Le galassie interagenti di Halton Arp

L’Atlas of Peculiar Galaxies (Atlante delle galassie peculiari) è un catalogo astronomico di galassie peculiari compilato da Halton Arp. L’atlante è stato originariamente pubblicato nel 1966 dal California Institute of Technology e contiene 338 galassie in totale.

Lo scopo principale del catalogo era quello di presentare fotograficamente esempi dei diversi tipi di strutture insolite che si trovano nelle galassie nelle nostre vicinanze. Arp si rendeva conto che la ragione per la quale le galassie si plasmavano in forme ellittiche e a spirale non era ancora ben compresa. Percepiva le galassie peculiari come una sorta di piccoli “esperimenti” che gli astronomi potevano usare per capire i processi fisici che formavano le galassie ellittiche e a spirale. Con questo catalogo gli astronomi avevano una sintesi delle galassie peculiari che potevano studiare nel dettaglio. L’atlante non contiene una completa panoramica delle galassie peculiari del cielo, ma fornisce solamente degli esempi di ciascun fenomeno osservato nelle galassie vicine. Siccome al tempo della sua pubblicazione, i processi che causavano le differenti forme erano ancora poco noti, le galassie nel catalogo sono ordinate in base alla loro apparenza:

  • Gli oggetti da 1 a 101 sono singole galassie a spirale peculiari o galassie a spirale che in apparenza hanno compagne più piccole.
  • Gli oggetti da 102 a 145 sono galassie ellittiche o simili a ellittiche.
  • Gli oggetti da 146 a 268 sono singole galassie, o gruppi di galassie che non hanno né forma ellittica né a spirale.
  • Gli oggetti da 269 a 327 sono galassie doppie.
  • Gli oggetti da 332 a 338 sono quelle che non rientravano in nessuno dei gruppi precedenti.

La maggior parte delle galassie del catalogo sono maggiormente note con altre designazioni, solo alcune sono più note con il numero assegnatole da Arp, come ad esempio Arp 220.

Oggi i processi fisici che hanno portato alla formazione delle galassie nel catalogo sono ben compresi. Un gran numero di quegli oggetti sono Galassie interagenti, come ad esempio M51 (Arp 85), Arp 220 e le Galassie Antenne. Un piccolo numero sono semplici galassie nane che non hanno sufficiente massa per permettere la formazione di strutture coesive. Un altro esiguo numero di galassie sono radiogalassie. Questi oggetti contengono nuclei galattici attivi che producono potenti getti di gas chiamati getti relativistici. Nell’atlante sono contenute M87 (Arp 152) e Centaurus A (Arp 153).

Galassie Arp degne di nota

Numero ArpNomeMagnitudineNote
26Galassia girandola (M101)+7,5galassia a spirale
37M77+8,9radiogalassia
41NGC 1232+9,8galassia a spirale
76M90 (astronomia)+9,5galassia a spirale
77NGC 1097+9,5galassia interagente con la satellite.
85Galassia Vortice (M51)+8,4galassia interagente con la satellite.
116M60+8,8galassie in collisione
152Galassia Virgo A (M87)+8,6galassia ellittica
153Centaurus A (NGC 5128)+6,6radiogalassia in collisione?
188Galassia Girino+14,4Fusione di galassie
242Galassie Topo+14,7galassie in collisione
244Galassie Antenne+10,3galassie in collisione
317M65+9,2galassia a spirale
319NGC 7320+15galassia in gruppo di collisione
337Galassia Sigaro (M82)+8,6galassia starburst
(Wikipedia)

Gaia Early Dr3, il miglior catalogo stellare di sempre

Un miliardo e ottocentoundici milioni, settecentonovemila settecentosettantuno. Questo il gran totale di stelle contenute nel catalogo della Early Data Release 3 (EDR3) della missione Gaia dell’Esa, che sarà reso pubblico alle ore 12:00 di oggi. Oltre alle posizioni delle stelle, per la stragrande maggioranza di esse il catalogo comprende anche misure delle distanze e dei lenti ma inesorabili movimenti celesti, nonché di luminosità e colore.  Un censimento minuzioso, il più dettagliato a oggi della Via Lattea, la galassia che rappresenta la “casa cosmica” per il nostro Sole e svariate altre centinaia di miliardi di stelle. I nuovi dati vanno a rimpiazzare il già ricco catalogo rilasciato dalla stessa Gaia nel 2018, raggiungendo una precisione ancora più elevata – del 30 per cento sulle distanze e del 50 per cento sui moti stellari – e un campionamento più omogeneo del cielo, grazie a oltre un anno di osservazioni aggiuntive e a una forte riduzione degli effetti sistematici. Questa preziosa banca dati permetterà un’analisi sempre più approfondita dell’universo a noi vicino, fornendo la materia prima per innumerevoli scoperte nell’indagine del nostro ruolo nel cosmo.

