L’età degli ammassi stellari – parte 1

Mega ciao!
Abbiamo analizzato il diagramma H-R e la formazione delle stelle. Abbiamo detto che da una singola nube molecolare si formano più stelle che avranno tutte la stessa età e la stessa composizione chimica. Questo è dimostrato dalla presenza di ammassi aperti nei bracci della Via Lattea. Questi oggetti sono gruppi di stelle, con un numero compreso tra 5 e 1000, molto giovani, che quindi si trovano ancora nei pressi della regione in cui si sono formate. Invece gli ammassi globulari sono gruppi di centinaia di migliaia di stelle, raggruppate insieme come se fossero una palla di stelle, che si trovano nell’alone galattico e si muovono lungo orbite ellittiche attorno al nucleo della Via Lattea. La cosa interessante è che si può calcolare l’età di questi ammassi, individuando il punto di turn off, cioè il punto in cui le stelle escono dalla sequenza principale dopo aver esaurito l’idrogeno. Per fare ciò si utilizza la fotometria, cioè l’analisi della luce delle stelle dell’ammasso che viene utilizzata per creare un catalogo di stelle con cui costruire il diagramma H-R. Il diagramma ottenuto viene interpolato con le isocrone, cioè il modello teorico che meglio rappresenta la sequenza ottenuta sperimentalmente. Questo metodo è però affetto da grandi errori dovuti alle incertezze sulla distanza, sulla composizione chimica e sul reddening, cioè l’arrossamento dovuto all’assorbimento della luce da parte della polvere interstellare. Ci sono altri metodi per la determinazione dell’età di un ammasso. Li scopriremo nei prossimi post.
Restate con noi!
A presto!

Sara

M13, ammasso globulare situato a 25000 anni luce di distanza (Image credits: APOD)
Diagramma H-R dei più famosi ammassi aperti

1000 mi piace!

Mega ciao!
Ieri siamo arrivati a quota 1000 mi piace sulla pagina. Grazie a tutti! Continuate a seguirci e a commentare i nostri post astronomici!
Vi ricordo che sabato 24 agosto dalle ore 21:00 ci sarà l’ultima osservazione pubblica della stagione in osservatorio. Per informazioni chiamatemi entro le ore 18:00 di sabato al numero 3290689207. Vi aspettiamo numerosi!
A presto!

Sara

SOLUZIONE ASTROQUIZ 19: come nascono le stelle?

Mega ciao!
SOLUZIONE ASTROQUIZ 19
Vi avevo chiesto dove si formano le stelle. La risposta corretta è: nelle nubi molecolari. So che l’altra opzione, le nebulose planetarie, potrebbe sembrare la più logica, visto il nome. Ma le nebulose planetarie sono quello che rimane dalla morte di una stella come il Sole. Alla fine della sua vita, una volta bruciato tutto il carburante, una stella di tipo solare espelle gli strati esterni del suo inviluppo, che vanno a formare una nebulosa planetaria, mentre il nucleo si contrae su sè stesso e diventa una nana bianca. Alcuni esempi di nebulose planetarie sono M57 (nebulosa ad anello, situata nella costellazione della Lyra) e M27 (nebulosa Dumbell, chiamata affettuosamente “Campanasso di vacca”, situata nella costellazione della Volpetta). Le stelle invece si formano nelle nubi molecolari, delle nuvolette di polvere e gas che si trovano nello spazio interstellare. Questi oggetti sono molto grandi, con dimensioni che possono arrivare ai 100 anni luce, e molto freddi, con temperature variabili tra -263,15°C e -173,15°C. Questi oggetti di solito si trovano in uno stato di equilibrio idrostatico, in cui la forza di gravità è bilanciata dalla pressione delle particelle. Le stelle si formano a seguito di eventi catastrofici che sconvolgono la nebulosa, come lo scontro con un’altra nube o il passaggio di un’onda d’urto generata dall’esplosione di una supernova vicina. A causa di questi eventi aumenta la pressione in una certa regione della nube, quindi si rompe la situazione di equilibrio e comincia il collasso gravitazionale, in cui le particelle vengono spinte sempre più vicine. Dato che è cominciato il collasso in una regione della nebulosa, si spezza l’equilibrio anche nel resto della nube. Quindi diversi pezzi di nebulosa cominciano a collassare in modo indipendente l’uno dall’altro, in un processo detto di frammentazione. Questo ci dice che da una sola nube molecolare si possono formare più stelle, che avranno quindi la stessa età e la stessa composizione chimica. La frammentazione della nube continua finchè il frammento più piccolo non ha una massa inferiore a 0,1 masse solari. Tornando al primo pezzo di nube in collasso, la densità cresce finchè questo frammento non diventa opaco alla radiazione infrarossa. Questo significa che tutto il calore e l’energia prodotti non riescono ad uscire e vanno quindi ad aumentare la temperatura e la pressione, fino a che non si ristabilisce una sorta di equilibrio. Il collasso si ferma e diventa una contrazione quasi statica. Possiamo dire che si è formata una protostella, che sarà circondata da un disco di gas e polvere composto dal materiale che non è collassato. Questo disco si chiama disco protoplanetario. La protostella si mangerà parte del materiale di questo disco, andando ad accrescere la massa. L’equilibrio sarà di nuovo rotto e comincerà una nuova fase in cui si alterneranno periodi di collasso a periodi di equilibrio. Questa fase continuerà finchè il nucleo della protostella non raggiungerà temperature abbastanza elevate da innescare i processi di fusione nucleare dell’idrogeno, che finalmente accendono la stella! Alcuni esempi di nubi molecolari sono M16 (Eagle Nebula, situata nella costellazione del Serpente) e M42 (la grande nebulosa di Orione).
A presto!

