Diciannove elementi per un’altra Terra

Cercare nuovi mondi è un po’ come andare a funghi. Trovarne non è un problema, al punto che ormai è possibile cimentarsi con successo nella rilevazione di transiti anche con un telescopio amatoriale. Ma trovarne di “commestibili”, ovvero di potenzialmente abitabili, è impresa assai più ardua. Certo, così come aiuta sapere che un buon ambiente per i porcini sono i boschi di faggi e castagni, non sarebbe male avere un’idea dell’habitat ideale per la formazione d’un pianeta piccolo e roccioso come il nostro. Gli studi esistenti, per esempio, suggeriscono che le stelle ricche di ferro sarebbero le preferite. Un’ipotesi ora contraddetta da un’indagine condotta su un campione di sette stelle del catalogo di Kepler – il cacciatore di esopianeti della NASA: secondo il nuovo lavoro, pubblicato su The Astrophysical Journal, le stelle a bassa metallicità, e in particolare le stelle con poco ferro e poco silicio, forniscono un ambiente ugualmente favorevole. Per stabilirlo, una squadra d’astronomi guidata da Simon Schuler dell’università di Tampa (Florida, USA) è andata a verificare ingredienti e dosi – ovvero, l’abbondanza relativa (rispetto all’idrogeno) degli elementi chimici – di Kepler-20, Kepler-21, Kepler-22, Kepler-37, Kepler-68, Kepler-100 e Kepler-130. Sette stelle del catalogo di Kepler, appunto, tutte (tranne una) circondate da almeno un pianeta con raggio inferiore a 1.6 volte quello della Terra, dunque con buona probabilità un pianeta roccioso. Per ricostruire il “ricettario”, Schuler e colleghi hanno analizzato lo spettro della luce delle sette stelle con uno strumento per la spettrometria echelle ad alta risoluzione, lo spettrografo HIRES montato sul telescopio della classe 10 metri Keck I, alle Hawaii. Questi i 19 ingredienti per i quali sono state calcolate le dosi: litio, carbonio, ossigeno, sodio, magnesio, alluminio, silicio, zolfo, potassio, calcio, scandio, titanio, vanadio, cromo, manganese, ferro, cobalto, nichel e zinco. Ebbene, con una certa sorpresa è emerso che, sebbene i pianeti rocciosi contengano ferro e silicio in abbondanza, non se ne incontrano di meno in stelle che di questi elementi siano carenti. Detto altrimenti, la formazione di piccoli pianeti rocciosi può avvenire attorno a stelle dalla composizione chimica assai diversa. «Questo significa che pianeti piccoli e rocciosi possono essere più comuni di quanto pensassimo», osserva una fra le coautrici dello studio, Johanna Teske, della Carnegie Institution (Washington DC, USA).
di Marco Malaspina (INAF)

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Il rebus della distanza fra le stelle

