Storia dell’universo in 11 equazioni

Descrivere l’evoluzione dell’universo mettendo d’accordo le leggi della relatività di Einstein del 1915 con la scoperta dell’espansione accelerata dei vincitori del Nobel della Fisica 2011 (Perlmutter, Riess e Schmidt) e con le teorie di Yang-Mills e Higgs. È l’operazione di sintesi compiuta da Massimiliano Rinaldi, assegnista di ricerca del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento (gruppo teorico computazionale, sezione di Gravitazione relativistica e cosmologia) e associato al TIFPA-INFN di Trento. Rinaldi illustra i risultati della sua ricerca nell’articolo “Dark energy as a fixed point of the Einstein Yang-Mills Higgs equations“, pubblicato sull’ultimo numero delJournal of Cosmology and Astroparticle Physics, e li presenterà al pubblico nell’ambito del 28th Texas Symposium on Relativistic Astrophysics, in programma a Ginevra dal 13 al 18 dicembre 2015. «L’idea innovativa del mio lavoro», spiega Rinaldi, «è l’implementazione della relatività generale di Einstein con le equazioni di Yang-Mills in ambito cosmologico. Ho proposto una soluzione che non richiede né l’introduzione di forme di materia “esotiche” né la modifica della relatività generale». «Nel mio modello servono ben 11 equazioni per descrivere l’evoluzione nel tempo dell’universo a grande scala e della materia che contiene. Questo sistema», osserva Rinaldi, «è impossibile da risolvere in modo esatto data la sua complessità. Tuttavia, con degli avanzati metodi matematici, è stato possibile estrapolare il comportamento nel tempo delle grandezze fisiche d’interesse, come le densità di materia e di radiazione elettromagnetica nell’universo e l’evoluzione temporale del tasso di espansione. Ho così dimostrato che questo modello riproduce fedelmente l’evoluzione dell’universo a partire dall’epoca successiva al big bang fino a oggi in linea con i dati sperimentali ottenuti dalle osservazioni astronomiche. L’aspetto più attraente è il fatto che non sia necessario introdurre forme di materia “ad hoc” o modificare la relatività così come formulata da Einstein. Infatti l’esistenza del campo di Higgs è stata dimostrata al CERN nel luglio 2012 e i campi di Yang-Mills sono gli stessi che descrivono le forze tra le particelle elementari. Gli “ingredienti” necessari sono quindi già tutti presenti in natura e con questo lavoro si avvicina forse un po’ il sogno di una teoria unificata di tutte le forze». Una storia affascinante l’evoluzione dell’universo. «Fin dalla scoperta di Hubble nel 1929», racconta Rinaldi, «si sa che l’universo è in espansione e che, nel passato, era molto più piccolo, caldo e denso di quanto lo sia oggi. Fino a qualche anno fa era anche dato per scontato che l’accelerazione fosse in realtà una decelerazione perché l’intero contenuto di materia ed energia dell’universo agisce con una forza gravitazionale attrattiva frenante, secondo le leggi della relatività generale presentate esattamente un secolo fa da Einstein, nel novembre 1915. Nel 1998 due team indipendenti (premiati con il Nobel nel 2011) scoprirono, studiando il rapporto tra luminosità e distanza di certe supernove, che in realtà l’espansione dell’universo è accelerata. Questo significa che alle più grandi scale la gravità si comporta come se fosse repulsiva o come se l’universo fosse permeato da un’entità, chiamata energia oscura, che esercita una pressione negativa e che costituisce ben il 68% dell’intera energia presente. A rendere le cose ancora più intriganti c’è il fatto che l’accelerazione è un fenomeno relativamente recente nella storia cosmica, essendo iniziata circa 5 miliardi di anni fa (l’età dell’universo stimata è di 13.8 miliardi di anni)». «Dal punto di vista sperimentale, l’Agenzia Spaziale Europea sta mettendo a punto il satellite Euclid (lancio previsto nel 2020) che avrà anche il compito di misurare con grande accuratezza l’evoluzione recente delle strutture a grande scala (come gli ammassi di galassie) e questo permetterà una misura precisa e, si spera, decisiva, dell’energia oscura, la cui natura è oggetto di speculazione da quasi due decenni. Gli aspetti teorici di questa missione sono curati dallo Euclid Theory Science Working Group del quale sono membro fondatore», conclude Rinaldi.
Elisabetta Andreina Brunella (INAF)