Sara

M57 (Image credits: NASA)
M42 (Image credits: NASA)
M16 (Image credits: NASA)

Il diagramma H-R

Mega ciao!
Abbiamo visto come sarà l’evoluzione del nostro Sole. Adesso andiamo a vedere com’è fatto il diagramma di Hertzsprung-Russell. Questo diagramma ci mostra come evolvono stelle di diversa massa. Sull’asse delle ascisse (asse x) abbiamo la temperatura, che decresce andando verso destra, mentre sull’asse delle ordinate (asse y) abbiamo la luminosità, che cresce andando verso l’alto. Le stelle vengono divise in diverse classi spettrali in base alla loro temperatura (O, B, A, F, G, K e M). Esiste una frase molto carina che permette di ricordare le diverse classi, partendo dalla più calda: Oh Be A Fine Girl, Kiss Me! Qui le lettere maiuscole denotano le diverse classi. Le stelle di tipo O sono le più calde e possono raggiungere temperature superficiali maggiori di 30000 K (dove la K indica i gradi Kelvin), mentre le stelle di tipo M sono le più fredde con temperature superficiali di appena 2300-3000 K. Le temperature ci danno un’indicazione sul colore delle stelle: quelle più calde saranno blu, mentre le più fredde saranno rosse. Le stelle intermedie tra questi due estremi saranno azzurre, bianche, gialle e arancioni. Nel diagramma si nota subito una linea diagonale, che parte in basso a destra e arriva in alto a sinistra. Questa linea rappresenta la sequenza principale, cioè la fase della vita di una stella in cui gli atomi di idrogeno vengono fusi tra loro attraverso reazioni nucleari per formare atomi di elio. La fase principale ha una durata che dipende dalla massa della stella: per stelle di 0,1 masse solari (classe spettrale M) dura più di 1000 miliardi di anni, per il Sole (classe spettrale G) 10 miliardi di anni, mentre per stelle di 60 masse solari (tipo O) dura appena 3,6 milioni di anni. Questo perchè le stelle più massicce necessitano di più energia per mantenere la condizione di equilibrio idrostatico, cioè in cui forza di gravità (che tende a far convergere la materia verso il centro) è bilanciata dalla pressione idrostatica delle particelle (che spinge verso l’esterno), dunque bruciano più velocemente il loro carburante. Una volta terminata la sequenza principale, le stelle si spostano verso destra nel diagramma H-R. Se la stella è di classe spettrale O, B o A evolve diventando una supergigante, mentre le stelle delle altre classi spettrali diventano giganti. Finito tutto il “carburante” le stelle come il Sole si spostano nella regione in basso a sinistra del diagramma, diventando delle nane bianche. Queste sono stelle morte, che non sono più sostenute dai processi di fusione nucleare, quindi piano piano si raffredderanno e diventeranno invisibili. L’evoluzione di stelle più massicce invece porta alla formazione di una stella di neutroni o di un buco nero.
A presto!