Grazie all’uso di una tecnica che ha lo scopo di individuare campioni di “gemelli stellari”, i ricercatori dell’Università di Cambridge sono stati in grado di misurare le distanze tra le stelle con una precisione molto elevata rispetto ai quei metodi che sono dipendenti dai modelli. Questa tecnica potrebbe essere una sorta di “valore aggiunto” per la missione del satellite Gaia, che realizzerà nel corso di cinque anni una mappa tridimensionale del cielo, e allo stesso tempo potrebbe fornire preziosi indizi sui quei processi astrofisici fondamentali che avvengono nelle regioni più distanti della nostra galassia. I risultati su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. «La determinazione delle distanze è un problema fondamentale in astronomia», spiega Paula Jofre Pfeil dell’Istituto di Astronomia a Cambridge e autrice principale dello studio. «E’ impossibile conoscere la dimensione della galassia o capire come si sia formata ed evoluta nel corso del tempo se non sappiamo a quale distanza si trova una stella o un gruppo di stelle. Perciò, ogni volta che eseguiamo una misura accurata, facciamo un passo in avanti nella scala cosmica delle distanze». Il modo migliore per misurare direttamente la distanza di una stella è il metodo della parallasse, che rappresenta lo spostamento apparente di un oggetto quando viene osservato lungo due linee di vista: ad esempio, se tendiamo la nostra mano in avanti e la guardiamo chiudendo prima l’occhio sinistro e poi l’occhio destro, noteremo che la mano apparirà muoversi rispetto allo sfondo. Lo stesso effetto può essere utilizzato per calcolare la distanza delle stelle misurando il moto apparente di una stella vicina rispetto alle stelle più distanti. Misurando l’angolo sotteso tra due osservazioni (parallasse), gli astronomi possono determinare la distanza di una particolare stella. Ad ogni modo, il metodo della parallasse può essere applicato solo nel caso di stelle che sono ragionevolmente vicine, dato che per distanze superiori a 1600 anni luce, gli angoli sottesi diventano troppo piccoli per essere misurati persino dal satellite Hipparcos, precursore di Gaia. Di conseguenza, su circa 100 miliardi di stelle che popolano la Via Lattea, oggi abbiamo misure accurate della distanza di un campione di 100.000 stelle. Gaia sarà in grado di misurare la parallasse con una precisione maggiore rispetto a quanto è stato fatto in precedenza e anche per stelle che si trovano fino a 30.000 anni luce. Gli scienziati avranno presto misure molto precise delle distanze stellari per circa un miliardo di stelle che sta mappando il satellite Gaia, ma si tratta ancora dell’un percento delle stelle presenti nella nostra galassia. Per le stelle più distanti, gli astronomi dovranno ancora utilizzare quei modelli che si basano sulle proprietà fisiche delle stelle (temperatura, gravità superficiale e composizione chimica) e utilizzare l’informazione dallo spettro risultante, assieme ad un modello evolutivo, per stimare la luminosità intrinseca e per determinare la distanza. Tuttavia, questi modelli possono avere una incertezza dell’ordine del 30 percento. «Utilizzare un modello significa anche utilizzare un numero di assunzioni semplificate, come ad esempio assumere il fatto che le stelle non ruotino, che non è vero», dice Thomas Mädler dell’Università di Cambridge e co-autore dello studio. «Perciò le distanze stellari ottenute da questi metodi indiretti dovrebbero essere considerate cum grano salis». I ricercatori hanno sviluppato un modello per determinare le distanze tra le stelle che si basa sulla ricerca di “doppioni”: stiamo parlando di due stelle con spettri identici. Utilizzando un insieme di 600 stelle per cui sono disponibili spettri ad alta risoluzione, gli astronomi hanno trovato 175 coppie. Per ciascuna coppia, è nota la parallasse di una delle due stelle. Gli astronomi hanno trovato che la differenza relativa alle distanze delle coppie stellari è direttamente correlata alla differenza della loro luminosità apparente, il che significa che le distanze possono essere accuratamente calcolate senza ricorrere ai modelli. Il loro metodo, però, dà una differenza dell’8 percento rispetto alle misure note della parallasse e l’accuratezza non diminuisce quando si considerano le misure per oggetti più distanti. «Si tratta di una idea abbastanza semplice, così semplice che è difficile pensare che nessuno ci abbia pensato prima», dice Jofre Pfeil. «Più distante è una stella e più debole appare nel cielo e se due stelle hanno poi uno spettro identico allora possiamo utilizzare la loro differenza di luminosità per ricavare la distanza». Dato che lo spettro utilizzato per una singola stella contiene 280 mila punti-dati, confrontare interi spettri di stelle differenti sarebbe un grande spreco di tempo e dati. Perciò, i ricercatori hanno selezionato 400 righe spettrali da utilizzarsi per l’analisi comparativa. Queste particolari righe sono quelle che forniscono l’informazione più importante e immediata sulla stella, un po’ come quando si confrontano le foto di alcuni individui e poi si analizza una particolare caratteristica per distinguerli. Il passo successivo sarà quello di compilare prima un catalogo stellare per cui siano disponibili misure accurate di distanze e poi si passerà a cercare dei doppioni stellari negli altri cataloghi per cui non sono disponibili le misure. Anche se il metodo è limitato in qualche modo dal fatto di osservare stelle doppioni, grazie alla nuova generazione di telescopi più potenti sono ora disponibili spettri ad alta risoluzione di milioni di stelle. Ma con telescopi ancora più potenti, gli spettri potrebbero essere disponibili ben presto anche per quelle stelle che sono al di fuori della portata di Gaia, perciò gli scienziati sono convinti che il loro metodo rappresenterà uno strumento alquanto potente che potrà essere complementare alla missione di Gaia.
«Questo metodo sostanzialmente robusto serve per estendere la scala delle distanze cosmiche in un modo davvero speciale. Ci sono buoni presupposti che esso possa diventare estremamente importante man mano che i grandi telescopi, attualmente in fase di costruzione, permetteranno osservazioni dettagliate di stelle anche in altre galassie sulla base dei nostri studi locali e dettagliati grazie alle osservazioni di Gaia», conclude Gerry Gilmore dell’Università di Cambridge, Principal Investigator per il gruppo inglese che fa parte della missione di Gaia e co-autore dello studio.
di Corrado Ruscica (INAF)

