Scusate l’assenza ma dopo un semestre di fuoco e una sessione impegnativa mi sono presa qualche giorno di assoluto relax. Qualche post fa vi avevo chiesto se c’era qualche argomento che volevate approfondire, quindi ora comincio a rispondere alle vostre domande. Ad ogni domanda riserverò più di un post, perchè avete scelto argomenti belli impegnativi. Siete pronti? Partiamo dalle pulsar!
Le pulsar sono stelle di neutroni rapidamente rotanti che si formano dalla morte di stelle dalle 8 alle 25/30 masse solari. Queste stelle massicce riescono ad innescare, nel loro nucleo, il bruciamento di tutti gli elementi successivi al carbonio fino ad arrivare ad un nucleo di ferro-nichel. Perchè non vengono bruciati anche questi due elementi?
Tutte le reazioni nucleari che fondono elementi relativamente leggeri in elementi più pesanti sono esotermiche, cioè liberano calore. Il bruciamento di ferro e nichel è una reazione endotermica, cioè ha bisogno di calore per poter avvenire. Le reazioni endotermiche non sono permesse in natura, quindi all’interno di una stella il bruciamento nucleare si ferma una volta formato il nucleo di ferro e nichel. A questo punto cosa succede?
L’energia delle reazioni nucleari era necessaria per permettere alla stella di sostenere il suo stesso peso. Tolta l’energia la stella, che a questo punto potete immaginare come una grande cipolla in cui ogni guscio sferico è composto da elementi diversi, muore. In particolare, se la stella ha una massa tra le 8 e le 25/30 masse solari espellerà gli strati più esterni del suo inviluppo in modo esplosivo, in quella che viene chiamata un’esplosione in supernova. Il nucleo invece comincia a contrarsi, si rimpicciolisce sempre di più ma non collassa completamente. Alla fine forma una stella di neutroni o una pulsar, che è talmente densa che un cucchiaino della sua materia peserebbe un miliardo di tonnellate.
Per la serie “anche a luglio per noi astronomi è Natale”, arriva una notizia bomba da Ganimede, uno dei satelliti di Giove scoperti dal buon vecchio Galileo Galilei. Ganimede ha attirato spesso l’attenzione degli astronomi perchè è una luna ricorperta da uno strato di circa 160 km di ghiaccio e sotto tutto quel ghiaccio c’è un oceano d’acqua. Pensate che Ganimede, la luna più grande del Sistema Solare, contiene addirittura più acqua di quella presente negli oceani terrestri. La NASA ha appena annunciato che grazie al Telescopio Spaziale Hubble sono state scoperte tracce della presenza di vapore acqueo su Ganimede. Quindi ci sono geyser come su Europa ed Encelado?
Pare di no. Sembra che il vapore acqueo si origini dalla sublimazione, cioè il passaggio diretto da solido a gas, della superficie ghiacciata del satellite. Come hanno fatto questa scoperta?
Analizzando le immagini riprese dal Telescopio Spaziale Hubble nell’ultravioletto. Studi precedenti avevano evidenziato la presenza di strisce colorate di gas elettrificato, chiamate bande aurorali, che testimoniano la presenza di un debole campo magnetico. Analizzando la distribuzione dell’aurora si è scoperto che la temperatura varia molto nel corso del giorno e che, attorno a mezzogiorno, nella regione dell’equatore diventa abbastanza alta da far sublimare il ghiaccio. Le differenze notate nelle immagini UV sono direttamente correlate a dove ci aspettiamo di trovare acqua nell’atmosfera di Ganimede. Perchè è importante questa scoperta?
Il vapore acqueo in atmosfera, la crosta ghiacciata spessa decine di chilometri e l’oceano d’acqua sotto di essa rendono Ganimede il laboratorio ideale per lo studio dell’evoluzione e della potenziale abitabilità dei mondi ghiacciati. Che ci sia vita su questa luna?
