello spazio a seguito delle esplosioni stellari. Studiare, quindi, la composizione chimica dell’Universo permette agli scienziati di ricostruire la storia di come, dove e quando sono stati prodotti i vari elementi così necessari per l’evoluzione della vita. I risultati di questo studio sono riportati su Astrophysical Journal Letters. In generale, sappiamo che ci sono due modi per cui si ha una supernova e la proporzione degli elementi chimici prodotti dipende dal tipo di esplosione stellare. Gli elementi più leggeri, come l’ossigeno o il magnesio, si origininano principalmente dalle esplosioni di stelle molto massive, più di 10 volte la dimensione del Sole, che si trovano verso gli stadi finali del loro ciclo vitale. Questi oggetti vengono chiamati “supernovae a collasso nucleare”. Di solito, la fase finale delle stelle più piccole è una nana bianca di cui una parte può esplodere come “supernova termonucleare” o di “tipo Ia” se essa accresce successivamente materia da una stella compagna che rende instabile la nana bianca alla propria gravità. Gli atomi più pesanti, come il ferro e il nichel, derivano sostanzialmente da quest’ultimo tipo di esplosione stellare. Ad esempio, per formare la composizione chimica del nostro sistema planetario bisogna richiedere una miscela di esplosioni stellari con un rapporto 1:5 tra supernovae di tipo Ia e a collasso nucleare, rispettivamente. La ricercatrice Aurora Simionescu del Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) e autrice principale dello studio si è domandata se la composizione chimica media dell’Universo è simile, o meno, a quella del Sistema Solare o se il nostro ambiente cosmico è invece un luogo davvero speciale. In realtà, e forse in maniera non intuitiva, la miglior risposta a questa domanda non è da cercarsi nelle stelle piuttosto nello spazio intergalattico. Questo perchè la maggior parte della materia ordinaria, e quindi anche gran parte dei metalli, non sono al momento contenuti nelle stelle ma sono presenti in un gas molto caldo e diffuso che permea lo spazio tra le galassie e la sua temperatura è tale che emana luce in banda X. Infatti, i raggi X più energetici si osservano negli ammassi di galassie, cioè quegli ambienti cosmici dove le galassie sono raggruppate vicine tra loro.“Ho trovato questa idea affascinante sin dal mio primo anno di dottorato di ricerca”, spiega Simionescu. “Passare ai raggi X il contenuto chimico del nostro Universo. Tornando indietro nel tempo, a circa dieci anni fa, era complicato ottenere delle misure attendibili dell’abbondanza dei metalli tranne per le zone più brillanti e più dense del mezzo intergalattico a causa della scarsa presenza di fotoni X e di un elevato rumore di fondo. Perciò potevamo solamente esplorare approssimativamente il contenuto chimico pari a un millesimo del volume occupato tipicamente da un ammasso di galassie”. Per affrontare il problema, il satellite dell’agenzia giapponese JAXA ASTRO E-II “Suzaku” ha dedicato una grande quantità di tempo osservativo a raccogliere dati nel corso di diverse settimane. Le prime osservazioni profonde dedicate a questo studio sono state realizzate sull’ammasso di Perseo, il sistema di galassie più brillante, che ha permesso agli astronomi di ottenere misure alquanto dettagliate dell’abbondanza di ferro presente nello spazio su larga scala all’interno dell’ammasso. Tuttavia, l’informazione relativa agli elementi chimici prodotti principalmente dalle supernovae a collasso nucleare era ancora assente. Per ottenere queste misure, sono state necessarie una serie di osservazioni di un ammasso di galassie che presenta una temperatura media più bassa, in modo che l’emissione degli elementi più leggeri sia in confronto più forte rispetto all’ammasso di Perseo. Perciò, per circa due settimane il satellite Suzaku venne puntato verso l’ammasso della Vergine, che è il gruppo di galassie più vicino e il secondo più brillante nel cielo X la cui temperatura è favorevolmente bassa. Avendo perciò a disposizione questo nuovo insieme di dati, Simionescu e colleghi sono stati in grado di rivelare non solo il ferro ma per la prima volta anche il magnesio, il silicio e lo zolfo tutti verso le regioni periferiche dell’ammasso di galassie. “Ciò che abbiamo trovato è che i rapporti tra le abbondanze di ferro, silicio, zolfo e magnesio sono costanti ovunque nell’intero volume dell’ammasso della Vergine e sono consistenti con la composizione chimica del Sole e della maggior parte delle stelle presenti nella nostra galassia”, spiega Norbert Werner della Stanford University e co-autore dell’articolo. Gli ammassi di galassie coprono un grande volume di spazio che il contenuto di una struttura di questo tipo si può considerare rappresentativo di tutto il resto dell’Universo. In altre parole, i risultati di Suzaku significano che gli elementi chimici nello spazio cosmico sono combinati in modo tale che la composizione chimica rimane mediamente la stessa su tutte le scale a partire dal raggio solare (centinaia di migliaia di chilometri) fino alle dimensioni di un ammasso di galassie (diversi milioni di anni luce). Anche se potrebbero esistere ancora alcuni luoghi speciali nell’Universo caratterizzati da una composizione chimica differente, in media la maggior parte dello spazio cosmico ha una composizione chimica simile a quella del nostro ambiente locale, cioè la stessa “zuppa di elementi” che è necessaria per la vita ovunque si guardi. “Il satellite Suzaku”, conclude Steven Allen della Stanford University e co-autore dello studio, “ha aperto una nuova finestra nell’Universo e ci ha mostrato che ovunque si guardi nello spazio, su vaste scale cosmiche, la miscela di elementi chimici è essenzialmente la stessa. È un risultato semplicemente bello e rappresenta un ulteriore passo in avanti verso la comprensione di come ha avuto origine il nostro Universo”.
di Corrado Ruscica (INAF)

