Cosmologia

Kepler, il telescopio cacciatore di pianeti, va in pensione

Il telescopio Kepler

Dopo nove anni di missione, Kepler ha terminato la sua caccia: non solo ha osservato oltre mezzo milione di stelle individuando più di 2600 oggetti planetari, ma può anche vantare la scoperta di una sessantina di supernovae. Crediti: NASA/Ames Research Center/W. Stenzel/D. Rutter

La missione del telescopio spaziale Kepler si è conclusa dopo nove anni di ricerche. Kepler ha rivelato che nella nostra Galassia esiste un gran numero di pianeti extrasolari, molti dei quali simili alla Terra, e che non esiste un sistema planetario standard

Una affascinante storia del dove

Splendida immagine della Via Lattea che aleggia sulle rovine del tempio di Demetra (Isola di Naxos - Grecia). Credits: Constantine Emmanouilidi - infectionphotography.com

Dove finisce il mondo? Domanda da bambini, quasi una fastidiosa presa in giro per noi, indaffarati uomini del XXI secolo. Eppure, dietro a una domanda così banale può nascondersi qualcosa di incredibilmente complesso e, nello stesso tempo, estremamente affascinante. Complessità e fascino che Tommaso Maccacaro e Claudio Tartari ci invitano a gustare nella loro Storia del dove - Alla ricerca dei confini del mondo, edito da Bollati Boringhieri (Torino 2017, pp. 147, € 14).

Dove sta andando il neutrino?

Bruno Pontecorvo: tra le sue pionieristiche idee gli studi sul decadimento del muone e la sua teoria delle oscillazioni del neutrino. Foto centropontecorvo.df.unipi.it

 

Il neutrino è una particella elementare che per certi versi parla italiano perché il suo nome, coniato nella nostra lingua da Enrico Fermi, è identico in tutta la comunità scientifica mondiale. Inoltre il contributo della scuola italiana di fisica in questo campo è stato, e continua a essere, molto rilevante.

‘Oumuamua, l’intruso d’altri mondi

Raffigurazione pittorica di ‘Oumuamua, il primo e unico asteroide interstellare scoperto finora. Le osservazioni, prontamente compiute da numerosi osservatori, indicano che si tratta di un oggetto scuro, rossastro, con composizione rocciosa o metallica e dalla struttura estremamente elongata. Da quanto ci è dato di sapere, insomma, ‘Oumuamua sarebbe completamente differente da tutti gli oggetti del Sistema solare a noi noti. Crediti: ESO/Martin Kornmesser.

In fondo ce lo aspettavamo. Con l’abbondanza di sistemi planetari esistenti nella nostra Galassia, è pressoché inevitabile che un oggetto sfuggito da uno di essi possa passare dalle parti del Sole. Considerando le situazioni confermate, a tutt’oggi siamo a quota 2.780 sistemi per un totale di 3.710 pianeti, ma se mettiamo in conto anche le situazioni in attesa di conferma i numeri lievitano a 6.339 pianeti in 5.152 sistemi planetari.

Filamenti cosmici e materia mancante

Istantanea di una tipica simulazione computerizzata dell’evoluzione dell’Universo in cui appare la misteriosa struttura spugnosa del Cosmo. Di questa immensa ragnatela tridimensionale è artefice la materia oscura (in viola nell’immagine) che, con la sua azione gravitazionale, plasma i lunghi filamenti, li collega tra loro con nodi e obbliga la materia ordinaria a concentrarsi nelle regioni con densità più elevata. Le galassie (in bianco) si trovano dunque nei punti più densi della struttura e sono maggiormente concentrate nei nodi, dove si raggruppano in ammassi e superammassi. Interessante osservare come gran parte del “volume” dell’Universo sia occupato dalle immense regioni desolatamente vuote che si estendono tra i filamenti. - Visualizzazione: Frank Summers, Space Telescope Science Institute.

Tra i molti problemi che astronomi e cosmologi si trovano a dover districare vi è anche quello della materia mancante. Le attuali teorie e i dati provenienti dallo studio della radiazione cosmica di fondo, il cosiddetto eco fossile del Big Bang, hanno suggerito quale potrebbe essere la composizione del Cosmo.

Un’astronomia tutta nuova

Due stelle di neutroni spiraleggiano l’una intorno all’altra: un evento incredibilmente energetico che ne farà un corpo solo è già scritto nel loro futuro. Se l’evento è vicino a noi, le increspature dello spazio-tempo generate dall’evento sono già alla portata degli attuali rilevatori di onde gravitazionali. Crediti: R. Hurt/Caltech-JPL.