Forse questa domanda troverà una risposta con la missione JUICE dell’Agenzia Spaziale Europea, che sarà lanciata nel 2022 e arriverà su Giove nel 2029. L’obiettivo della missione è di esplorare Giove e tre delle sue lune più grandi, tra cui proprio Ganimede. Tra qualche anno ne vedremo delle belle!
Vi avviso che domani sera non ci sarà nessuna eclissi di Luna. La bufala dell’eclissi più lunga dei prossimi 100 anni ricompare ciclicamente. Il problema è che non si capisce se venga pubblicata per prendere qualche click in più oppure se chi pubblica queste notizie non sia nemmeno in grado di consultare Wikipedia. Il 27 luglio una spettacolare eclissi di Luna c’è stata ma…nel 2018! Come fare a capire se c’è un’eclissi di Luna? Avete due possibilità:
1- andate su Wikipedia, dove trovate le date delle eclissi di Luna fino al 2030;
2- prendete il calendario lunare. Se nel giorno in questione non c’è la Luna piena allora sapete già che non ci sarà nessuna eclissi.
Quando si verificano le eclissi di Luna?
Ci sono diverse condizioni che devono verificarsi. Come prima cosa la Luna deve essere piena. In secondo luogo, la Terra deve trovarsi tra la Luna e il Sole. La terza condizione è che la Luna deve trovarsi in uno dei due nodi, cioè in uno dei due punti di intersezione tra la sua orbita e quella terrestre. Infatti, l’orbita lunare è inclinata di poco più di 5° rispetto al piano dell’eclittica. Per questo motivo non ci può essere un’eclissi di Luna (o di Sole) ogni volta che c’è la Luna piena (o nuova). Ma quando sarà la prossima eclissi?
Ce n’è una a novembre, ma non sarà visibile dall’Italia. La prossima osservabile da nostro paese sarà il 16 maggio 2022, comincerà alle 1:38, raggiungerà la totalità alle 4:11 e finirà alle 6:23.
Grandi notizie! La NASA ha annunciato che nel 2024 la sonda Europa Clipper sarà sparata nello spazio dai Falcon Heavy di SpaceX. Questa missione è particolarmente importante perchè ci riporterà su Europa, uno dei quattro satelliti di Giove scoperti dal buon vecchio Galileo Galilei. La sonda compirà 40-50 flyby, cioè passaggi ravvicinati, di Europa che permetteranno di mappare completamente questo satellite. Ma cosa c’è di speciale su questa piccola luna?
Europa è composta da una crosta di ghiaccio spessa più di 20 km. Con il passaggio delle sonde Voyager si è scoperto che la superficie è caratterizzata da numerosissime spaccature nel ghiacchio. I blocchi sono stati visti slittare l’uno rispetto all’altro e dalle analisi è stato scoperto che lì sotto c’è un oceano d’acqua. Come se questo non fosse abbastanza interessante, grazie alle immagini riprese dal Telescopio Spaziale Hubble è stato visto un getto di materiale sparato nello spazio da una di queste spaccature. Quindi sembra proprio che nell’oceano di Europa o in delle cavità nella crosta di ghiaccio siano presenti delle sorgenti idrotermali. La cosa forte è che queste sorgenti sono presenti anche negli oceani terrestri e sono caratterizzate dalla presenza di una bella varietà di forme di vita: dalle colonie di batteri a gamberetti, molluschi e pesciolini. Che ci sia il sushi gratis su Europa?
Chi lo sa! Europa Clipper potrebbe aiutarci a rispondere a questa domanda. I prossimi anni saranno quindi particolarmente entusiasmanti dal punto di vista dell’esplorazione spaziale!
A presto!
Sara
Rappresentazione di Europa Clipper (Image credits: NASA)
Purtroppo quest’estate a causa delle norme covid il nostro osservatorio resterà chiuso. Però non mi fermo! Continuerò ad aggiornarvi sulle novità in campo astronomico qui e sulla nostra pagina Facebook. Avete visto che in astronomia le informazioni sono talmente tante che non basterebbe una vita intera per affrontarle tutte. Di sicuro ci sono degli argomenti che vi interessano di più e altri che fareste volentieri a meno di affrontare. Quindi HO BISOGNO DEL VOSTRO AIUTO!