La stella binaria VFTS 352

Usando il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, un’equipe internazionale di astronomi ha trovato la stella doppia più calda e più massiccia in cui le due componenti sono così vicine da toccarsi. Le due stelle in questo sistema estremo, VFTS 352, sono destinate con probabilità a una fine drammatica, durante la quale le due stelle si possono fondere per creare un’unica stella gigante, oppure formare un buco nero binario. Il sistema della stella doppia VFTS 352 si trova a circa 160 000 anni luce dalla Terra, nella Nebulosa Tarantola. Il nome di questa stella indica che è stata osservata durante la survey VLT FLAMES Tarantula Survey, che sfrutta gli strumenti FLAMES e GIRAFFE installati sul VLT per studiare più di 900 stelle nella regione 30 Doradus della Grande Nube di Magellano (LMC). Questa regione eccezionale è l’incubatrice stellare più attiva nell’Universo locale e nuove osservazioni del VLT hanno rivelato che questa coppia di giovani stelle è tra le più strane ed estreme mai trovate. Questo studio ha usato anche le misure di magnitudine di VFTS 352 effettuate per un periodo di dodici anni nell’ambito della survey OGLE. VFTS 352 è formata da due stelle molto calde, brillanti e massicce, che ruotano l’una intorno all’altra in poco più di un giorno. I centri delle stelle sono separati da appena 12 milioni di chilometri. Entrambe le componenti sono classificate come stelle di tipo O, tipicamente tra 15 e 80 volte più massicce del Sole e fino a un milione di volte più luminose. Sono così  calde che emettono una brillante luce bianco-azzurra e hanno temperature superficiali di oltre 30 000 gradi C. Le stelle sono così vicine che le loro superfici si sovrappongono e si è formato un ponte tra loro. VFTS 352 non è solo la la più massiccia stella nota in questa piccola classe di “binarie a contatto” – ha una massa totale di circa 57 volte la massa del Sole – ma contiene anche le componenti più calde – con una temperatura superficiale maggiore di 40 000 gradi C. Stelle estreme come le due componenti di VFTS 352 giocano un ruolo chiave nell’evoluzione delle galassie e si pensa che siano i maggiori produttori di elementi come l’ossigeno. Queste stelle doppie sono anche legate a comportamenti esotici come quello mostrati dalle “stelle vampiro”, in cui una compagna più piccola succhia materia dalla superficie della vicina più grande. Nel caso di VFTS 352, in realtà, le due stelle del sistema sono quasi identiche. La materia perciò non viene trasferita dall’una all’altra stella, ma viene condivisa. Queste regioni intorno alle stelle sono note come lobi di Roche: in una binaria a contatto come VFTS 352 entrambe le stelle riempiono il proprio lobo di Roche. Si stima che le stelle che compongono VFTS 352 condividano circa il 30 per cento della loro materia. Sistemi di questo tipo sono molto rari, perché questa fase della vita delle stelle è breve, e ciò rende difficile coglierle in flagrante. Poiché le stelle sono così vicine, gli astronomi pensano che le forze mareali intense portino a un mescolamento maggiore della materia nell’interno stellare. «Il caso di VFTS 352 è il migliore finora trovato di una binaria calda e massiccia che mostri questo mescolamento interno»,  ha spiegato il primo autore dello studio Leonardo A. Almeida, dell’Università di São Paulo, Brasile. «Questa è una scoperta affascinante e importante». Gli astronomi prevedono che VFTS 352 finirà con un cataclisma seguendo uno tra due diversi destini. Il primo scenario è la fusione delle due stelle, che produrrebbe una singola stella gigante in rapida rotazione, forse con un campo magnetico elevato. «Se continua a ruotare rapidamente potrebbe concludere la propria esistenza con una delle esplosioni più energetiche dell’Universo, note come Lampi di luce Gamma di lunga durata», ha commentato lo scienziato responsabile del progetto Hugues Sana, dell’Università di Leuven in Belgio. I lampi di luce gamma (o Gamma-ray Burst, GRB, in inglese) sono lampi di raggi gamma molto energetici osservati dai satelliti orbitanti. Ne esistono di due tipi: quelli di breve durata (più brevi di pochi secondi) e quelli di lunga durata (più di qualche secondo). I lampi di lunga durata sono più comuni e si pensa che indichino la morte di stelle massicce e siano associati con una classe di esplosioni di supernove molto energetiche. La seconda possibilità è spiegata dall’astrofisica teorica di riferimento per l’equipe Selma de Mink,dell’Università di Amsterdam: «Se le stelle sono ben mescolate, rimangono entrambe compatte e il sistema VFTS 352 potrebbe evitare la fusione. Questo porterebbe l’oggetto in un nuovo percorso evolutivo completamente diverso dalle previsioni classiche dell’evoluzione stellare. Nel caso di VFTS 352, i componenti probabilmente finiscono la propria vita con una esplosione di supernova, formando un sistema binario stretto di buchi neri. Un oggetto così notevole sarebbe una sorgente molto intensa di onde gravitazionali».Provare l’esistenza di questo secondo percorso evolutivo sarebbe un verso successo osservativo nel campo dell’astrofisica stellare.Previste dalla teoria della relatività generale di Einstein, le onde gravitazionali sono increspature nel tessuto dello spazio-tempo. Onde gravitazionali sono prodotte ogni volta che si producono variazioni estreme di campi gravitazionali intensi in funzione del tempo, come durante la fusione di due buchi neri. Ma, in qualsiasi modo VFTS 352 incontri la propria fine, questo sistema ha già fornito agli astronomi una nuova, preziosa conoscenza di questi processi evolutivi poco compresi dei sistemi di binarie massicce a contatto.
Redazione Media Inaf