«L’obiettivo della missione Gaia di realizzare la più accurata mappa tridimensionale della nostra galassia è pienamente sostenuto dall’Italia», spiega Barbara Negri, responsabile dell’Esplorazione e dell’osservazione dell’universo dell’Asi, «che partecipa molto attivamente al Data Processing and Analysis Consortium (Dpac). In particolare, l’Asi sta gestendo le attività del Gaia Data Processing Center italiano presso Altec, Torino e quelle più scientifiche previste presso l’Asi Space Science Data Center (Ssdc), e fornisce anche un importante supporto al team scientifico di Inaf. In questo modo potranno essere garantiti al nostro Paese gli importanti ritorni scientifici nel campo dell’astrofisica».

Immagine della Grande Nube di Magellano (a sinistra) e della Piccola Nube di Magellano (a destra) basata sulla Early Data Release 3 della missione Gaia. In blu, verde e rosso sono tracciate rispettivamente le stelle più giovani, quelle di età intermedia, e quelle di età più avanzata. Osservando le stelle più giovani, si nota un “ponte” di stelle che dalla Piccola Nube fluiscono verso la Grande Nube. Crediti: Esa/Gaia/Dpac – Acknowledgement: These images were created by Laurent Chemin. The data for the creation of these images was based upon the paper “Gaia Early Data Release 3: Structure and properties of the Magellanic Clouds” by Gaia Collaboration, X.Luri, et al. 2020 A&A

Il centro di processamento dati a Torino è l’unico in Italia dei sei complessivi sul territorio europeo, interamente dedicato alla validazione astrometrica e contenente tutti i dati di missione per un totale ad oggi di oltre 1,5 petabyte, ovvero 1,5 milioni di gigabyte. L’Inaf vede coinvolte nel Dpac le sue strutture di Bologna, Catania, Firenze, Napoli, Padova, Roma, Teramo e Torino (dove risiede il management nazionale). «Tra i primi risultati scientifici, ottenuti durante la validazione del catalogo, spicca l’identikit completo di oltre 330mila stelle nei “dintorni” del Sole, ovvero entro una distanza di 100 parsec (equivalente a quasi 330 anni-luce, circa 20 milioni di volte la distanza tra la Terra e il Sole), che ricostruisce la loro distribuzione 3D e i loro moti, classifica le loro proprietà e individua tra esse i sistemi di stelle doppie. Prima di Gaia, si conosceva con precisione la distanza solo del 10 per cento di stelle entro questo volume», commenta Mario Lattanzi, dell’Istituto nazionale di astrofisica  e responsabile nazionale, per conto dell’Asi e dell’Inaf, della partecipazione nazionale alla missione Gaia. Ma i nuovi dati spaziano su tutta la galassia e oltre, rivelando i movimenti oscillatori delle stelle nelle frange più esterne della Via Lattea, nonché la rotazione delle stelle nella Grande Nube di Magellano, una delle galassie satelliti della nostra, e il “ponte” di stelle che fluiscono verso di essa dalla sua vicina, la Piccola Nube di Magellano. Oltre ai quasi 2 miliardi di stelle nel nostro angolo di universo, il catalogo comprende anche 1.6 milioni di quasar, i cuori di galassie lontane la cui enorme luminosità proviene dall’attività dei buchi neri supermassicci nei loro centri. Queste osservazioni del cosmo più remoto sono fondamentali per ancorare il nostro sistema “locale” di misure celesti, e con la precisione di Gaia hanno permesso di stimare l’accelerazione del Sistema solare nel suo moto intorno al centro della Via Lattea, pari a 7 millimetri al secondo nel corso di un anno, per la prima volta utilizzando dati in banda ottica. Lanciata nel 2013, Gaia scruta continuamente il cielo per compilare la mappa più precisa mai realizzata della nostra galassia, registrando la luce di stelle fino a un milione di volte più fioche di quelle visibili ad occhio nudo. Le prime due versioni del catalogo, rese pubbliche rispettivamente nel 2016 e 2018, stanno rivoluzionando la nostra visione della Via Lattea, di cui hanno permesso di sviscerare la formazione ed evoluzione per inserirla nel contesto cosmico globale, la storia di oltre 13 miliardi di anni dell’universo. Con una media di quattro articoli scientifici pubblicati al giorno, la missione ha un impatto significativo praticamente su tutte le branche dell’astrofisica.La Early Data Release 3 rappresenta il miglior catalogo astrometrico e fotometrico stellare di sempre. I ricercatori sono già al lavoro da mesi per realizzare la versione completa del terzo catalogo (Gaia Data Release 3), il cui rilascio è previsto per il 2022, con una serie di dati aggiuntivi tra cui la classificazione dei sistemi binari di stelle, e un catalogo esteso di asteroidi nel Sistema solare. Il satellite continuerà a raccogliere dati per almeno altri due anni (e indicativamente fino alla fine del 2025) e seguiranno ulteriori cataloghi man mano che i nuovi dati vengono processati e analizzati. Media Inaf