Di cosa volete che parli nei prossimi post? Scrivete nei commenti le vostre preferenze e cercherò di accontentarvi
Tempo fa vi ho parlato della ricerca di pianeti extrasolari, cioè di pianeti che orbitano attorno a stelle diverse dal Sole. Questo campo è talmente interessante che gli sono state dedicate addirittura delle missioni spaziali come Kepler e TESS. Al momento sono stati confermati 4438 pianeti e ce ne sono altri 4349 in attesa di conferma. A questo punto però sorge una domanda: questi pianeti extrasolari hanno anche delle lune?
Proprio ieri è stata annunciata una scoperta eccezionale: con ALMA (Atacama Millimiter/submillimiter Array) è stato osservato per la prima volta un disco di materiale da cui si sta formando una luna attorno ad un esopianeta. Nella prima immagine qui sotto vedete un disco molto luminoso che circonda la stella PDS 70, situata nella costellazione del Centauro a circa 400 anni luce da noi. Inoltre, a destra della stella, molto vicino al disco protoplanetario, si vede un bel pallino luminoso: è il pianeta PDS 70c, uno dei due giganti gassosi ancora in fase di formazione. Il secondo pianeta non risulta visibile nell’immagine. Nella seconda foto invece si vede un ingrandimento della regione attorno al pianeta. Notate che è circondato da del materiale? Quello è il suo disco circumplanetario. Bellissimo! Pensate che, anche se sembra piccolo, il suo diametro è circa uguale alla distanza Terra-Sole, cioè circa 150 milioni di chilometri. Questo disco contiete talmente tanto materiale che potrerbbe formare ben tre lune.
Lo studio di questo sistema è estremamente importante perchè può darci informazioni fondamentali per capire i processi di formazione dei sistemi planetari.
A presto!
Sara
Il sistema planetario PDS 70 (Image credits: ALMA)PDS 70c e il suo disco circumplanetario (Image credits: ALMA)
A richiesta oggi parliamo di uno degli oggetti del catalogo Messier visibili anche ad occhio nudo: M45, che molti di voi conoscono come le “Sette Sorelle” o le Pleiadi. Già osservate al telescopio da Galileo Galilei, le Pleiadi sono un ammasso stellare aperto, situato nella costellazione del Toro a circa 445 anni luce di distanza da noi. Ma cosa sono gli ammassi aperti?
Sono insiemi di stelle molto giovani legate gravitazionalmente l’una all’altra. Si trovano principalmente lungo il piano galattico e, in particolare, sono concentrati verso l’anticentro della nostra galassia. Perchè si trovano proprio sul piano galattico?
La risposta è molto semplice: sul piano della Via Lattea troviamo i bracci a spirale, dove c’è la maggior concentrazione di polvere e gas interstellare. Proprio da queste nuvolette si formano le nuove stelle. Le stelle giovani non hanno ancora avuto il tempo di abbandonare la loro “culla”, quindi si trovano ancora lungo i bracci a spirale. Ma le Pleiadi sono giovani?
Assolutamente si! Pensate che hanno un’età stimata compresa tra i 110 e i 160 milioni di anni, quindi sono giovanissime! A testimonianza di questo fatto, se guardate bene la foto qui sotto vi accorgerete che sono ancora parzialmente immerse nella nube da cui si sono formate. La luce di queste stelle giovani illumina la polvere e il gas, producendo quindi una nebulosa a riflessione. Quante stelle ci sono in questo ammasso?
Conoscete tutti le sue stelle principali, che prendono il nome di “Sette Sorelle”, ma l’ammasso ne contiene molte di più: supera le mille stelle! Che altro possiamo dire sulle Pleiadi?