Molte più Terre nel futuro

La Terra è comparsa molto presto nel nostro Universo. Secondo un studio teorico recente, quando il nostro Sistema Solare si è formato 4,6 miliardi di anni fa, esisteva solo l’8% dei pianeti potenzialmente abitabili che si formeranno nel corso della vita dell’Universo. E la festa non sarà finita almeno per i prossimi 6 miliardi di anni di vita che restano al Sole. La maggior parte dei pianeti abitabili, dunque, deve ancora nascere. Questa conclusione si basa sulla valutazione dei dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble e dal prolifico cacciatore di pianeti Kepler della NASA. «Il nostro obiettivo principale era comprendere come si collochi la Terra rispetto al resto dell’Universo», ha spiegato l’autore principale dello studio Peter Behroozi dello Space Telescope Science Institute (STScI) a Baltimora. «Quello che abbiamo scoperto è che, al confronto di tutti i pianeti che si potranno mai formare nell’Universo, la Terra è arrivata abbastanza presto». Guardando lontano, nello spazio e nel tempo, il telescopio Hubble ha fornito agli astronomi un “album di famiglia” di galassie grazie al quale siamo in grado di ripercorrere la storia della formazione stellare durante l’evoluzione delle galassie. I dati mostrano che 10 miliardi di anni fa l’universo formava stelle a un ritmo molto veloce, ma la frazione di idrogeno ed elio coinvolta nel processo era molto bassa. Oggi la formazione stellare avviene ad un ritmo molto più lento, ma c’è talmente tanto gas a disposizione che senza dubbio l’Universo continuerà a dar vita a nuove stelle e pianeti per molto tempo a venire. «C’è materiale residuo sufficiente a produrre molti altri pianeti, sia nella Via Lattea che in altre galassie», ha aggiunto Molly Peeples dell’STScI, che ha collaborato allo studio. La campagna osservativa realizzata con l’osservatorio spaziale Kepler indica che i pianeti delle dimensioni della Terra che si trovano nella zona abitabile della propria stella stella sono molto numerosi nella nostra galassia. Sulla base dei dati raccolti, gli scienziati ritengono che attualmente ci siano un miliardo di pianeti di dimensioni terrestri nella Via Lattea, una buona parte dei quali dovrebbero essere di tipo roccioso. Questa stima cresce in modo esorbitante se si includono gli altri 100 miliardi di galassie nell’Universo osservabile. Questo scenario implica probabilità molto alte di scoprire in futuro pianeti delle dimensioni della Terra nelle fasce di abitabilità di altre stelle. Ci aspettiamo che l’ultima stella continuerà a splendere fino a oltre 100 trilioni di anni da oggi. Abbiamo quindi un sacco di tempo, e il panorama planetario potrebbe cambiare moltissimo. I ricercatori sostengono che le terre del futuro abbiano maggiori probabilità di formarsi all’interno di giganteschi ammassi di galassie e nelle galassie nane, vale a dire quei sistemi che devono ancora utilizzare tutto il gas a loro disposizione per la creazione di stelle e sistemi planetari. Al contrario, la Via Lattea ha già utilizzato la maggior parte del gas al suo interno.
Uno dei grandi vantaggi della nostra civiltà è proprio quello di essere arrivati presto nell’evoluzione dell’Universo e di poter quindi sfruttare grandi osservatori come il telescopio Hubble per tracciare le nostre origini a partire dal Big Bang, passando per l’evoluzione delle galassie e arrivando fino ad oggi. La prova osservativa a favore del Big Bang e dell’evoluzione del cosmo così come la conosciamo oggi, codificata nella radiazione elettromagnetica, in un trilione di anni sarà quasi cancellata a causa dell’espansione dello spazio. Le civiltà che potranno sorgere in futuro, rimarranno molto probabilmente all’oscuro di come sia nato e si sia evoluto l’Universo.