Mira, stella variabile e con la coda

Ad accompagnarci nei cieli autunnali e invernali c’è una stella davvero particolare: Omicron Ceti. L’astro si trova nella costellazione della Balena (in latino Cetus), che è ben visibile nei cieli serali verso sud. Omicron Ceti non è però in questi giorni facile da osservare: per individuarla ci vuole un buon binocolo o un piccolo telescopio. Ma con un po’ di pazienza, con il passare dei mesi, la sua luminosità aumenterà, fino a renderla facilmente visibile anche ad occhio nudo. Omicron ceti, ribattezzata dall’astronomo Hevelius “Mira”, parola latina che significa “meravigliosa” per il suo singolare comportamento, è infatti una stella variabile: la sua luminosità ha un intervallo di oscillazione di ben 8 magnitudini e il suo periodo è di circa 332 giorni. Distante otre quattrocento anni luce da noi, Omicron ceti è una stella simile al Sole, ma molto più evoluta. Sta infatti attraversando la fase di gigante rossa, con una bassa temperatura superficiale di appena, si fa per dire, 2000 kelvin, e che vede ritmicamente espandere e contrarre il suo raggio tra 400 e 300 volte quello del Sole. Da qui la sua periodica variazione di luminosità, che raggiungerà il suo nuovo massimo nel marzo del 2016. Mira è in realtà una stella doppia: la sua compagna, un’altra stella variabile, probabilmente una nana bianca dotata di un disco di accrescimento, è stata scoperta dal telescopio spaziale Hubble una ventina d’anni fa. Ma le sorprese di questa stella non finiscono qui: alcuni anni fa le osservazioni nell’ultravioletto dell’osservatorio spaziale Galex hanno rivelato che Mira Ceti possiede una coda che si estende per ben 13 anni luce, formata da gas stellare perso dalla stella nel suo moto.
di Marco Galliani (INAF)

Venere, Marte e Giove

Nel corso di questo mese di novembre sarà quasi impossibile osservare Mercurio. All’inizio del mese, quando sorge quasi un’ora prima del Sole, si può ancora tentare di scorgerlo tra le luci dell’alba sull’orizzonte orientale. Nei giorni successivi Mercurio si avvicina al Sole, fino alla congiunzione del 17 novembre. Il pianeta ricompare nel cielo serale, ma per diversi giorni sarà ancora molto basso sull’orizzonte, invisibile nella luce del tramonto. Prosegue il periodo di ottima osservabilità mattutina.

Venere sorge quasi 4 ore prima del Sole. Proprio il 1° novembre si registra il massimo anticipo dell’orario del sorgere di Venere rispetto al Sole: 3 ore e 57 minuti. Quando il cielo si rischiara per la luce dell’alba Venere è già molto alto sull’orizzonte di Sud-Est. Venere lascia la costellazione del Leone e dal 3 novembre inizia ad attraversare la Vergine.

Marte si può osservare al mattino presto, sull’orizzonte orientale. Le condizioni di osservabilità del pianeta rosso sono simili a quelle di Venere, con il quale si trova in congiunzione il giorno 3. Marte il 2 novembre attraversa il limite tra Leone e Vergine. Mentre Venere attraversa rapidamente la Vergine, Marte si sposta più lentamente, rimanendo nella parte alta della costellazione. Lo si può quindi osservare più a lungo e più alto sull’orizzonte, prima del sorgere del Sole.

Dei tre pianeti che caratterizzano la volta celeste nelle ore che precedono il sorgere del Sole, Giove è quello più alto sull’orizzonte. Sorge per primo e lo si può individuare facilmente. Nei giorni che seguono la congiunzione Marte – Venere (il 3 novembre), si può osservare il terzetto di pianeti allineati, con Venere, il più luminoso, più basso sull’orizzonte, il pianeta rosso in posizione intermedia e Giove, rimasto ancora nella costellazione del Leone, in posizione più elevata. Al comparire delle luci dell’alba Giove è ben visibile a Sud-Est.