Quella del 16 ottobre 2017 è una data destinata a finire nei libri di storia dell’astronomia. Nel corso di un evento internazionale con contributi di ricercatori da Washington (collaborazione LIGO-Virgo), Monaco (ESO) e Venezia (ESA) è stato dato l’annuncio che, per la prima volta, è stata osservata la controparte visibile di una sorgente di onde gravitazionali.

Nanni Bignami, la stella che non c'è

Geminga, con la g iniziale dura all’olandese. Traslitterazione in linguaggio universale dal milanese «Gh’è minga»: non c’è mica. Ci vuole, nel medesimo tempo, una bella ironia, una notevole capacità di giocare con le parole e anche una buona dose di coraggio per dare un nome così a una stella che lì, nella costellazione di Gemini, emette raggi gamma eppure non si vede.

Ma il Sole è figlio unico?

Splendida immagine del Sole catturata dal telescopio spaziale SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) il 16 luglio 2000. La ripresa è stata effettuata alla lunghezza d’onda di 195 Angstrom, il che significa che il materiale luminoso che osserviamo nell’immagine ha temperatura di circa un milione e mezzo di gradi Kelvin. (Crediti: SOHO - ESA e NASA)

Una recente ricerca su una regione di formazione stellare in Perseo confermerebbe che le stelle come il Sole non nascono isolate, ma a coppie. Col passare del tempo, poi, alcuni di questi sistemi stellari mantengono vivo il loro legame, altri no. Quasi doveroso, dunque, indagare su quale fine possa aver fatto l’eventuale fratello del Sole.

Galassie col vento nei capelli

Confessiamolo: in barba a ogni divieto, tutti noi almeno una volta ci siamo affacciati al finestrino di un treno in movimento e abbiamo sperimentato sul volto la potente azione dell’aria dovuta alla velocità. Si tratta di un fenomeno tutto sommato abituale, che possiamo sperimentare anche durante una corsa o una pedalata. In fisica viene definito ram pressure e lo si spiega chiamando in causa il fatto che il nostro moto non avviene nel vuoto, ma deve fare i conti con il gas atmosferico.

Com'è regolare la materia oscura!

L’analisi dei dati raccolti da un’innovativa indagine su 15 milioni di galassie ha portato un team di ricercatori a concludere che la materia oscura è più diluita nello spazio di quanto si pensasse finora. Lo studio, di prossima pubblicazione su MNRAS, contraddice dunque il modello di distribuzione di questa elusiva componente dell’Universo tracciato dalla missione Planck. Ma andiamo con ordine.

La ricerca sulla Luna non tramonta mai

Nei giorni scorsi, due tra le più prestigiose riviste scientifiche hanno presentato importanti studi riguardanti il nostro satellite. Mentre Science ha pubblicato due ricerche sulla struttura e sulla formazione dell’immenso Mare Orientale, su Nature è apparso un nuovo scenario per la nascita della Luna, in grado di chiarire alcuni spinosi problemi finora irrisolti. Lo studio del nostro satellite, insomma, non è affatto passato di moda.

«Così vero e perfetto che non poteva essere altrimenti»: il segno delle onde gravitazionali

Al Festival della Scienza di Genova abbiamo incontrato Laura Cadonati del Georgia Institute of Technology di Atlanta. Insieme alla ricercatrice del progetto LIGO, abbiamo approfondito la scoperta del 2016: le onde gravitazionali. L'osservazione di tali onde fornisce informazioni significative e complementari a quelle ottenute con lo studio di onde elettromagnetiche e di particelle elementari di origine astrofisica. La loro scoperta apre la strada alla nascita di una nuova scienza: l'Astronomia Gravitazionale.

Grazie, Rosetta!

Venerdì 30 settembre, alle 13:19 italiane, la sonda Rosetta ha terminato la sua missione posandosi sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Missione lunga e faticosa: prima la rincorsa alla cometa durata oltre 3800 giorni e culminata il 6 agosto 2014 con l’inserimento orbitale intorno al corpo celeste, poi lo studio ravvicinato della superficie cometaria e, nel novembre 2014, l’emozionante e in parte sfortunata discesa del lander Philae.

Asteroidi, nuova frontiera?

Dalla rampa di lancio di Cape Canaveral è appena iniziato il lungo cammino spaziale che condurrà OSIRIS-REx verso l’asteroide Bennu. Dopo lo studio particolareggiato dell’asteroide, la missione prevede di recuperare un campione della sua superficie e di riportarlo a Terra. Missione ambiziosa, dunque, che farà da apripista ad altri progetti spaziali ancora più ambiziosi.