di Elisa Nichelli (INAF)

Elevata fertilità stellare nell’Universo distante

Uno studio condotto da una collaborazione internazionale di astronomi, tra cui alcuni dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), ha trovato che circa 9 miliardi di anni fa le galassie distanti che presentavano un elevato tasso di formazione stellare erano in media più efficienti nel formare stelle rispetto alle galassie dell’Universo locale. I risultati sono riportati su Astrophysical Journal Letters.
Oggi gli scienziati ritengono che la maggior parte delle galassie che stanno formando stelle si trova nella cosiddetta “sequenza principale” (che non ha nulla a che fare con quella che riguarda l’evoluzione stellare) per cui maggiore è la massa della galassia e più elevato risulta il suo tasso di formazione stellare. Però, sia oggi che nel passato alcune galassie presentano un tasso di formazione stellare molto più alto di quanto presente nelle galassie di sequenza principale. Di solito, l’interazione che avviene tra due galassie (merger galattico) è la causa di questa fase di starburst durante la quale il gas freddo che risiede nelle gigantesche nubi molecolari diventa il combustibile che alimenta i processi di formazione stellare.
La domanda che si sono posti i ricercatori è se tali starburst che si osservano durante le epoche primordiali siano stati il risultato di una sorta di rifornimento sovrabbondante di gas o se invece siano state le stesse galassie a convertire il gas in maniera più efficiente. Per tentare di rispondere a questa domanda, gli astronomi, guidati da John Silverman del Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, hanno esaminato il contenuto di monossido di carbonio (CO) in 7 galassie starburst distanti osservate all’epoca in cui l’Universo aveva un’età di circa 4 miliardi di anni. Ciò è stato possibile grazie alle potenzialità osservative dello strumento ALMA (Atacama Large Millimeter Array) che opera in banda millimetrica, fondamentale per lo studio del gas molecolare, con un livello di sensibilità che deve essere ancora del tutto esplorato. «Le nostre osservazioni dimostrano chiaramente le capacità uniche di ALMA nel misurare con facilità una componente critica delle galassie distanti, un risultato di notevole importanza e indicativo di ciò che potrà fare in futuro lo strumento», commenta Silverman. I risultati delle analisi suggeriscono che la quantità di CO era già diminuita anche se la galassia continuava a formare stelle ad un ritmo forsennato. Queste osservazioni sono simili a quelle per le galassie starburst locali, ma la diminuzione della quantità di gas non è stata così rapida come ci si aspettava. «Questi dati, anche se relativi a un numero limitato di galassie, suggeriscono che, a differenza di quanto precedentemente ipotizzato, potrebbero non esserci due modi distinti di formazione stellare» commenta  Giovanni Zamorani, associato INAF e già direttore dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, che ha partecipato allo studio. «Piuttosto, potrebbe essersi verificato una sorta di incremento continuo in termini di efficienza di formazione stellare, che dipende da quanto più alto risulta il tasso di formazione stellare rispetto alla sequenza principale». Questo studio ha utilizzato i dati della survey COSMOS. Solo i telescopi spaziali Spitzer ed Herschelsono stati in grado di misurare in maniera accurata i tassi di formazione stellare mentre il telescopio Subaru ha potuto confermare la natura e la distanza di queste galassie estremamente distanti tramite la tecnica della spettroscopia.
di Corrado Ruscica (INAF)