Sara

L’evoluzione del Sole

Mega ciao!
Il Sole è una stella nana gialla, con una temperatura superficiale di circa 5300°C. Le temperature nel nucleo però sono estremamente più elevate, infatti devono supportare le reazioni nucleari che, nella fase principale, fondono 4 atomi di idrogeno in un atomo di elio. La temperatura nel nucleo del Sole supera i 15 milioni di gradi centigradi. La nostra stella ha circa 4 miliardi e 700 milioni di anni e si trova ancora nella sequenza principale (la riga diagonale che parte in basso a destra e procede verso sinistra nel diagramma H-R qui sotto). Tra circa 5 miliardi di anni, finito di bruciare tutto l’idrogeno, si espanderà in una stella molto più grande: una gigante rossa, che arriverà ad inglobare l’orbita di Marte. A questo punto brucerà l’elio tramite reazioni nucleari, in particolare tramite la triple alfa reaction (reazione a tre alfa), in cui tre atomi di elio-4 vengono fusi tra loro per formare un atomo di carbonio-12. Terminato anche l’elio però non riuscirà a raggiungere temperature abbastanza elevate da innescare in bruciamento del carbonio. Espellerà quindi gli strati più esterni dell’inviluppo, che andranno a formare una nebulosa planetaria, mentre il nucleo comincerà a contrarsi su sè stesso, fino a diventare una nana bianca.
A presto!

Sara

Il transito della ISS sul disco solare (Image credits: APOD)
Il diagramma H-R

Ferragosto astronomico

Mega ciao!
Grazie a tutti i temerari che oggi, sfidando le nuvole del Novegno, sono venuti in osservatorio all’osservazione del Sole. Nonostante la nostra stella continuasse a giocare a nascondino avete partecipato in tanti 🙂 Complimenti per le bellissime domande! Mi avete mandato il cervello a mille con domande tra buchi neri, evoluzione stellare, curvatura dello spazio-tempo, dimensioni dell’universo e metodi per raccogliere dati. Grazie! E’ sempre un piacere parlare di questi argomenti con voi 🙂
Vi aspettiamo il 24 agosto dalle ore 21:00 in osservatorio per l’ultima osservazione notturna della stagione.
A presto!

Sara

Il Sole

Mega ciao!
Il Sole è stato osservato per la prima volta al telescopio da Galileo Galilei. L’astronomo ha scoperto che la superficie del Sole non era omogenea, come prevedevano le teorie aristoteliche, ma aveva delle macchie scure. Queste sono le macchie solari, regioni della superficie del Sole con una temperatura un po’ più bassa rispetto al resto. Quindi se la superficie è a 5777 K (cioè circa 5503°C), le macchie si trovano a circa 4500 K (cioè circa 4220°C). Galileo utilizzò le macchie solari per determinare il periodo di rotazione del Sole attorno al suo asse, che stimò essere di circa 25 giorni. Con telescopi e filtri più avanzati è possibile osservare altre caratteristiche della nostra stella, come la granulosità e le protuberanze. La superficie solare non ha un colore omogeneo ma sembra essere fatta di tanti granellini di sabbia (da qui il termine granulosità). Questa caratteristica è dovuta al trasporto di calore tramite moti convettivi all’interno del Sole. Le protuberanze sono getti di materia che partono dal Sole e vengono sparati nello spazio. A volte appaiono come dei lunghi fili, altre come dei getti che partono da un punto della superficie e ricadono in un atro formando un arco.
Domani, durante l’osservazione pubblica del Sole dalle 10:30 alle 13:00 e dalle 14:00 alle 17:30 in osservatorio, potrete ammirare la nostra stella con due strumenti diversi, che permettono di evidenziare caratteristiche differenti. Per informazioni chiamatemi entro stasera al numero 3290689207.
Vi aspettiamo numerosi!
A presto!