Materia oscura sempre più sfuggente

Sono stati diffusi i risultati dell’esperimento LUX e chi confidava di riuscire finalmente a stanare la materia oscura dovrà attendere ancora un po’. Dai rilevatori che, in una miniera abbandonata in Sud Dakota, tengono accuratamente sotto controllo 370 chili di xeno liquido non è infatti arrivata nessuna segnalazione. Ma la caccia continua…

Juno: dopo il viaggio, il duro lavoro

Giunta felicemente a destinazione dopo quasi cinque anni di viaggio, la sonda della NASA si accinge a studiare Giove, il gigante del Sistema solare. Per farlo, Juno dovrà affrontare condizioni di lavoro proibitive e correre notevoli rischi. Prima che la sonda cominci il suo arduo compito, esaminiamo da vicino quali acrobazie sarà chiamata a compiere e quali strumenti metterà in campo per strappare al pianeta i suoi segreti.

Colossali telescopi di acqua e di ghiaccio

Neutrini. Ce ne sono molti fantastiliardi in giro per l’universo. Si muovono a velocità prossime a quella della luce e percorrono, indisturbati, distanze galattiche (e anche extragalattiche) grazie al fatto di essere privi di carica elettrica – non sono quindi soggetti all’interazione elettromagnetica – e di avere una bassissima sezione d’urto (probabilità di interazione con altre particelle elementari) limitata all’interazione “debole”.

Infinito? No, grazie

Vi sono molti concetti – matematici, fisici, astronomici – che, sebbene complessi, ci sono familiari, se non altro per averli incontrati ripetutamente nelle nostre letture, sentiti in conferenze e congressi, e che, noi del mestiere, utilizziamo in ambito professionale. Quando però li dobbiamo spiegare a un pubblico curioso e istruito, ma non specializzato, ci accorgiamo – spesso – di essere in difficoltà, forse perché non li abbiamo capiti veramente bene nemmeno noi.

La strana stella nel Cigno

Distante poco meno di 1500 anni luce in direzione della costellazione del Cigno, KIC 8462852 è una delle oltre 100 mila stelle che l’osservatorio spaziale Kepler tiene costantemente sotto controllo. Costruito dalla NASA e lanciato nel marzo 2009, Kepler misura a intervalli di circa mezz’ora la luminosità delle stelle affidate alla sua cura (sparse in una zona di 115 gradi quadrati tra le costellazioni del Cigno e della Lira) cercando possibili cali di luce dovuti al passaggio di un pianeta davanti al disco stellare.

Un universo da guinness dei primati

Mi è capitato recentemente di sfogliare il bel libro di Luigi Fontana “Stelle da record” in cui, in maniera molto ordinata e mai noiosa, è presentata un po’ di storia dell’astronomia, traendo spunto dalla descrizione di un certo numero di stelle – da record appunto – e raccontando come si è arrivati alla loro scoperta e alla determinazione dei loro primati.

L’espansione dell’universo “oscilla”

In principio fu il Big Bang. Poi, come sappiamo, la trama dello spazio-tempo cominciò a espandersi. Oggi sappiamo che questa espansione non ha sempre avuto lo stesso ritmo: a un certo punto della sua storia, infatti, l’universo è passato da una fase di espansione rallentata a una fase, che dura ancora oggi, di espansione accelerata. Ma la storia potrebbe essere ancora più complessa.

Tra sogni e realtà. I telescopi che verranno

Chandra e XMM-Newton lavorano da 15 anni, così come il VLT dell’ESO; l’Hubble Space Telescope (HST) da 25 anni; il radiotelescopio a parabole mobili Very Large Array (VLA) da 35. Là dove è stato possibile, migliorie, e soprattutto il rinnovo dei rivelatori, hanno permesso a questi grandi telescopi di continuare ad acquisire dati di altissima qualità e di rimanere la strumentazione di avanguardia e di riferimento per l’esplorazione del cosmo.

Individuata la materia oscura? Prudenza, ragazzi

Le anomalie registrate dall’Alpha magnetic spectrometer  (AMS), il “cacciatore di antimateria” che dal 2011 si trova a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, sono un fatto scientifico importante. Il numero di antiprotoni ad alta energia rilevato nei mesi scorsi risulta eccessivo rispetto alle possibili fonti note di antimateria: e bene hanno fatto i dirigenti del CERN di Ginevra lo scorso 15 aprile a darne notizia con un certo rilievo.

Le prime stelle? Sono più recenti del previsto

Abbiamo aspettato un po', ma ne è valsa la pena. Il 5 febbraio il team Planck ha rilasciato l’analisi completa dei dati raccolti durante i 5 anni di vita del satellite europeo. Il satellite dell’Agenzia Spaziale Europea ha analizzato il cielo in lungo e in largo per studiare con una precisione senza precedenti la radiazione cosmica di fondo (CMB), la “prima luce dell’universo” nella banda delle microonde prodotta appena 380.000 anni dopo il Big Bang.