Il Sacco di Carbone sta per andare a fuoco

Chiazze scure cancellano quasi completamente le stelle da un pezzetto di cielo, in questa immagine catturata dalla camera WFI (Wide Field Imager), installata sul telescopio da 2,2 metri dell’MPG/ESO all’Osservatorio dell’ESO di La Silla in Cile. Le zone nere come l’inchiostro fanno parte di un’enorme nebulosa oscura nota come il Sacco di Carbone, uno degli oggetti di questo tipo più facilmente visibili a occhio nudo. Tra milioni di anni, alcuni brandelli della Nebulosa si accenderanno, un po’ come l’omonimo combustibile fossile, grazie al bagliore di molte giovani stelle. La nebulosa Sacco di Carbone si trova a circa 600 anni luce dalla Terra, nella costellazione della Croce del Sud. Questo enorme oggetto cupo si staglia chiaramente contro la fascia stellata della Via Lattea e per questo motivo la nebulosa è ben nota agli abitanti dell’emisfero meridionale fin dai primordi dell’umanità. L’esploratore spagnolo Vicente Yáñez Pinzón riportò per primo in Europa nel 1499 la notizia dell’esistenza della Nebulosa Sacco di Carbone, che successivamente prese il soprannome di Nebulosa Oscura di Magellano, un gioco di parole sul suo aspetto scuro rispetto alle due Nubi di Magellano, che sono in realtà piccole galassie satelliti della Via Lattea. Le due galassie luminose sono chiaramente visibili nel cielo australe e furono rese note agli europei durante l’esplorazione di Ferdinando Magellano nel sedicesimo secolo. Invece la Sacco di Carbone non è una galassia. Come le altre nebulose oscure è una nube di polvere interstellare così fitta da impedire alla maggior parte della luce stellare di fondo di raggiungerci. Molte delle particelle di polvere delle nebulose oscure sono ricoperte da strati ghiacciati di acqua, azoto, monossido di carbonio e altre semplici molecole organiche. I grani che ne risultano impediscono alla luce di attraversare la nube cosmica. Per capire quanto sia veramente scura la Sacco di Carbone, l’astronomo finlandese Kalevi Mattila pubblicò, intorno al 1970, uno studio che stima che la sua luminosità è solo il 10% della zona di Via Lattea che la circonda. Un po’ di luce del fondo riesce comunque a passare attraverso la nebulosa, come si vede nella recente immagine dell’ESO e in altre osservazioni effettuate con i moderni telescopi. La poca luce che riesce a passare non arriva inalterata. La luce che vediamo in quest’immagine appare più rossa di quanto sarebbe normalmente. Ciò accade perché la polvere nelle nebulose oscure assorbe e diffonde la luce blu delle stelle più di quanto faccia con la loro luce rossa, colorando di tinte cremisi le stelle. Tra milioni di anni i giorni oscuri della Nebulosa Sacco di Carbone finiranno. Le nebulose interstellari dense come la Sacco di Carbone contengono molta polvere e gas – il carburante per nuove stelle. Quando i vari pezzi di materiale disperso nella Nebulosa Sacco di Carbone si saranno uniti a causa della reciproca attrazione gravitazionale, le stelle si accenderanno e i pezzetti di carbone della Nebulosa bruceranno, quasi come se fossero sfiorati da una fiamma.
Redazione Media Inaf

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