Questo mese Saturno termina il lungo periodo di presenza nei cieli serali. Il pianeta all’inizio del mese è estremamente basso sull’orizzonte occidentale, tramonta poco dopo il Sole ed è difficile individuarlo nella luce del crepuscolo. Il 29 novembre Saturno si trova in congiunzione con il Sole, pertanto è del tutto inosservabile. Verso la fine dell’anno ricomparirà al mattino presto. Saturno si trova nella costellazione dello Scorpione.

Urano si è trovato in opposizione al Sole il mese scorso, condizione che lo rende ancora osservabile per quasi tutta la notte. E’ quindi possibili individuarlo e seguirlo agevolmente mentre, nel corso della prima parte della notte, si eleva fino a culminare a Sud. Essendo la luminosità del pianeta al limite della capacità di percezione dell’occhio umano, è consigliabile l’osservazione attraverso un telescopio. Il pianeta si sposta lentamente con moto retrogrado nella costellazione dai Pesci.

Nettuno è osservabile solo nel corso della prima parte della notte. L’intervallo di tempo a disposizione per osservarlo si riduce progressivamente nel corso del mese. Nella prime ore della sera lo si può osservare a Sud-Ovest, ma avvicinandosi alla mezzanotte si trova ormai molto basso sull’orizzonte.  L’osservazione va effettuata con l’ausilio del telescopio: la luminosità del pianeta è infatti inferiore ai limiti accessibili all’osservazione ad occhio nudo. Nettuno si muove lentamente con moto retrogrado fino al 18 novembre, giorno in cui inverte la marcia e torna a muoversi con moto diretto. Nettuno si trova ancora nella costellazione dell’Acquario, dove è destinato a rimanere ancora a lungo, fino all’anno 2022.

Congiunzioni

La lunga serie di congiunzioni mattutine dello scorso mese di ottobre prosegue anche in questo mese di novembre con una bella congiunzione stretta tra i pianeti Venere e Marte (la distanza angolareè inferiore a 1 grado). Lacongiunzione è osservabile al mattino presto del 3 novembre. I due pianeti si trovano nella costellazione della Vergine, dove sono appena entrati lasciando la costellazione del Leone. Un quartetto di astri illumina il cielo del mattino. La falce di Luna calante si avvicina ai tre pianeti protagonisti del cielo prima dell’alba. Il primo incontro si verifica il 6 novembre tra la Luna e Giove, nella costellazione del Leone. Il 7 novembre la Luna fa il suo ingresso nella costellazione della Vergine, dove si può ammirare la congiunzione con Marte e Venere. Poco più in alto si osserva Giove, nel Leone. Saturno, nella costellazione dello Scorpione, saluta i cieli della sera. Il 13 novembre tramonta, ormai quasi indistinguibile nella luce del crepuscolo, prima della sottilissima falce di Luna crescente.

Sciami meteorici

Dal 5 al 12 novembre sarà possibile osservare lo sciame meteorico delle Tauridi, sciame generato dal passaggio orbitale terrestre sui residui della cometa Encke. Come suggerisce il nome, il radiante dello sciame proviene dalla costellazione del Toro. Le Tauridi non sono numerose (circa 5 per ora), ma hanno la caratteristica di avere quasi sempre un intenso colore arancio e una lentezza fuori dal comune. Quest’anno l’osservazione della componente meridionale risulterà disturbata dal chiarore della Luna nella seconda parte della notte, quella settentrionale sarà invece interamente favorevole. Nel periodo compreso tra 16 e 18 novembre si verificherà la massima attività dello sciame meteorico delle Leonidi, una pioggia di “stelle cadenti” analoga a quella più nota del 12 agosto. Lo sciame meteorico delle Leonidi è prodotto dai minuscoli residui di una cometa periodica, la Tempel-Tuttle. Tali frammenti sono raccolti in una grande e rarefatta nube che viene attraversata ogni anno dalla Terra nella prima quindicina di novembre. L’osservazione quest’anno sarà tutto sommato favorevole, dato che la Luna sarà assente nei momenti in cui il radiante, vicino alla stella gamma Leonidi, sarà sopra l’orizzonte. Il massimo annuale è atteso quest’anno nella serata del 17 novembre, proprio quando l’area radiante sorgerà a est dall’orizzonte.
Astronomia.com