L’atlante cosmico di Askap

Una foto panoramica del cielo con dettagli sorprendenti ottenuta a tempi di record. A “scattarla” è Askap, l’Australian Square Kilometre Array Pathfinder: il precursore di Ska in Australia, sviluppato e gestito dall’Agenzia scientifica australiana Csiro (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) e operativo presso l’Osservatorio di radioastronomia Murchison di Csiro (Murchison Radio-astronomy Observatory), nel deserto dell’Australia occidentale. Askap ha terminato la sua prima survey dell’intero cielo meridionale, dando vita con grande rapidità a un nuovo atlante dell’universo. La Rapid Askap Continuum Survey (Racs),  così si chiama la survey, interessa l’83 per cento dell’intero cielo e, come suggerisce il nome, nel giro di sole 300 ore ha permesso di immortalare ben tre milioni di galassie. Uno studio che un tempo avrebbe richiesto anni di lavoro e i cui primi risultati sono pubblicati oggi su Publications of the Astronomical Society of Australia. L’immagine prodotta dalla Racs sembra un’opera d’arte del Puntinismo ma è una sorta di mappa Google dell’universo, dove la maggior parte dei milioni di puntini sono galassie lontane – circa un milione delle quali non abbiamo mai visto prima. «Merito di innovativi ricevitori sviluppati da Csiro, che dispongono di una tecnologia (detta phased array feed) in grado di da registrare più dati e a una velocità più elevata dell’intero traffico internet australiano», spiega Larry Marshall, amministratore delegato di Csiro. «Nell’epoca dei big data, Askap e i super-computer che lo supportano stanno facendo da banco di prova, fornendo spunti ineguagliabili e brandendo strumenti tecnologici e informatici del futuro, che sarà sempre più basato su flussi enormi di dati per migliorare la vita di tutti. Askap, grazie all’unione delle competenze scientifiche e ingegneristiche di varie infrastrutture di tutto il mondo, sta applicando le ultime novità in fatto di scienza e tecnologia per metterle al servizio degli astronomi e rispondere a domande secolari sui misteri dell’universo». Con i ricevitori avanzati di Askap, il team di Racs ha avuto bisogno di combinare solo 903 immagini per formare la mappa completa, un’inezia rispetto alle decine di migliaia di immagini che sono state necessarie in passato per completare survey radio di dimensioni paragonabili. I 13,5 exabyte di dati raw generati dalle osservazioni di Askap sono stati elaborati utilizzando hardware e software costruiti su misura da Csiro. Il supercomputer Galaxy del Pawsey Supercomputing Centre ha convertito i dati in immagini radio in 2D contenenti un totale di 70 miliardi di pixel. Le 903 immagini e le informazioni di supporto ammontano a 26 terabyte di dati. I dati offerti da Racs permetteranno agli astronomi di effettuare analisi statistiche su grandi popolazioni di galassie, allo stesso modo in cui i ricercatori sociali utilizzano le informazioni dei censimento nazionale. «Questo censimento dell’universo sarà utilizzato dagli astronomi di tutto il mondo per esplorare l’ignoto, dalla formazione delle stelle a come le galassie e i loro buchi neri supermassivi si evolvono e interagiscono», dice David McConnell, autore principale dello studio e astronomo in forze a Csiro. Le immagini e i cataloghi della survey saranno resi disponibili al pubblico attraverso il portale di accesso ai dati di Csiro. È inoltre disponibile un tour virtuale tra le antenne di Askap sotto il cielo della mappa Racs, in cui sono state inserire le informazioni principali per alcune delle radiosorgenti più famose.