Possiamo analizzare il diagramma HR dell’ammasso (il grafico che vedete qui sotto). L’asse delle ordinate rappresenta la luminosità che aumenta andando verso l’alto, mentre l’asse delle ascisse rappresenta la temperatura che cresce andando verso sinistra. La striscia di puntini diagonale, che va da in basso a destra a in alto a sinistra, rappresenta le stelle che si trovano nella fase principale della loro vita, cioè quel periodo in cui bruciano idrogeno tramite reazioni nucleari e lo trasformano in elio. Alcune delle stelle più fredde, in basso a destra, devono ancora raggiungere questa sequenza. Si dice quindi che sono nella fase di pre-sequenza principale, in cui non hanno ancora iniziato le reazioni nucleari nel nucleo, ma l’energia è fornita dalla contrazione. Notate inoltre che mancano le stelle più calde e luminose (quelle di classe spettrale O, che dovrebbero trovarsi in alto a sinistra). Questo significa che hanno già lasciato la sequenza principale, quindi hanno esaurito tutto l’idrogeno nel loro nucleo e hanno iniziato ad evolvere verso destra, cioè verso temperature più basse. Vedete che in alto la linea diagonale comincia a curvare verso destra? Questa caratteristica rappresenta proprio le stelle che lasciano la sequenza principale. Il punto esatto in cui succede si chiama turnoff e la sua individuazione permette di calcolare l’età dell’ammasso. Come si individua in punto preciso del turnoff? Eh…questo è un bel problema ed è la causa principale di incertezza nella determinazione dell’età di un ammasso. Ci tengo comunque a sottolineare che il diagramma HR di un ammasso stellare è importantissimo. Infatti, tutte le stelle di un ammasso si trovano alla stessa distanza da noi e hanno la stessa età. Quindi potete considerare il diagramma HR come una foto istantanea dell’ammasso, in cui vedete stelle che si trovano in fasi diverse della loro evoluzione ma hanno la stessa età.
A presto!
Sara
Mappa con la posizione di M45 (Image credits: NASA)
Grandi notizie da Tess! Il telescopio spaziale, lanciato nel 2018, che ha la missione di cercare pianeti extrasolari con il metodo dei transiti ha confermato la scoperta di altri due pianeti! Ad oggi il conto sale quindi a 4217 candidati e 131 pianeti confermati. Ma ricapitoliamo. Come funziona il metodo dei transiti?
In pratica il telescopio spaziale monitora continuamente la luce di una miriade di stelle. Nel caso in cui ci siano uno o più pianeti e se le loro orbite si trovano lungo la nostra linea di vista (o un po’ inclinate, ma occhio che l’angolo di inclinazione dev’essere piccolissimo) allora passeranno in mezzo tra noi e la loro stella. Quindi li vediamo? No. Quello che possiamo osservare è una diminuzione della luminosità della stella, caratterizzata da una curva di luce dalla tipica forma ad U. La diminuzione di luminosità avviene periodicamente, visto che i pianeti continuano ad orbitare attorno alle proprie stelle. Per capire meglio come funziona, basta che pensiate a quando dalla Terra vediamo i pianeti interni, cioè Mercurio e Venere, transitare davanti al Sole. Quello che osserviamo è il pallino nero di questi due pianeti percorrere tutto il disco solare. Di conseguenza, durante questi eventi, la luce che ci arriva dal Sole diminuisce. Nel caso dei pianeti extrasolari succede esattamente la stessa cosa. L’unica differenza è che le stelle sono talmente lontane che le vediamo come sorgenti puntiformi, quindi non possiamo vedere il pallino del loro pianeta che attraversa il loro disco. L’evento è visibile solo nella curva di luce. Detto questo, torniamo alle due nuove scoperte. Cos’hanno di particolare?