Le costellazioni nel mese di novembre

La notte si allunga, il Sole anticipa sempre più il suo tramonto, e questo ci regala qualche ora in più di osservazione della volta stellata. È così che allo spengersi delle ultime luci del crepuscolo avremo ancora l’opportunità di ammirare brevemente, sull’orizzonte occidentale, alcuni degli astri caratteristici del cielo estivo come il Triango Estivo (descritto ampiamente nelle rubriche dei mesi precedenti). Lungo la fascia zodiacale nelle prime ore della sera possiamo riconoscere il Capricorno e l’Acquario, deboli costellazioni prive di stelle particolarmente brillanti. Proseguendo verso Sud, troviamo i Pesci e la minuscola costellazione dell’Ariete. Chi osserva da luoghi con l’orizzonte meridionale privo di ostacoli – in pianura o sul mare – può cimentarsi nel riconoscimento delle costellazioni che si estendono al di sotto dell’eclittica: la Balena e più a Ovest, sotto l’Acquario, il Pesce Australe, dove si può facilmente riconoscere una stella brillante, Fomalhaut. Verso Est vedremo sorgere le costellazioni zodiacali che domineranno il cielo nell’imminente inverno: vedremo così prima il Toro e successivamente i Gemelli. In tarda serata nel cielo orientale si inizieranno a vedere altre costellazioni, prossime protagoniste dei cieli invernali: il Cancro, a sinistra dei Gemelli, e nella seconda parte della notte, il Leone. Inconfondibili, a Sud-Est nelle prime ore della notte, le costellazioni di Orione e del Cane Maggiore, con la luminosissima Sirio. Sopra i Gemelli e il Toro è facilmente identificabile un’altra costellazione che vedremo ben alta in cielo per i prossimi mesi: si tratta dell’Auriga, dalla caratteristica forma a pentagono, in cui uno dei vertici è rappresentato da una delle stelle più luminose della volta celeste, Capella. In prossimità dello zenit, sulla nostra verticale, godono ancora di visibilità ottimale le costellazioni già descritte nel “cielo di ottobre”: il grande quadrilatero di Pegaso, seguito, verso Nord Est, da Andromeda e da Perseo e, più vicine al Polo Nord Celeste, la “W” di Cassiopea e il meno appariscente Cefeo. Proseguiamo il tour e soffermiamoci sulla piccola costellazione del Triangolo, tra Andromeda e l’Ariete: in essa si trova la galassia a spirale M33, ben nota a tutti gli astrofili: è la terza componente per importanza del “gruppo locale”, la concentrazione di galassie di cui fanno parte la nostra Via Lattea e la notissima galassia di Andromeda. A Settentrione troviamo come sempre l’Orsa Maggiore e l’Orsa Minore, con la stella polare immobile ad indicarci il Nord tra le due Orse possiamo riconoscere il Dragone.
di Stefano Simoni (Astronomia.com)

Encelado vista da vicino

Sono le ultimissime immagini che la sonda Cassini, frutto della collaborazione tra la NASA, l’ESA e l’ASI, ha acquisito durante il suo ultimi fly by della luna di Saturno, Encelado. La sonda, lo scorso 28 ottobre, è passata appena 50 chilometri sopra la calotta polare di questa luna. Queste immagine, le prime delle diverse che la sonda ha iniziato a trasmettere, non sono processate, sono immagini RAW, grezze e ve le proponiamo in questa breve galleria. «Sono meravigliose le immagini di Cassini che ci forniscono un rapido sguardo di Encelado grazie a questo passaggio ultra-ravvicinato, ma la parte più emozionante, quella scientifica è ancora da venire», ha detto Linda Spilker, membro del team scientifico della missione di stanza al Jet Propulsion Laboratory della NASA. Infatti i ricercatori potranno presto iniziare a studiare i dati ottenuti con l’analizzatore di gas e il rivelatore di polvere a bordo della sonda Cassini. Gli strumenti hanno infatti potuto raccogliere dai geyser che si sprigionano su questa luna di Saturno, campioni di gas e di polvere ghiacciata. Per le analisi saranno necessarie diverse settimane, ma potrebbero fornire interessantissimi indizi sulla composizione dell’oceano di acqua sotto la superficie che caratterizzebbe l’intera luna Encelado, oltre a svelarci importanti dati sulle attività idrotermali che accadono sul fondo dell’oceano. Le aspettative sono tali che la luna Encelado è oggi un obiettivo primario per le future esplorazioni alla ricerca della vita nel nostro sistema solare. Il prossimo e ultimo flyby di Encelado da parte della sonda Cassini è fissato per il 19 dicembre, quando la sonda misurerà la quantità di calore proveniente dall’interno della luna da un’altitudine di circa 5000 chilometri.
Redazione Media Inaf