Sara

SOLUZIONE ASTROQUIZ 18

Mega ciao!
Devo dirvelo, questa volta siete stati proprio bravi! Avete risposto tutti correttamente al mega gioco di ieri.
SOLUZIONE ASTROQUIZ 18
Vi avevo chiesto se astronomia e astronautica hanno dei risvolti nella vita di tutti i giorni. La risposta corretta è: SI.
So che ad alcuni può sembrare una domanda banale, ma vi posso assicurare che c’è chi viene alle osservazioni pubbliche e mi chiede a cosa mi serve questa roba nella vita reale #prendofuoco. Allora direi di partire a descrivere un po’ di cose inventate per l’astronomia e l’astronautica che usiamo tutti i giorni.
I PANNELLI SOLARI sono stati perfezionati per fornire energia elettrica alle sonde, ai satelliti e alle navicelle spaziali.
Il VELCRO è stato inventanto per le prime missioni umane nello spazio, tra cui le missioni Apollo, in modo che gli astronauti non perdessero manuali di istruzioni e altri oggetti utili in giro per la navicella, cosa che avrebbe causato uno spreco di tempo enorme.
Le COPERTE SPAZIALI sono coperte termiche utilizzate dai soccorritori, nei vestiti, nei rivestimenti degli edifici e nelle risonanze magnetiche.
Le FOTOCAMERE DEI CELLULARI provengono dalla ricerca astronomica. Nel 1969 sono stati inventati i primi CCD (Charge-Coupled Device) che sono stati perfezionati per ottenere immagini astronomiche con risoluzione sempre più alta. La tecnologia utilizzata è stata successivamente adattata ai vostri cellulari.
Per non parlare dello sviluppo di software per i vostri COMPUTER. L’IBM è stato utilizzato per mandare il primo americano in orbita attorno alla Terra in un volo di 4 ore e 55 minuti. John Glenn è partito a bordo dell’astronave Mercury-Atlas 6 il 20 febbraio 1962, dopo che un team di donne altamente qualificate aveva programmato l’IBM per ogni fase della missione. Da allora notevoli passi avanti nello sviluppo dei software vengono fatti ogni giorno in astronomia e in astronautica, software che usate anche voi!
Le COLTURE IDROPONICHE, ovvero coltivazioni che non necessitano di terra, sono state sviluppate per le missioni spaziali. Le piante vengono fatte crescere su un sottilissimo strato di sostanze nutritive. Queste possono essere coltivate per fornire cibo agli astronauti per missioni a lungo termine, ma anche sulla Terra evitando di sovraccaricare i campi.
Ci sarebbero ancora tantissimi altri esempi di come l’astronomia e l’esplorazione spaziale abbiano risvolti nella vita di tutti i giorni, ma mi fermo qui.
A presto!

Sara

Prossimo appuntamento

Mega ciao!Grazie a tutti quelli che hanno partecipato all’osservazione del Sole oggi. Purtroppo il meteo non è stato dei migliori: stamattina le nuvole continuavano a girare, ma siamo riuisciti lo stesso ad osservare un po’ di protuberanze, e oggi pomeriggio c’era talmente tanta nebbia che sembrava di essere a Silent Hill. Però non ci arrendiamo! Ci riproviamo il 15 agosto, sempre in osservatorio, dalle 10:30 alle 13:00 e dalle 14:00 alle 17:30. Per informazioni chiamatemi al numero 3290689207 entro la sera del 14 agosto.

Vi aspettiamo numerosi!

A presto!
Sara

WASP-121b: un esopianeta bizzarro

Mega ciao!
E’ stato scoperto un esopianeta alquanto bizzarro: WASP-121b. Questo pianeta orbita in appena 1,27 giorni terrestri attorno ad una stella a circa 900 anni luce di distanza da noi nella costellazione della Poppa. WASP-121b è un gioviano caldo, poco più grande del nostro Giove, e ha una temperatura atmosferica di circa 2537°C. E’ stato il primo esopianeta in cui è stata scoperta l’acqua in atmosfera. Ma la cosa più interessante è che ha la forma di un pallone da football. Questo perchè sta perdendo gli elementi pesanti che compongono la sua atmosfera, in particolare magnesio e ferro, a causa della forza di gravità della stella. Il pianeta sta perdendo la sua atmosfera in quanto ha una forza di gravità relativamente bassa e si trova particolarmente vicino alla sua stella: la sua orbita ha un semiasse maggiore di appena 0,025 unità astronomiche (per capire cosa significa basta pensare che il semiasse maggiore dell’orbita di Mercurio, il pianeta più vicino al Sole, è di circa 0,387 unità astronomiche). La fuga del magnesio e del ferro contribuisce al picco di temperatura del pianeta, in quanto rendono l’atmsfera opaca alla luce ultravioletta, contribuendo ad aumentare il calore. Lo studio approfondito di questo pianeta può spiegare il processo con cui i pianeti perdono la loro atmosfera primordiale, cosa che è successa anche alla nostra Terra.
Vi ricordo che domani ci sarà osservazione pubblica del Sole presso il nostro osservatorio. Per informazioni chiamatemi entro stasera al numero 3290689207.
Vi aspettiamo numerosi!

Sara

Rappresentazione artistica di WASP-121b (Image credits: NASA)