Le stelle sorelle di IC 4651

Gli ammassi stellari aperti, come questo che vedete nella foto, sono ottimi soggetti da fotografare. Ma non solo: la maggioranza delle stelle si forma all’interno degli ammassi, e questi possono essere usati dagli astronomi come laboratori per studiare l’evoluzione e la morte delle stelle. L’ammasso qui riprodotto è noto come IC 4651 e le stelle nate al suo interno ora mostrano una grande varietà di caratteristiche. Si trova all’interno della Via Lattea, nella costellazione dell’Altare, a circa 3000 anni luce da noi. L’ammasso ha un’età di circa 1,7 miliardi di anni: praticamente è un ammasso di mezz’età. IC 4651 fu scoperto da Solon Bailey, pioniere dell’installazione di osservatori nelle zone aride ad alta quota nelle Ande, e fu catalogato nel 1896 dall’astronomo danese/irlandese John Louis Emil Dreyer. L’immagine è stata ottenuta dallo strumento WFI (Wide Field Imager): una camera, montata sul telescopio da 2,2 metri dell’MPG/ESO all’Osservatorio di La Silla, che consiste di numerosi rivelatori CCD con un totale di 67 milioni di pixel e può osservare un’area grande come la Luna piena. Lo strumento permette di effettuare osservazioni in luce visibile e nel vicino infrarosso, con più di 40 filtri diversi. Per questa immagine ne sono stati usati solo 3. Si sa che la Via Lattea contiene più di un migliaio di questi ammassi aperti, tanti di questi studiati in dettaglio, e molti di più si suppone che ne esistano. Le osservazioni di ammassi stellari come questi hanno migliorato la nostra conoscenza della formazione ed evoluzione della Via Lattea e delle singole stelle al suo interno. Hanno anche permesso agli astronomi di verificare i loro modelli teorici dell’evoluzione stellare. Le stelle di IC 4651 si sono formate tutte più o meno nello stesso periodo dalla stessa nube di gas. Anche se molte delle stelle qui riprodotte appartengono a IC 4651, la maggior parte delle più brillanti visibili nella foto si trova in realtà tra noi e l’ammasso, mentre la maggior parte di quelle più deboli sono più distanti. Queste stelle sorelle sono legate tra loro in modo molto debole dalla loro attrazione reciproca e da quella del gas che le circonda. Mano a mano che le stelle all’interno dell’ammasso interagiscono tra loro e con le nubi di gas intorno a loro nella galassia, e mano a mano che il gas tra le stelle viene consumato per formare nuove stelle o spazzato via dall’ammasso, la struttura dell’ammasso stesso cambia piano piano. Alla fine, la massa rimanente diventa così piccola che anche le stelle possono sfuggirvi. Osservazioni recenti di IC 4651 hanno mostrato che l’ammasso contiene una massa di 630 volte quella del Sole eppure si pensa che inizialmente contenesse almeno 8300 stelle, con una massa totale pari a circa 5300 volte quella del Sole. Dal momento che questo ammasso è relativamente vecchio, parte di questa massa persa potrebbe essere dovuta al fatto che le stelle più massicce dell’ammasso hanno raggiunto il termine della loro vita e sono esplose come supernove. In gran numero, queste stelle perdute, però, non sono ancora morte, ma si sono semplicemente spostate. Sono state strappate all’ammasso mentre passava vicino a una nube gigante di gas, o hanno avuto un incontro ravvicinato con un ammasso vicino, o si sono semplicemente allontanate lentamente dal gruppo.Una frazione di queste stelle perdute potrebbe essere ancora legata gravitazionalmente all’ammasso e circondarlo a distanza maggiore. Le altre stelle ormai disperse sono migrate lontano dall’ammasso per unirsi ad altri, o si sono semplicemente sistemate altrove nella Via Lattea. Il Sole era probabilmente parte di un ammasso come IC 4651 all’inizio della sua esistenza, finchè è stato separato dalle sue stelle sorelle che si sono sparse per la Galassia.
Redazione Media Inaf