Ecco come si formano le stelle

Una serie di osservazioni realizzate con lo strumento Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), situato in Cile, hanno permesso ad un gruppo di astronomi guidati dai colleghi dell’Università di Leeds di mostrare per la prima volta che una stella massiccia, 25 volte la massa del Sole, si sta formando in un modo simile a quello che caratterizza le stelle di massa più piccola. I risultati sono riportati su Astrophysical Journal Letters. «Le nostre eccezionali osservazioni non solo ci dicono che questo oggetto massivo, che si sta ancora formando, si alimenta da un disco di materia che lo circonda, come nel caso delle stelle giovani simili al Sole, ma il modo con cui esso ruota rispecchia quello che caratterizza la formazione di stelle di massa più piccola», spiega Katharine Johnston, della School of Physics and Astronomy dell’University di Leeds e autrice principale dello studio. «Senza la presenza di un disco che incanala la materia verso la stella lungo una struttura sottile e densa, i processi energetici, come i venti stellari che sono emanati da queste stelle calde, bloccherebbero il materiale prima che sarebbe in grado di raggiungere la stella. È un po’ come quando veniamo bloccati se camminiamo contro vento». I risultati di questa ricerca rappresentano uno dei tasselli mancanti che va ad inserirsi nel quadro generale che permette agli astronomi di comprendere quali sono i tempi scala che caratterizzano il ciclo vitale delle stelle massicce e luminose: stiamo parlando delle stelle di tipo spettrale O. Questi oggetti sono i principali fornitori di elementi pesanti dell’Universo, come il ferro e l’oro, che vengono spazzati nel mezzo interstellare attraverso eventi esplosivi e super energetici (supernovae) quando arrivano alla fine del loro ciclo evolutivo. Nel corso degli ultimi anni, vari studi hanno permesso di ottenere delle evidenze osservative che rafforzano l’idea in base alla quale le stelle massicce si formano davvero in modo simile a quello delle stelle di massa inferiore. Tuttavia, fino ad oggi, le strutture a forma di disco che appaiono esattamente come quelle che sono presenti nelle stelle di piccola massa sono state osservate solamente nel caso delle stelle di tipo spettrale B, la cui massa è inferiore a 18 volte quella del Sole. Per masse superiori a 18 volte la massa solare, la ricerca di strutture a disco non ha dato risultati positivi. Infatti, nel caso di questi oggetti stellari di grossa taglia, spesso gli astronomi hanno osservato delle strutture “soffici”, centinaia di volte più grandi rispetto alle controparti presenti nelle stelle meno massive, dall’aspetto di gigantesche “ciambelle” ruotanti piuttosto che di vere e proprie strutture a forma di disco. «Abbiamo iniziato a pensare che i dischi non si possono formare nel caso delle stelle massicce e che questi oggetti potrebbero avere una origine diversa.», dice Johnston. «Forse l’accrescimento nelle stelle di tipo O è molto più caotico e dinamico se paragonato ai processi che hanno portato alla nascita della nostra stella il Sole». «Ma grazie alle osservazioni realizzate con ALMA», continua Johnston, «il nostro gruppo ha trovato ciò che stava cercando da tempo. In altre parole, abbiamo identificato un disco attorno ad una stella di tipo O che appare molto simile a quello che si è formato attorno alla nostra stella e al Sistema Solare, tranne per il fatto che si tratta di una sua versione in scala maggiore. Il disco è almeno 10 volte più grande e 100 volte più massiccio rispetto a quello che di solito osserviamo nelle stelle giovani». La scoperta era attesa da tempo, ma dato che le stelle massicce si formano più rapidamente rispetto agli oggetti stellari di massa inferiore è stato difficile catturare un esempio di questo tipo mentre si trova in una fase embrionale. Inoltre, le stelle massicce non sono così numerose come le controparti di massa più piccola, perciò occorre esplorare molto di più lo spazio prima di osservarne una. Ad esempio, Orione, dove troviamo la regione di formazione stellare più vicina, è quasi 10 volte più distante rispetto all’osservazione più vicina che gli astronomi hanno condotto su una stella giovane di piccola massa in cui esiste ancora un disco che la circonda. «Abbiamo bisogno di telescopi migliori per risolvere ed esplorare ancora più in profondità gli inviluppi di gas che circondano le stelle più massicce mentre si stanno ancora formando», conclude Melvin Hoare dell’Università di Leeds e co-autore dello studio. «Abbiamo cioè bisogno di uno strumento rivoluzionario come ALMA. Ora vogliamo richiedere ulteriore tempo di osservazione per utilizzare l’array sfruttando al massimo il suo potere esplorativo, in modo da capire se la struttura del disco è continua o frammentata e da cui si potrebbero eventualmente formare altre stelle o persino pianeti».
Corrado Ruscica (INAF)