Ecco il catalogo dei super lampi gamma di Fermi

186 lampi gamma di alta energia registrati dal telescopio satellitare per raggi gamma Fermi in dieci anni di osservazione: sono questi i protagonisti del catalogo pubblicato oggi, 13 giugno, su The Astrophysical Journal. Questi lampi gamma, anche noti come Gamma Ray Burst (Grb), sono stati rivelati dal Large Area Telescope (Lat), strumento di Fermi progettato e realizzato con un contributo decisivo dell’Italia, grazie all’Agenzia Spaziale Italiana Asi, all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Infn e l’Istituto Nazionale di Astrofisica Inaf. «Ogni Gamma Ray Burst è in qualche modo unico. È solo quando siamo in grado di studiarne tanti, come abbiamo fatto in questo catalogo, che iniziamo a comprenderne le caratteristiche comuni» racconta Elisabetta Bissaldi, ricercatrice dell’Infn e del Politecnico di Bari. «Il primo catalogo LAT, pubblicato nel 2013, comprendeva solo 35 GRB. Grazie a un netto miglioramento delle tecniche di analisi dati, abbiamo identificato un numero di GRB cinque volte maggiore in questo nuovo catalogo, imparando così a conoscere meglio i meccanismi fisici all’opera. Ad esempio, abbiamo confermato che l’emissione di raggi gamma ad alta energia dura più a lungo rispetto all’emissione a bassa energia e che la succede», conclude Bissaldi.Il catalogo che fornisce nuove indicazioni su origine ed evoluzione dei lampi gamma è il frutto del lavoro di 120 scienziate e scienziati della collaborazione Fermi coordinati da Bissaldi, da Magnus Axelsson dell’Università di Stoccolma e dagli italiani Nicola Omodei e Giacomo Vianello dell’Università di Stanford. La maggior parte dei lampi gamma nasce quando alcuni tipi di stelle massive esauriscono il proprio combustibile e collassano generando buchi neri. Altri invece hanno origine dalla collisione di due stelle di neutroni, oggetti densissimi residuo di esplosioni stellari. Sia il collasso di una stella sia la collisione di due stelle di neutroni danno, infatti, origine a jet relativistici di particelle che si muovono a una velocità prossima a quella della luce. Quando le particelle all’interno dei jet si scontrano tra di loro o interagiscono con l’ambiente intorno alle stelle, nascono i raggi gamma che sono poi rivelati da Fermi grazie ai suoi strumenti principali: il Lat e il Gbm. Il Large Area Telescope, Lat, registra raggi gamma con energie tra 20 MeV e 300 GeV (milioni di volte più energetici della luce visibile) e lavora a stretto contatto con il Gbm, il Glast Burst Monitor, che osserva, invece, raggi gamma meno energetici (tra gli 8 keV e i 40 MeV) provenienti dall’intero cielo. «Con il suo grande campo di vista, unito alla capacità di localizzazione dei singoli fotoni gamma, il LAT è uno strumento ottimale per la rivelazione e lo studio dei lampi gamma. Negli ultimi anni, abbiamo ottimizzato i criteri per rivelare fotoni di bassa energia che sono prodotti in gran numero nel corso dei lampi gamma, e quindi il numero dei lampi visti dal Lat è aumentato. Grazie ai lampi descritti nel catalogo, si è aperto un nuovo spazio di scoperta per questi eventi estremi che adesso cominciano a essere rivelati anche a energia altissima dai telescopi Cherenkov», racconta Patrizia Caraveo, responsabile Inaf per Fermi-Lat.Tra i Grb presentati in questo catalogo si trovano anche Grb 081102B, Grb 160623A, Grb 130427A e Grb 080916C, che sono rispettivamente i lampi gamma più breve, più lungo, più energetico e più lontano mai osservati dal Lat di Fermi.

Dalle Hawaii una mappa record del cielo

Diversi gruppi di astronomi da tutto il mondo hanno partecipato alla creazione della più grande e dettagliata survey digitale del cielo utilizzando i dati raccolti con l’Osservatorio Pan-STARRSalle Hawaii. Il catalogo si basa su 4 anni di osservazioni di 3/4 del cielo notturno e ci fornisce interessanti informazioni su più di 3 miliardi di oggetti, tra stelle, galassie e altre sorgenti di energia. Il direttore dell’Osservatorio a Maui Ken Chambers ha spiegato che «le indagini della survey Pan-STARRS1 permettono a chiunque di accedere a milioni di immagini e utilizzare il database e i cataloghi contenenti misure di precisione di miliardi di stelle e galassie. L’Osservatorio Pan-STARRS ha scoperto numerosi oggetti Near Earth Objects e altri provenienti dalla Fascia di Kuiper, ma anche pianeti solitari tra le stelle». Il catalogo contiene 2 petabyte di dati, che corrispondono a un miliardo di selfie! Pan-STARRS sta per Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System e consiste in un telescopio da 1,8 metri situato sulla sommità del vulcano Haleakala, a Maui. La survey nel visibile e nel vicino infrarosso è iniziata nel 2010 e da allora il telescopio ha scansionato il cielo sopra le Hawaii 12 volte con ognuno dei 5 filtri utilizzati. Il progetto Pan-STARRS1 è stato intrapreso da un consorzio formato da 10 istituzioni di ricerca in quattro paesi, con il supporto della NASA e della National Science Foundation (NSF). Le osservazioni sono state completate nel 2014 e sono stati necessari altri due anni per riuscire a pubblicare online i primi dati, adesso disponibili a tutti. La seconda parte dei dati verrà pubblicata nel 2017, aggiungendo al catalogo nuove immagini. «Pan-STARRS1 ha mappato la nostra galassia, la Via Lattea, a un livello di dettaglio mai raggiunto prima. L’indagine prevede, per la prima volta, una visione profonda e globale di una frazione significativa del piano e del disco – un’area generalmente evitata dalle survey data la complessità di mappare queste regioni dense e polverose», ha spiegato Hans-Walter Rix, del Max Planck Institute. «E Pan-STARRS1 va ben oltre: la combinazione unica di profondità d’immagine, area di raccolta e colori ha permesso di scoprire la maggior parte dei quasar più distanti che si conoscano: questi forniscono la prima prova, nel nostro universo, del fatto che i buchi neri giganti si sono formati al centro delle galassie» Il prossimo passo sarà quello di misurare il redshift (e dunque la distanza) delle galassie e degli altri oggetti individuati. Roberto Saglia, sempre dal Max Planck, ha aggiunto: «Dobbiamo avere queste informazioni per analizzare la distribuzione delle galassie nelle tre dimensioni. Da questa struttura, si potrà dedurre la geometria dell’universo e in seguito vincolare il nostro modello cosmologico standard. Con i dati delle singole epoche, possiamo anche studiare variabilità nella galassie attive lontane».
di Eleonora Ferroni (INAF)