I due nuovi pianeti, orbitanti rispettivamente attorno alle stelle TOI 2076 e TOI 1807, sono considerati dei pianeti adolescenti. Si trovano infatti in una fase di transizione nel loro ciclo vitale, in cui non sono più considerati appena nati ma non sono ancora stabili come i pianeti del Sistema Solare. TOI 2076 b e TOI 1807b si trovano a 130 anni luce nelle costellazioni di Bootes e dei Cani da Caccia rispettivamente. Orbitano attorno a due stelle di tipo K, che sono più fredde del Sole, molto giovani: hanno solo 200 milioni di anni. Sono soggette a flare molto più energetici di quelli solari e producon 10 volte più radiazione UV di quanta ne produrranno quando avranno la stessa età che ha il Sole oggi. Inoltre, analizzando il moto delle due stelle è stato scoperto che, anche se non sono legate gravitazionalmente, si sono formate dalla stessa nube molecolare. Il pianeta TOI 2076b è un mini-Nettuniano, con una dimensione 3 volte maggiore di quella della Terra, che orbita attorno alla sua stella in 10 giorni. TOI 1807b invece è grande il doppio della Terra e orbita attorno alla sua stella in sole 13 ore. E’ interessante notare che periodi orbitali così brevi indicano che i due pianeti si trovano molto vicino alle rispettive stelle. Per capirlo basta ricordare la terza legge di Keplero, che dice che il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta attorno alla sua stella è proporzionale al cubo del semiasse maggiore dell’orbita (P2=k*a3). Questo significa che pianeti più interni avranno periodi di rivoluzione più corti. L’esempio migliore ci arriva dal nostro Sistema Solare. Sapete che la Terra orbita attorno al Sole in un anno. Mercurio, il pianeta più piccolo e più vicino al Sole, ci mette solo 88 giorni, mentre Saturno, il signore degli anelli spaziale, impiega ben 10756 giorni. Più vicino è un pianeta alla sua stella più radiazione riceve. TOI 2076b riceve 400 volte più radiazione UV di quella che arriva alla Terra dal Sole. E TOI 1807b? Riceve addirittura 22000 volte più radiazione UV di quella che arriva alla Terra.
A presto!
Sara
Rappresentazione artistica di TOI 1807b (Image credits: NASA)
Continuiamo il nostro tour del cielo estivo, tornando alla costellazione di Cassiopea. Vi ho spiegato come trovare la galassia di Andromeda usando questa grande doppia v spaziale, ma c’è almeno un altro modo in cui possiamo utilizzarla. Infatti se prendete le stelle Tsih e Ruchbah, le collegate con una linea immaginaria e prolungate in giù, in quel punto di cielo in cui da Schio non si vede nulla (mannaggia ai lampioni) in Novegno vedete un punto leggermente più chiaro rispetto al nero di fondo. Cosa ci sarà mai?
Il doppio ammasso di Perseo! Situati a circa 7000 anni luce di distanza, questi due oggetti sono ammassi aperti. Cosa sono?
Gli ammassi aperti sono gruppi di stelle giovani, con un numero variabile tra 5 e un migliaio, situati principalmente nei bracci a spirale della Via Lattea. Hanno dimensioni tipiche di circa 2 pc (6.52 anni luce). Come mai si trovano nei bracci a spirale?
Provate a cercare qualche immagine di galassie a spirale realizzate dal Telescopio Spaziale Hubble. Ad esempio, prendete la foto di M83, situata nella costellazione dell’Hydra #aCapitanAmericanonpiacequestoelemento. Ci siete? Ottimo! Vedete quelle regioni un po’ più scure? Quella è tutta polvere. E vedete le zone rosse? Sono regioni H II, cioè quelle nuvolette di polvere e gas dove avviene la formazione stellare. Altra domanda: le vedete quelle stelle un po’ più azzurre raggruppate tutte insieme? Dal colore possiamo dedurre che sono tutte stelle giovani. Vedete dove si trovano tutte queste stelle? Sono proprio lungo i bracci a spirale della galassia, perchè è proprio lì che c’è la maggior concentrazione di nubi molecolari. Una curiosità sul doppio ammasso di Perseo è che presenta evidenze di segregazione di massa. Cosa significa?
Significa semplicemente che le stelle più massicce si trovano concentrate verso le regioni centrali dei due ammassi, mentre quelle meno massicce sono più concentrate verso le regioni esterne.
A presto!