VISTA scopre una nuova componente della Via Lattea

Alcuni astronomi hanno scoperto una componente della Via Lattea prima sconosciuta, utilizzando il telescopio VISTA all’Osservatorio dell’ESO al Paranal. Mappando le posizioni di alcune stelle variabili appartenenti alla classe nota come Cefeidi, si è trovato nel rigonfiamento centrale un disco di stelle giovani nascosto dietro a spesse nubi di polvere.  La survey pubblica dell’ESO chiamata VVV (Vista Variables in the Vía Láctea Survey) sfrutta il telescopio VISTA all’Osservatorio del Paranal per catturare immagini multiple, a tempi diversi, delle zone centrali della Galassia a lunghezze d’onda infrarosse e sta scoprendo un elevatissimo numero di nuovi oggetti celesti, tra cui alcune stelle variabili, ammassi stellari e stelle epslosive. Un’equipe di astronomi, guidata da Istvan Dékány della Pontificia Universidad Católica de Chile ha ora utilizzato i dati di questa survey, presi tra il 2010 e il 2014, per realizzare una scoperta eccezionale – una componente precedentemente sconosciuta della nostra galassia ospite, la Via Lattea. “Si pensa che il rigonfiamento centrale della Via Lattea sia formato da un gran numero di stelle vecchie. Ma i dati di VISTA hanno svelato qualcosa di nuovo – e molto giovane per gli standard astronomici!” conferma Istvan Dékány, primo autore del nuovo lavoro. Analizzando i dati della survey, gli astronomi hanno trovato 655 possibili stelle variabili di un tipo noto come Cefeidi. Queste stelle si espandono e si contraggono periodicamente, con periodi che vanno da pochi giorni ad alcuni mesi per l’intero ciclo, cambiando nel frattempo in modo significativo la luminosità. Il tempo impiegato da una Cefeide per diventare prima più brillante e poi più debole è maggiore per le Cefeidi più brillanti e minore per quelle più deboli. Questa relazione straordinariamente precisa, scoperta nel 1908 dall’astronoma americana Henrietta Swan Leavitt, rende lo studio delle Cefeidi uno dei metodi più efficienti per misurare la distanza di oggetti distanti, nella nostra Galassia e oltre, e tracciarne così una mappa corretta delle posizioni. Ma c’è un inghippo – le Cefeidi non sono tutte uguali – si dividono in due classi principali, una molto più giovane dell’altra. Nel loro campione di 655 stelle, l’equipe ne ha identificate 35 che appartengono al sottogruppo delle cosiddette Cefeidi classiche – stelle giovani e luminose, molto diverse dalle più comuni e più vecchie stelle che si trovano di solito nel rigonfiamento centrale della Via Lattea. L’equipe ha raccolto informazioni sulla luminosità e sul periodo di pulsazione e ha dedotto la distanza di queste 35 Cefeidi classiche. I loro periodi di pulsazione, intimamente legati alla loro età, hanno svelato la loro sorprendente giovinezza. “Tutte le 35 Cefeidi classiche scoperte hanno meno di 100 milioni di anni. Le Cefeidi più giovani potrebbero avere appena 25 milioni di anni, anche se non possiamo escludere la presenza di Cefeidi ancora più giovani e brillanti”, spiega il secondo autore dell’articolo, Dante Minniti, dell’Universidad Andres Bello, Santiago, Cile. L’età di queste Cefeidi classiche fornisce una prova solida del continuo rifornimento di nuove stelle, precedentemente non confermato, nella zona centrale della Via Lattea negli ultimi 100 milioni di anni. Ma questa non è l’unica scoperta importante dai dati della survey. Costruendo la mappa delle Cefeidi scoperte, l’equipe ha tracciato una struttura completamente nuova nella Via Lattea – un disco sottile di stelle giovani che attraversa il rigonfiamento galattico. Questa nuova componente nella galassia che ci ospita è rimasta invisiile e sconosciuta alle indagini precedenti perchè è nascosta dietro a spesse nubi di polvere. La sua scoperta dimostra la potenza di VISTA, progettato per studiare le strutture della Via Lattea per mezzo di immagini a grande campo e alta risoluzione a lunghezze d’onda della banda infrarossa. “La ricerca è una dimostrazione efficace delle potenzialità uniche e impareggiabili del telesocpio VISTA per sondare le regioni galattiche molto oscurate dalla polvere, che non possono essere raggiunte da nessuna delle survey in corso o previste,” sottolinea Dékány. “Questa parte della Galassia era completamente sconosciuta fino a che la survey VVV l’ha trovata!” aggiunge Minniti. Servono ora nuove indagini per stabilre se queste Cefeidi sono nate vicino a dove ora le osserviamo, o molto più lontano. Comprendere le loro proprietà fondamentali, le loro interazioni e la loro evoluzione è essenziale per comprendere l’evoluzione della Via Lattea e il processo di evoluzione delle galassie nel suo complesso.
Comunicato stampa ESO