Gaia e la madre di tutte le mappe del cielo

Presentata  in conferenza stampa internazionale da Madrid, a mille giorni dal lancio avvenuto il 19 dicembre 2013, la prima release dei dati (DR1) della missione spaziale Gaia dell’ESA. Dalle 12:30 di oggi liberamente disponibili in rete per scienziati da tutto il mondo, gli oltre 110 miliardi di osservazioni fotometriche e i 9.4 miliardi di osservazioni spettroscopiche raccolte fino a oggi dal telescopio spaziale ESA, e in particolare i dati collezionati da luglio 2014 a settembre 2015, offrono una vista a tutto cielo delle stelle presenti nella nostra Galassia – la Via Lattea – e nelle galassie vicine. Un miliardo di stelle in una sola mappa, quella che vedete qui sotto: la più grande e la più accurata, ha detto in conferenza stampa Anthony Brown della Leiden University, mai prodotta da una singola survey. «Questo primo rilascio dei dati raccolti ci dimostra, dopo neanche 12 mesi di lavoro, che la missione Gaia ha già superato di tre volte la qualità dei risultati della precedente missione europea Hipparcos», sottolinea Mario Lattanzi dell’INAF di Torino, responsabile per l’Italia del DPAC (Data Processing and Analysis Consortium) di Gaia. «Un primo importante successo che vede protagonisti anche gli scienziati italiani e dell’INAF». Scienziati e scienziate. Soprattutto scienziate. Dei cinque membri del team Gaia oggi sul palco dell’ESAC a presentare al mondo la prima messe di dati di questa missione dalla partenza non facile, due sono infatti astrofisiche INAF: Antonella Vallenari, dell’Osservatorio astronomico di Padova, e Gisella Clementini dell’Osservatorio astronomico di Bologna. «Questo è solo l’inizio», promette Clementini riferendosi alle osservazioni fotometriche compiute con Gaia di 3194 stelle variabili – 386 delle quali sono nuove scoperte – come le Cefeidi e RR Lyrae. «Abbiamo misurato la distanza della Grande Nube di Magellano per verificare la qualità dei dati, e i risultati offrono un’anteprima dei notevoli progressi che Gaia ci consentirà presto di raggiungere nella comprensione delle distanze cosmiche». Durante il lavoro di convalida del catalogo, gli scienziati del DPAC hanno condotto anche uno studio sugli ammassi aperti – gruppi di stelle coetanee e relativamente giovani – dal quale si evince chiaramente il miglioramento permesso dai nuovi dati. «Con Hipparcos potevamo analizzare la struttura tridimensionale e la dinamica delle stelle solo nelle Iadi, l’ammasso aperto più vicino al Sole, e misurare le distanze di circa 80 ammassi fino a 1600 anni luce da noi», ricorda Vallenari. «Ma già solo con i primi dati di Gaia riusciamo a misurare le distanze e i moti delle stelle in circa 400 ammassi, spingendoci fino a 4800 anni luce di distanza. Per i 14 ammassi aperti più vicini, i nuovi dati rivelano un grande numero di stelle sorprendentemente lontane dal centro del’ammasso di appartenenza, stelle probabilmente in fuga e destinate a popolare altre regioni della nostra galassia».«La strada fino a oggi non è stata priva di ostacoli: Gaia ha dovuto far fronte a una serie di sfide tecniche che hanno richiesto un notevole sforzo collaborativo per essere superate», dice infine Fred Jansen, il mission manager di Gaia dell’ESA. «Ma ora, mille giorni dopo il lancio e grazie all’enorme lavoro di tutte le persone coinvolte, è con entusiasmo che possiamo presentare al mondo questo primo insieme di dati. E non vediamo l’ora d’arrivare alla prossima release, che mostrerà tutto il potenziale di Gaia nell’esplorazione nostra galassia, in un modo che non abbiamo mai visto prima».
Guarda il servizio video su INAF-TV 
di Marco Malaspina (INAF)