Un nuovo modello conferma la nucleosintesi

La presenza di Litio nel nostro universo, o meglio il suo quantitativo, è un vero quesito per gli astronomi. Infatti secondo quest’ultimi, rispetto all’universo attuale, nelle stelle antiche c’è troppo poco Litio 7, un isotopo primordiale nato nei primi tre minuti di vita dell’Universo, e gli scienziati non sanno spiegare perché. In un recente articolo apparso su Astrophysical Journal (vedi Media INAF) si spiega che questa inaspettata presenza di Litio può essere ricondotta alla NOVAE. «Ma ciò non spiega – dice Paolo Molaro dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste e coautore dell’articolo apparso su MNRAS – come mai il fattore di Litio al momento del Big Bang misurato dagli astronomi è un fattore 3 volte più basso di quello predetto dalla teoria della nucleosintesi primordiale». Nella ricerca appena pubblicata Molaro e i suoi colleghi spiegano come le stelle possano aver modificato questo valore proponendo una nuova spiegazione che attesta la validità della nucleosintesi del Big Bang e chiama in causa l’interazione fra le stelle e l’ambiente in cui queste si sono formate. Quattro erano gli elementi fondamentali, oltre all’idrogeno: elio 3, elio 4, deuterio e litio 7, quattro isotopi “leggeri” prodotti dalla nucleosintesi primordiale con il Big Bang.  Ma non sempre i conti tornano. Le stelle “povere di metalli”, sono corpi celesti formati per la maggior parte da materiali primitivi. Sulla base del Modello Cosmologico Standard gli scienziati hanno calcolato quanto Litio 7 dovrebbe trovarsi al loro interno, ma le misurazioni empiriche mostrano che ce n’è molto poco, un fattore tre in meno rispetto a quanto calcolato. Com’è possibile? Sono le previsioni teoriche a essere sbagliate o parte del litio è andato perso? «Il problema del litio è noto fra gli astrofisici, da quando i satelliti WMAP e Planck hanno fornito una misura precisa delle densità barionica dell’Universo. Da allora gli astronomi hanno disperatamente tentato di fornire una spiegazione, ma mai in maniera convincente», spiega Xiaoting Fu, studentessa della Scuola Internazionale Superiore di studi Avanzati, SISSA di Trieste, e prima autrice della. «Finora però le previsioni fornite da questi modelli non sono riuscite a riprodurre con sufficiente fedeltà le osservazioni. Il modello che abbiamo realizzato qui alla SISSA invece mostra un accordo notevole». Fu, in collaborazione con Alessandro Bressan della SISSA, Paolo Molaro e Paola Marigo dell’Università di Padova, ha sviluppato un modello stellare che spiega l’evoluzione del litio, con grande coerenza rispetto alle osservazioni. «Oltre alla scarsa abbondanza di Litio 7 in queste stelle antiche, un altro aspetto problematico è che anche se le stelle possono essere molto diverse fra loro (in luminosità e temperatura) l’abbondanza di litio al loro interno è costante – in gergo gli scienziati parlano di spite plateau –, mentre invece ci aspetteremmo una certa variabilità» spiega Fu. «Grazie ai nostri calcoli siamo riusciti a dare una spiegazione plausibile, misurabile e possibilmente – speriamo in futuro – verificabile sperimentalmente». «Il litio è andato distrutto, in una fase molto precoce, poi altro ne è stato riassorbito dall’ambiente circostante, dal sistema della stella in formazione, per arrivare ai livelli che misuriamo oggi», spiega Molaro. Il modello proposto da Fu e colleghi è “ambientale”, perché tiene conto dell’ambiente in cui la stella è andata a formarsi. «Le stelle si sviluppano in un ambiente ricco di gas, il disco di accrescimento, che si addensano e vanno a formare il corpo celeste. Nelle stelle povere di metalli, formatesi poco dopo il Big Bang, il litio inizialmente entrato nella loro formazione è stato rapidamente ‘bruciato’, ma poi il sistema stellare ha continuato ad assorbirne dallo spazio circostante, fino a quando il materiale circostante è stato spazzato via dai fotoni nell’ultravioletto estremo provenienti dalle stelle. A quel punto le stelle stavano per raggiungere il loro stato stabile (sequenza principale). A quel punto l’abbondanza del litio è rimasta pressoché quella che registriamo oggi con gli strumenti».
redazione mDIA iNAF