Sara
Mappa della regione di Cassiopea e Perseo. La posizione del doppio ammasso di Perseo è indicata dalla freccia.Doppio ammasso di Perseo (Image credits: Polanski)M83 (Image credits: NASA)
Vi avevo chiesto se esistono altri tipi di galassie oltre alle ellittiche, lenticolari, spirali e irregolari classificate da Edwin Hubble con il suo diagramma a diapason. La risposta corretta è: SI. Premetto che la classificazione morfologica delle galassie è molto soggettiva. Per questo motivo, dopo il lavoro di Hubble, altri astronomi come de Vaucouleurs, Van den Bergh, Morgan e tanti altri si sono lanciati in questo campo. In particolare, credevano che la classificazione di Hubble fosse troppo ristretta e che ci fossero delle categorie in più.
Uno degli esempi più calzanti di come la classificazione di Hubble non funzioni sempre è quello delle galassie interagenti. Queste sono classificate nel catalogo di Arp e sono formate da galassie che sono talmente vicine da poter interagire gravitazionalmente l’una con l’altra. Le forze mareali prodotte dalle due (o tre, o anche di più) galassie in questione deformano la loro struttura. Vediamo un po’ di esempi? Ma si dai, lanciamoci!
Partiamo dalla Grande e dalla Piccola Nube di Magellano, due galassie satellite della Via Lattea situate rispettivamente a 50 kpc e 61 kpc di distanza da noi. La nostra galassia se le sta mangiando piano piano, motivo per cui hanno una forma molto irregolare, e, come se non bastasse, stanno anche interagendo tra di loro. Infatti, dai dati della EDR3 di Gaia, è stata scoperta “un’autostrada” spaziale di stelle che collega questi due oggetti.
Altro giro, altra corsa: a circa 45 milioni di anni luce di distanza da noi troviamo la galassia ad Antenne. Qui l’interazione tra le due galassie è iniziata diverse centinaia di milioni di anni fa e le due code mareali si sono formate tra 200 e 300 milioni di anni fa, durante l’incontro iniziale. Ci sono due cose degne di nota: la prima è che si vedono chiaramente i due nuclei in fase di interazione, la seconda è che durante un evento del genere i processi di formazione stellare si scatenano, formando tanti nuovi ammassi stellari.
Lo sapete che i pinguini fanno sempre buona guardia alle loro uova? E’ così anche nello spazio e ce lo dimostra Arp 142. Ad una distanza di circa 23 milioni di anni luce, queste due galassie interagenti sono considerate il pinguino e l’uovo spaziale #aiPinguinidiMadagascarpiacequestoelemento. La galassia Pinguino in origine era una spirale piatta, con dei bracci ben definiti, la cui forma è stata successivamente distorta dall’incontro con la sua compagna.
Ci sarebbero ancora un sacco di esempi, perchè gli scontri tra galassie sono molto frequenti nell’Universo. Infatti la maggior parte di questi oggetti si trovano in gruppi, ammassi e super ammassi di galassie legati dalla forza di gravità. Non quindi insolito trovare galassie dalle forme strane in giro per lo spazio. Prestate però sempre particolare attenzione alla classificazione. Se una galassia è classificata come ellittica, lenticolare, spirale, o spirale barrata ma ha vicino la sigla “pec”, significa che è peculiare. Quindi se notate che la sua forma è un po’ strana e non combacia con un’ellisse piuttosto che una spirale, non vuol dire che rappresenta una transizione tra i tipi morfologici classici di galassie e che ci serve l’introduzione di un’altra categoria per descriverla. La sua forma strana è data solamente dall’interazione con un’altra galassia, che la porterà probabilmente a cambiare ancora nel corso del tempo. Come vedete quindi l’Universo è un ambiente molto dinamico in cui succedono cose che possono sembrare un po’ strane, ma che regalano immagini spettacolari!
A presto!
Sara
La Grande Nube di Magellano (Image credits: ESO)La Piccola Nube di Magellano (Image credits: NASA)“Autostrada” spaziale di stelle che collega le due Nubi di Magellano (Image credits: ESA)Galassia ad Antenne (Image credits: NASA)Arp 142 (Image credits: NASA)