Terre abitabili, ecco il nuovo catalogo

È passato circa un anno dall’annuncio della scoperta di Kepler-452b , il pianeta “gemello” della Terra più promettente di tutti, grazie alle sue dimensioni, distanza e tipologia della stella madre. Un team internazionale di ricercatori ha presentato un nuovo studio, con il quale ha individuato i pianeti che hanno la probabilità più alta di assomigliare alla nostra casa rocciosa tra gli oltre 4000 pianeti extrasolari scoperti fino ad ora dalla missione Kepler della NASA. La ricerca raccoglie in tutto 216 pianeti situati nella zona abitabile del proprio sistema planetario, ovvero quella regione che circonda la stella all’interno della quale la superficie del pianeta potrebbe ospitare acqua allo stato liquido. Tra questi, 20 mostrano caratteristiche tali da poter essere considerati simili alla Terra. «Quello che presentiamo è il catalogo più completo e aggiornato dei pianeti scoperti da Kepler che si trovano nella zona abitabile della propria stella», dice Stephen Kane, professore presso la San Francisco State University (SFSU) e primo autore dello studio. «Ciò significa che possiamo concentrarci su questi pianeti, eseguendo osservazioni e studi più approfonditi, per scoprire come sono fatti e se sono effettivamente abitabili». I limiti imposti dalla definizione di abitabilità sono cruciali: se il pianeta è troppo vicino alla propria stella, sperimenterà un effetto serra amplificato, come si osserva su Venere, mentre se si trova troppo lontano, l’acqua sarà presente solo sotto forma di ghiaccio, come accade su Marte. Kane e i suoi colleghi hanno classificato i pianeti selezionando prima quelli appartenenti alla zona abitabile della propria stella, sia secondo criteri rigidi che seguendo una definizione più ottimistica, e poi hanno individuato quelli di dimensioni più piccole, escludendo quindi i giganti gassosi. I 20 pianeti che hanno superato con successo la selezione più restrittiva sono quelli rocciosi che cadono all’interno della zona abitabile definita con maggior rigidità, e hanno dunque più probabilità di essere simili alla Terra. Il team guidato da Kane ha già iniziato a raccogliere dati aggiuntivi su questi pianeti, così come su quelli che ricadono nelle altre categorie. Lo studio e la catalogazione degli esopianeti scoperti da Kepler ha comportato per il team un lavoro lungo circa tre anni. «È emozionante rendersi conto dell’enorme quantità di pianeti che ci sono là fuori», commenta Michelle Hill, laureanda presso la SFSU e co-autrice della ricerca. «Fa riflettere, e rende del tutto improbabile che la Terra sia l’unico luogo dove è possibile trovare la vita». «Ci sono un sacco di candidati pianeti nell’Universo, e abbiamo a disposizione tempi limitati per osservarli con i nostri telescopi», spiega Kane. «Questo studio è un grande passo avanti verso la formulazione di una risposta alla domanda su quanto sia comune la vita nell’Universo, e quanto siano comuni pianeti come la Terra».
di Elisa Nichelli (INAF)

Si allunga la lista delle stelle vicine (USNO PARALLAX CATALOG)

Poche settimane fa lo United States Naval Observatory (USNO) ha pubblicato un catalogo che contiene informazioni circa la distanza di oltre 112 mila stelle. Il catalogo si chiamaUSNO Parallax Catalog (UPC) e si avvale delle osservazioni eseguite grazie al telescopio terrestre USNO Robotic Telescope Astrometric (URAT). Si tratta del più grande catalogo di questo tipo dopo quello rilasciato dall’Agenzia Spaziale Europea nel 1997 e ottenuto grazie al satellite Hipparcos. Le stelle più luminose nel cielo notturno non sono per forza anche quelle più vicine a noi, questo perché la luminosità intrinseca delle stelle varia enormemente. Alcune possono essere brillanti un millesimo rispetto a quanto lo è il nostro Sole, altre possono esserlo migliaia di volte in più. Molte delle stelle che vediamo anche ad occhio nudo sono stelle lontane, luminosissime e gigantesche, ma non possiamo stimare la loro distanza a partire dalla loro luminosità apparente. Quindi come fare? Una soluzione può essere quella di osservare lo stesso oggetto da due punti differenti. Cerchiamo di capire insieme perché. Tenendo un dito davanti al viso e guardandolo alternativamente prima con un occhio e poi con l’altro, il dito sembrerà spostarsi rispetto all’immagine di sfondo, che si trova più distante e dunque appare identica. La stessa cosa accade quando si osserva una stella vicina da punti differenti dell’orbita terrestre: la stella sembrerà muoversi leggermente rispetto alla maggior parte delle altre stelle nel campo visivo, perché si trovano più distanti. Il piccolo angolo che corrisponde allo spostamento apparente della stella si chiama angolo di parallasse, e dopo aver eseguito alcuni calcoli, a partire da questo angolo gli astronomi ottengono la parallasse trigonometrica, ovvero la misura diretta della distanza di una stella interamente basata sulla geometria e le dimensioni dell’orbita terrestre. Uno dei vantaggi della parallasse trigonometrica è che permette di ottenere misure di distanza svincolate da assunzioni o modelli fisici della stella in questione. Una stella con una parallasse di un secondo d’arco si troverebbe a una distanza di un parsec (pc), che corrisponde a 3.26 anni luce.

 

Rappresentazione schematica del metodo della parallasse per misurare la distanza di una stella vicina. Con lo spostamento della Terra attorno al Sole, la posizione apparente nel cielo della stella vicina cambia nel tempo, e l’angolo p è detto angolo di parallasse.