CR7, la galassia distante più brillante

Usando il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, un gruppo di astronomi guidati da David Sobral, dell’Institute of Astrophysics and Space Sciences, della Faculty of Sciences dell’Università di Lisbona in Portogallo, e del Leiden Observatory nei Paesi Bassi, ha scoperto la galassia più brillante mai trovata nell’Universo primevo trovando anche le prove della presenza di stelle di prima generazione. Questi oggetti massicci e brillanti, finora solo previsti dalle teorie, hanno prodotto i primi elementi pesanti della storia – gli elementi necessari per forgiare le stelle oggi intorno a noi, i pianeti e la vita come la conosciamo. La nuova galassia, chiamata CR7, è tre volte più brillante della più brillante galassia distante nota finora. Gli astronomi hanno teorizzato a lungo l’esistenza di una prima generazione di stelle – note come stelle di Popolazione III – nate dalla materia primordiale del Big Bang. Il nome Popolazione III è nato perché gli astronomi avevano già classificato le stelle della Via Lattea come Popolazione I (stelle come il Sole, ricche di elementi pesanti e distribuite nel disco) e Popolazione II (stelle più vecchie, con un contenuto inferiore di elementi pesanti e presenti nell’alone, nel rigonfiamento centrale e negli ammassi globulari). Tutti gli elementi chimici più pesanti – ossigeno, azoto, carbonio e ferro, essenziali per la vita – sono stati prodotti all’interno delle stelle. Ciò significa che le prime stelle devono essersi formate dagli unici elementi che già esistevano: idrogeno, elio e tracce di litio. Queste stelle di Popolazione III sarebbero state enormi – parecchie centinaia o migliaia di volte più massicce del Sole – ardenti e transitorie – dovendo esplodere come supernove dopo solo due milioni di anni. Ma finora la ricerca di una prova fisica della loro esistenza è stata inconcludente. È difficile trovare queste stelle perché dovrebbero avere una vita molto breve, ed essere state luminose in un momento in cui l’Universo era più opaco. Gli esperti hanno sbirciato nell’antico Universo, verso un periodo noto come re-ionizzazione, all’incirca 800 milioni di anni dopo il Big Bang. Invece di svolgere uno studio ristretto ma profondo, in una piccola area di cielo, hanno ampliato la visuale per produrre la survey di galassie distanti più estesa cha mai sia stata tentata. Il loro studio dilatato è stato realizzato grazie al VLT con la collaborazione dell’Osservatorio W.M. Keck e del telescopio Subaru così come del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA. L’equipe ha scoperto – e confermato – un numero di galassie molto giovani e sorprendentemente brillanti. Una di queste, indicata come CR7, era un oggetto eccezionalmente raro, la galassia di gran lunga più brillante mai osservata in questa fase del’Universo. Con la scoperta di CR7 e altre galassie brillanti, lo studio poteva considerarsi già un successo, ma ulteriori indagini hanno fornito altre notizie stimolanti. Il soprannome CR7 viene de COSMOS Redshift 7, una misura della sua posizione in termini di tempo cosmico. Maggiore il redshift, più lontana la galassia e più indietro lo vediamo nella storia dell’Universo. A1689-zD1, una delle galassie più vecchie mai osservata, ha un redshift di 7,5. CR7 si trova nel campo COSMOS, una piccola zona di cielo nella costellazione del Sestante studiata molto intensamente. Il