Antiche catastrofiche tempeste solari

Un team di ricercatori formato da scienziati delle Università svedesi di Lund e di Uppsala ha pubblicato su Nature Communications uno studio secondo il quale la terra sarebbe stata colpita più di mille anni fa da due tempeste solari di proporzioni catastrofiche. Le tempeste solari sono legate alle eruzioni solari, che provocano l’emissione di grandi quantità di particelle. Se colpiscono la Terra tali particelle interagiscono con il campo magnetico terrestre che le guida verso le aree polari, in cui sono alla base di fenomeni spettacolari come le aurore boreali e australi. Negli ultimi anni la Terra è stata interessata da grandi tempeste solari, che nei casi più violenti hanno portano ad interruzioni nella distribuzione di corrente elettrica, come quella dell’ottobre 2003 in Svezia e del marzo 1989 in Canada. L’Ultimo “allarme” tempesta solare lo abbiamo avuto lo scorso 22 ottobre, quando il sole ha prodotto un lunghissimo brillamento, durato oltre tre ore. Allarme che fortunatamente si è concretizzato in nulla di più che qualche spettacolare fenomeno di aurora, visibile a chi si trovasse ai Poli. Ma le tempeste solari di cui gli scienziati ora hanno ora trovato le tracce nei ghiacci estratti in Groenlandia e Antartide sono stati almeno dieci volte più grandi per intensità rispetto a quello osservato negli ultimi decenni. Dalle evidenze riscontrate i ricercatori giungono alla conclusione che i due eventi studiati sono stati di una potenza maggiore di quanto fino ad oggi si fosse ipotizzato tali fenomeni potessero giungere. «Se eventi di questa intensità colpissero oggi il nostro pianeta avrebbero effetti devastanti sui nostri sistemi di comunicazione, sui satelliti e gli impianti elettrici» dice Raimund Muscheler del Dipartimento di Geologia dell’Università di Lund. I ricercatori di questo ateneo, insieme a colleghi dell’Università di Uppsala, così come ricercatori di Danimarca e Stati Uniti sono da tempo a “caccia” delle tracce lasciate dalle tempeste solari nei ghiacci della Groenlandia e dell’Antartide. Alcuni anni fa i ricercatori hanno trovato tracce di un rapido aumento del carbonio radioattivo nei tronchi di alberi in corrispondenza di anelli risalenti al 774/775 e al 993/994 d.C., e le ragioni di tale innalzamento erano ancora non chiare e assai dibattute. «Nello studio, che viene oggi pubblicato, abbiamo puntato a lavorare in modo sistematico per cercare di scoprire quale fosse la causa di tali eventi ed ora abbiamo l’evidenza dello stesso aumento di carbonio radioattivo nei campioni di ghiaccio corrispondenti agli stessi periodi storici. Grazie a questi nuovi dati è possibile stabilire che la causa di questo misterioso innalzamento del livello di carbonio radioattivo è stato proprio legato a due grandi tempeste solari», aggiunge Muscheler. Lo studio, inoltre, fornisce