Tutte le stelle della Via Lattea si muovono in ogni momento, e la maggior parte di loro lo fa compiendo un’orbita circolare attorno al centro della galassia. Dal nostro punto di vista terrestre possiamo quindi vedere dei piccoli moti propri delle stelle, e più la stella è vicina a noi più il moto proprio sarà evidente. In passato sono state effettuate numerose campagne osservative per identificare le stelle che mostravano moti propri relativamente veloci, e queste stelle sono state poi studiate nuovamente una per una, allo scopo di misurare il movimento di parallasse. Questo immenso lavoro è culminato nel 1995 con l’uscita del General Catalog of Trigonometric Parallaxes di Yale, che conteneva circa 16 mila stelle. Il catalogo realizzato a partire dai dati di Hipparcos comprende quasi 120 mila stelle, con misure molto precise dei loro moti propri e delle loro parallassi. È un catalogo completo, dedicato a tutto il cielo, ma limitato alle stelle (relativamente) brillanti, e per molte di loro non viene rivelata una vera e propria parallasse, quindi nel catalogo si legge spesso “questa stella è troppo lontana per essere misurata”. Il nuovo catalogo UPC si basa su 3 anni di osservazioni effettuate presso la stazione osservativa di Flagstaff (Naval Observatory Flagstaff Station, NOFS) in Arizona, per le quali è stato utilizzato l’astrografo a grande campo URAT. Rispetto a quello di Hipparcos, questo catalogo si spinge a magnitudini molto inferiori, arrivando a osservare stelle di magnitudine 17. Non è stata fatta alcuna preselezione sulla base dei moti propri, ma sono state osservate oltre 200 milioni di stelle, la maggior parte delle quali sono troppo lontane per ottenere un risultato di parallasse affidabile. Gli astronomi Charlie Finch e Norbert Zacharias dell’USNO hanno misurato la parallasse trigonometrica per oltre 58 mila stelle di cui già si avevano dati di parallasse, mentre per circa 53.500 stelle sono riusciti a misurarla per la prima volta, con una precisione media di 4 millesimi di secondo d’arco. Questo angolo corrisponde a qualche millesimo di cm, per un oggetto posto a un km di distanza. La stella più vicina a noi scoperta grazie al catalogo UPC si trova a 25 anni luce da noi. Gli astronomi ritengono che questa distanza sia piccola, sebbene si stia parlando di 1.5 milioni di volte la distanza tra la Terra e il Sole. I risultati del loro lavoro sono stati pubblicati sulla rivista The Astronomical Journal. Il catalogo UPC è pubblicato dal Centre de Données Astronomiques di Strasburgo (CDS) e su molti altri siti in tutto il mondo. Altre misure di distanze stellari arriveranno presto dal progetto PanSTARRS, che sfrutta un telescopio molto più grande di quello utilizzato da UPC, e nel 2018 avremo i primi risultati di parallasse dalla missione europea GAIA. Nel disegno: rappresentazione schematica del metodo della parallasse per misurare la distanza di una stella vicina. Con lo spostamento della Terra attorno al Sole, la posizione apparente nel cielo della stella vicina cambia nel tempo, e l’angolo p è detto angolo di parallasse.
di Elisa Nichelli (INAF)

Il cielo di ROSAT è più limpido che mai

A guardarla, la prima impressione è quella di avere davanti agli occhi una variopinta tavolozza di un pittore contemporaneo, visti i colori decisamente fluo che compongono la scena. Ma per gli addetti ai lavori, la mappa ottenuta con il nuovo catalogo 2RXS appena rilasciato dagli scienziati dell’Istituto Max Planck per la Fisica Extraterrestre (MPE) è una vera miniera di preziose informazioni. Ogni singolo punto rappresenta infatti una sorgente celeste osservata nei raggi X dalla missione ROSAT tra il 1990 e il 1991.

L'immagine mostra la distribuzione delle sorgenti del nuovo catalogo 2RXS in coordinate galattiche. La dimensione di ciascuna sorgente è proporzionale alla sua luminosità nei raggi X, mentre il colore è legato alla frequenza della radiazione emessa. Crediti: MPE

Tutti i dati di questo nuovo catalogo sono stati ora completamente rianalizzati e verificati da cima a fondo, per restituire la più profonda e dettagliata visione del cielo X nella sua interezza oggi disponibile. A partire dal 1990, il satellite per astronomia nei raggi X ROSAT ha condotto la prima campagna osservativa profonda di tutto il nella banda di energia compresa tra 0.1 e 2.4 keV, riuscendo a far lievitare il numero delle sorgenti celesti di raggi X di circa 100 volte. L’idea che ha mosso i ricercatori dello MPE è stata quella di di migliorare l’affidabilità del primo catalogo, rianalizzando i file originali contenenti le informazioni sui fotoni registrati con un nuovo algoritmo di rilevamento avanzato e un processo di controllo completo. Una caratteristica importante del nuovo catalogo è una valutazione statistica dell’affidabilità delle sorgenti. Grazie all’elevata sensibilità e basso rumore di fondo dello strumento PSPC di ROSAT, le sorgenti cosmiche di raggi X possono essere identificate grazie al rilevamento di solo pochi fotoni. Questi segnali sono talvolta difficili da distinguere tra fluttuazioni casuali, e il nuovo catalogo fornisce una valutazione di tale effetto, sulla base di dati simulati. Il catalogo 2RXS contiene più di un semplice elenco di sorgenti: per quelle più brillanti ad esempio sono disponibili tre differenti fit spettrali, uno strumento utile per comprendere meglio la loro natura. Tra gli oggetti presenti ci sono potenti buchi neri in fase di accrescimento, ammassi giganti di galassie, stelle attive e resti di supernova. Con il nuovo catalogo, la comunità astrofisica ha ora un prezioso strumento in più per indagare questi oggetti. «È un bellissimo esempio dell’importanza della “preservazione” dei dati astronomici che mantengono intatto il loro interesse anche dopo decenni» commenta Patrizia Caraveo, direttrice dell’Istituto di Fisica Cosmica dell’INAF di Milano. «Oggi, più o meno 25 anni dopo la fine della copertura del cielo fatta dal satellite ROSAT, i colleghi dello MPE hanno rianalizzato i dati applicando nuovi algoritmi per migliorare la qualità delle informazioni estratte. Il nuovo catalogo ROSAT sarà subito utilizzato da tutta la comunità astronomica perché costituisce un importantissimo punto di riferimento. Bisognerà aspettare la missione eRosita, il cui lancio è previsto nel 2017, per avere una nuova, e più profonda, copertura del cielo X. Fino ad allora, i vecchi dati ROSAT rimarranno dominatori incontrastati».
di Marco Galliani (INAF)