soprannome è stato ispirato anche dal grande calciatore portoghese, Cristiano Ronaldo, noto anche come CR7. La galassia è tre volte più brillante del precedente record, Himiko, che si pensava fosse un unico nel suo genere in questa epoca così remota. Le galassie con polvere, in fasi successive della storia dell’Unvierso, possono irradiare più energia totale rispetto a CR7, sotto forma di radiazione infrarossa da polvere calda. L’energia di CR7 è soprattutto nella luce visibile e ultravioletta. Gli strumenti X-shooter e SINFONI sul VLT hanno trovato in CR7 una forte emissione dell’elio ionizzato ma – sorprendentemente – nessun segno di elementi più pesanti in una zona brillante della galassia. Ciò significa che l’equipe ha scoperto la prima evidenza significativa della presenza di gruppi di stelle di Popolazione III che hanno ionizzato il gas all’interno di una galassia nell’Universo primevo. L’equipe ha considerato due teorie alternative: che la sorgente di luce fosse un AGN o una stella Wolf-Rayet. La mancanza di elementi pesanti, e altre evidenze confutano queste teorie. L’equipe ha considerato anche che la sorgente potrebbe essere un buco nero prodotto per collasso diretto, oggetti esotici e comunque puramente teorici. La mancanza di una riga di emissione larga e il fatto che le luminosità dell’elio e dell’idrogeno fossero molto maggiori di quanto era stato previsto per un buco nero indicano che anche questa ipotesi è improbabile. La mancanza di emissione X sarebbe una prova ulteriore contro questa ipotesi, ma servono ulteriori osservazioni. «La scoperta ha messo in crisi fin dall’inizio le nostre aspettative», ha detto Sobral, «poiché non ci aspettavamo di trovare una galassia così brillante. Successivamente, scoprendo un pezzo per volta la natura di CR7, abbiamo capito che non solo avevamo trovato la galassia distante più luminosa, ma abbiamo anche iniziato a capire che aveva tutte le caratteristiche previste per le stelle di Popolazione III. Queste stelle sono proprio quelle che hanno formato i primi elementi pesanti che alla fine hanno permesso a noi di essere qui. Non poteva essere più entusiasmante di così». All’interno di CR7 sono stati trovati ammassi di stelle più blu e un po’ più rossi, a indicare che la formazione di stelle di Popolazione III è avvenuta a ondate, come previsto. Ciò che l’equipe ha osservato direttamente è stata l’ultima ondata di stelle di Popolazione III, come a dire che queste stelle dovrebbero essere più facili da trovare di quanto si pensasse: si trovano tra le stelle normali, nelle galassie più brillanti, non solo nelle prime galassie più piccole e più deboli, tanto fioche da essere veramente difficili da studiare. Jorryt Matthee, secondo autore dell’articolo, ha concluso: «Mi sono sempre chiesto da dove veniamo. Fin da bambino volevo sapere da dove venivano gli elementi: il calcio nelle mie ossa, il carbonio nei miei muscoli e il ferro nel mio sangue. Ho scoperto che questi si sono formati all’inizio dell’Universo, dalla prima generazione di stelle. Con questa scoperta, stiamo davvero iniziando a vedere questi oggetti per la prima volta». Ulteriori osservazioni con il VLT, con ALMA e con il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA sono previste per confermare che sono state osservate veramente stelle di Popolazione III e per cercare di identificarne ulteriori esempi.
di Eleonora Ferroni (INAF)