per la prima volta una valutazione affidabile dei flussi di particelle legate a questi eventi, e Muscheler sottolinea l’importanza di questo dato per la futura pianificazione di sistemi elettronici affidabili: «Queste tempeste solari hanno di gran lunga superato ogni fenomeno analogo ad oggi noto e che si è potuto osservare e misurare sulla Terra. I risultati dovrebbero portare a una nuova valutazione dei rischi connessi con le tempeste solari», aggiunge Muscheler. Su questo nuovo lavoro e sulle tempeste solari in generale abbiamo raccolto un commento di Mauro Messerotti, fisico solare dell’INAF presso l’Osservatorio Astronomico di Trieste. «Le misure dirette dello spettro delle particelle energetiche solari che hanno dato origine ad impatti sul geospazio, ovvero sui sistemi tecnologici e biologici, sono relativamente recenti, poiché possibili solamente da osservatori spaziali in orbita nelle ultime decine di anni. Vi sono indicatori indiretti – come i radioisotopi di varie specie atomiche – la cui interpretazione è però molto complessa e non sempre univoca. Per questo motivo è molto difficile, ad esempio, stabilire se la tempesta solare di Carrington (1859) sia stata la più intensa in epoche recenti oppure se quella del 1921 l’abbia superata in intensità di impatto, come evidenziato da vari team di ricerca. Attualmente la progettazione dei veicoli spaziali impiega dei livelli di resistenza alle particelle che sono basati sulle misure attuali, alle quali si applica un fattore moltiplicativo di sicurezza per il valore massimo atteso. In questo ambito lo studio considerato indica che gli eventi a particelle del 774/775 e del 993/994 d.C. presentano dei livelli di gran lunga superiori a qualsiasi evento estremo di space weather sino ad oggi conosciuto. Assumendo che eventi di questo tipo possano verificarsi al giorno d’oggi, e non vi è nessuna indicazione scientifica che ciò non possa avvenire, l’impatto sarebbe devastante per la funzionalità di tutti i sistemi tecnologici basati a terra e nello spazio, sia per applicazioni civili che militari. Questo apre un nuovo scenario che obbliga a riconsiderare le peggiori condizioni dell’ambiente di radiazioni nel geo spazio e degli effetti che tali condizioni possono determinare. Sarà pertanto opportuno, per quanto si tratti di possibilità remote, riconsiderare le procedure di protezione civile per far fronte agli impatti sulla società, come anche le soglie di sicurezza nella progettazione dei satelliti e nell’effettuazione delle missioni spaziali. Infatti eventi estremi a bassissima probabilità possono, qualora si verifichino, avere effetti devastanti a lungo periodo. Poche nazioni al mondo hanno la consapevolezza di questo aspetto e sono preparate ad affrontare le situazioni conseguenti».
di Francesca Aloisio (INAF)

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