XMM-Newton fa 565.962: ecco l’ultima versione del catalogo

Sono ben 565.962 le sorgenti di raggi X presenti nell’ultima versione, la quinta, del catalogo realizzato grazie ai dati raccolti dal telescopio spaziale XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea. Frutto dell’analisi di circa 7.500 osservazioni del satellite XMM-Newton, questo catalogo rappresenta il più ricco atlante del cielo nei raggi X mai ottenuto da una singola missione .Il catalogo contiene una varietà di  sorgenti che va da oggetti vicini, anche nel nostro Sistema solare, fino ai  buchi neri più massicci ai confini dell’Universo.
3XMM-DR5 – questa la sigla del catalogo – è il frutto di un’incessante attività di osservazione di XMM-Newton  e dell’ elaborazione ed analisi dati da parte del “XMM-Newton Survey Science Centre” (di cui l’INAF-Osservatorio Astronomico di Brera fa parte)  che procede in modo pressoché ininterrotto da oltre 15 anni. In ogni puntamento il telescopio rileva tra le 50 e le 100 sorgenti di raggi X in una porzione di cielo della stessa dimensione apparente della luna piena e ogni anno vengono completate circa 600 osservazioni in punti differenti della volta celeste.
La varietà delle sorgenti, tra le più energetiche nell’Universo, è sorprendente: del catalogo fanno parte buchi neri supermassicci – annidati nel centro delle galassie – che divorano enormi quantità di gas e polveri, ammassi di galassie,  residui di esplosioni stellari, cioè oggetti  del diametro di pochi chilometri composti di materia estremamente densa e che ruotano velocissimi attorno al proprio asse, compiendo anche mille giri ogni secondo.
«Moltissimi degli oggetti presenti nel catalogo non sono mai stati osservati prima e rappresenteranno uno strumento formidabile ed insostituibile per investigazioni astrofisiche e cosmologiche negli anni a venire», sottolinea Roberto Della Ceca, che insieme ai colleghi dell’INAF Valentina Braito, Alessandro Caccianiga, , Tommaso Maccacaro e Paola Severgnini hanno contribuito alle attività legate all “XMM-Newton Survey Science Centre” di responsabilità dellI’ INAF-Osservatorio Astronomico di Brera.«Inoltre,  nascosti tra le 560.000 e più sorgenti del catalogo, potrebbero esserci oggetti celesti ancora più esotici o del tutto nuovi, in attesa di essere scoperti».
Proprio quello che è avvenuto durante la fase di validazione dati per il rilascio di 3XMM-DR5, quando sono stati scoperti due sistemi binari davvero bizzarri, che gli astronomi chiamano ‘polari’. Queste insolite coppie celesti sono composti da una stella simile al Sole e una stella nana bianca, la cui materia è ben un milione di volte più densa di quella dell’acqua. L’intensa forza di attrazione gravitazionale esercitata dalla nana bianca strappa gli strati più esterni del gas della compagna. Questo materiale catturato dalla nana bianca interagisce con il suo intenso campo magnetico (dieci milioni di volte maggiore di quello della Terra) riscaldandosi ed emettendo radiazione elettromagnetica, in gran parte proprio sotto forma di raggi X. Quando la materia che si deposita sulla nana bianca è così elevata che la stella non riesce più a sostenerne il peso, collassa, innescando così un’immane esplosione: una supernova di tipo I. Anche Natalie Webb dell’IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie) a Tolosa in Francia, responsabile dell’XMM-Newton Survey Science Centre, dove è stato realizzato il catalogo, sottolinea come la messe di dati presente in 3XMM-DR5 possa regalare molte sorprese agli scienziati:«Questa è solo la punta dell’iceberg. Ci sono molti nuovi oggetti interessanti da scoprire nel catalogo!».
di Marco Galliani (INAF)
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