Le stelle in formazione nell’universo distante

Osservata una lontanissima fabbrica di stelle: si trova a circa 12 miliardi di anni luce dalla Terra e potrebbe essere nata dallo scontro titanico fra due galassie. Le immagini arrivano dalle Ande cilene grazie al telescopio Alma, (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), al quale l’Italia partecipa attraverso l’Osservatorio Europeo Meridionale (Eso) e con la Thales Alenia Space, che ha realizzato parti delle antenne. Almeno sette diversi gruppi di scienziati hanno analizzato in modo indipendente i dati di SDP.81 presi da ALMA. Questa raffica di articoli scientifici ha disseminato informazioni senza precedenti sulla galassia, rivelandone dettagli sulla struttura, il contenuto, il moto e altre caratteristiche fisiche. L’Italia è in primo piano anche con gli autori della scoperta, tra i quali Mattia Negrello, dell’Osservatorio Astronomico di Padova, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). Negrello, oltre ad aver analizzato le immagini di Alma, nel 2010 ha scoperto con il telescopio spaziale europeo Herschel la galassia in cui ora è stata osservata la culla di stelle. Chiamata SDP.81, la galassia è stata scoperta grazie a un fenomeno naturale che funziona come una vera e propria lente di ingrandimento cosmica e che si verifica quando una galassia molto grande devia la luce di un’oggetto posto alle sue spalle ingrandendolo, un esempio quasi perfetto di un fenomeno chiamato “anello di Einstein“. «Con Herschel vedevamo la galassia a una risoluzione troppo bassa, che non ci permetteva di distinguere la sua struttura e i suoi contenuti» ha detto Mattia Negrello all’ANSA. Alma ha permesso di osservare la galassia a una risoluzione senza precedenti per un oggetto così lontano, nato ai primordi dell’universo, dopo 1,7 miliardi di anni dal Big Bang. I ricercatori hanno così osservato una zona centrale e più compatta della galassia, dove si formano continuamente nuove stelle: in essa nasce una stella simile al sole ogni 5-6 ore, in confronto nella Via Lattea ne nasce una ogni anno. «Questa regione, spiega il ricercatore INAF, si estende per circa 6.500 anni luce, alla sua destra vi sono le stelle già nate mentre in alto e in basso le stelle più vecchie». Secondo Negrello, la distribuzione di queste stelle potrebbe essere la ‘spia’ di uno scontro cosmico: «le stelle più anziane potrebbero essere ciò che resta di due galassie che si sono scontrate e l’impatto potrebbe aver innescato la formazione di nuove stelle».
di Monica Nardone (INAF)

Super brillamenti extrasolari

Cercava pianeti e, oltre a trovarne tantissimi, ha anche individuato gigantesche macchie e potenti brillamenti su altre stelle simili al Sole. Alcune delle diminuzioni di luce degli astri monitorati dalla missione Kepler della NASA si sono infatti rivelate essere dovute non solo al transito di pianeti ma alla presenza di enormi macchie, mentre altri repentini aumenti di luminosità sono stati causati da super brillamenti, potentissime esplosioni sulla superficie stellare, esattamente come avviene, con intensità minori, sul Sole. Uno studio accurato di questi fenomeni extrasolari è stato condotto da un team tutto giapponese – telescopio compreso – che ha confermato che le stelle simili al Sole dotate di grandi macchie stellari possono produrre violentissimi brillamenti (super brillamenti, in inglese, superflare). Astronomi delle università di Kyoto, di Hyogo e di Nagoya e dell’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) hanno messo in campo l’High Dispersion Spectrograph (HDS) installato al telescopio Subaru sulle isole Hawaii per studiare le proprietà della luce emessa da stelle di tipo solare, che emettono super brillamenti in cui vengono rilasciate energie dalle dieci alle diecimila volte maggiori di quelle tipicamente liberate nelle eruzioni della nostra stella. Dall’analisi dei dati raccolti su cinquanta stelle, selezionate in base alle osservazioni del telescopio Kepler, risulta che quelle con super brillamenti mostrano cambiamenti alquanto regolari nella loro luminosità, con periodi compresi tra un giorno e poche decine di giorni. Questo andamento può essere spiegato con la rotazione della stella e delle sue macchie. Una ipotesi confermata dai dati spettroscopici raccolti da HDS, che permettono di stimare il periodo di rotazione delle stelle dall’allargamento delle righe di assorbimento, e che hanno fornito valori che sono risultati assolutamente coerenti con  i periodi di variazione delle luminosità osservate. In più, le stelle che presentano picchi di luminosità più elevata sono quelle che possiederebbero macchie assai estese, molto maggiori di quelle solari. I ricercatori continueranno ad utilizzare il telescopio Subaru per altre osservazioni di questo tipo, a cui affiancheranno presto il telescopio dell’università di Okayama da 3,8 metri di diametro, che è in costruzione. L’obiettivo è quello di investigare in modo più dettagliato e i cambiamenti a lungo termine nell’attività delle stelle a super-brillamenti.
di Marco Galliani (INAF)

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