Planck smentisce BICEP2: non erano onde gravitazionali

È passato quasi un anno da quando, nel marzo 2014, il team di BICEP2 – un esperimento situato in Antartide dedicato allo studio della radiazione cosmica di fondo (CMB) – ha elettrizzato la comunità scientifica con un claim eccezionale: la scoperta di modi B dovuti a onde gravitazionali primordiali nelle mappe di polarizzazione della CMB.

La top ten della fisica nel 2014 secondo Physics World

Si chiama Physic World 2014 Breakthrough of the Year il riconoscimento che Physics World, rivista mensile dell’Institute of Physics, ha assegnato questo 12 dicembre a quella che ritiene la maggiore notizia nel campo della fisica nel corso del 2014. I criteri di attribuzione erano: la rilevanza della ricerca, il progresso nella conoscenza scientifica reso possibile, il rapporto tra aspetti teorici e sperimentali, e in generale l’interesse della notizia nel panorama della fisica contemporanea.

La galassia che non vuole figli

Non è così insolito, scrutando nelle profondità del cosmo, che gli astronomi si imbattano in galassie particolarmente attive nella produzione stellare. Il termine utilizzato per indicare questi sistemi stellari così indaffarati a far nascere stelle è quello di starburst galaxy e sottolinea in modo estremamente eloquente lo scenario cui ci si trova di fronte.

Quanto è grande il Sistema Solare?

E’ passato circa un anno da quando la NASA ha annunciato che la sonda Voyager 1 è “uscita” dal Sistema Solare e naviga nello spazio interstellare (v. “le Stelle n. 124, pp 12-13). Nel sito dedicato alla missione si possono trovare interessanti notizie su questa sonda dei record, che lanciata nel 1977 alla volta di Giove e Saturno, ha poi superato anche le orbite di Urano e Nettuno e si trova ora a poco meno di 20 miliardi (!) di chilometri dal Sole, circa 130 unità astronomiche (A.U.).

Terrestri, stellari, mentali

I laboratori, siano essi di fisica, chimica, genetica, farmacologia o altro ancora, permettono di condurre esperimenti, ottenere risultati in condizioni controllate e dunque capire, imparare. A volte con apparecchiature estremamente semplici, a volte con quanto di più complesso sia mai stato costruito (basta pensare, ad esempio, al CERN di Ginevra), i ricercatori costruiscono situazioni adatte a studiare particolari fenomeni.

“Osservata” in laboratorio la radiazione di Hawking

Correva l’anno 1974 quando Stephen Hawking diede il suo contributo più significativo alla fisica teorica e all’astrofisica, dimostrando che i buchi neri non sono poi così “neri”. Maneggiando mirabilmente relatività generale e teoria quantistica dei campi, il fisico britannico appurò che i buchi neri possiedono entropia, e pertanto emettono radiazione secondo i principi della termodinamica. L’emissione di luce e particelle da parte dei buchi neri prende il nome di “radiazione di Hawking”.

La galassia polverosa: nuovi dubbi sui risultati di BICEP2

Quando, nel marzo di quest’anno, il team dell’esperimento americano BICEP2 annunciò di aver scoperto nella radiazione cosmica di fondo la prova dell’inflazione cosmica, la reazione della comunità scientifica fu sin dall’inizio particolarmente divisa. Accanto agli entusiasti e a chi parlò subito di premio Nobel, altri si mostrarono particolarmente scettici.

Le sorprese di Europa

L'annuncio della scoperta è stato pubblicato a metà dicembre su Science Express, ma le osservazioni di Hubble risalgono in realtà al novembre e dicembre dell'anno precedente. E' già da un po' di tempo, infatti, che Lorenz Roth (Università di Colonia) e i suoi collaboratori provano a trasformare in certezza la possibile esistenza di pennacchi di vapore su Europa. La particolare struttura del satellite depone certamente a favore della possibilità che si inneschino simili eruzioni.

La più grande struttura dell'universo

Finora agli astronomi non era mai capitato di imbattersi in una struttura così gigantesca: un gruppo di una settantina di quasar che si estende per quattro miliardi di anni luce. L'ha scovato il team di Roger Clowes (University of Central Lancashire) spulciando tra i dati della Sloan Digital Sky Survey (SDSS), la più completa mappa 3D dell'Universo a nostra disposizione.

Ma quali misteri... Stiamo parlando di Scienza!

Su un recente numero di "Science” è comparsa una sezione speciale nelle Science News dedicata a “Mysteries of Astronomy”, i misteri dell’astronomia. Vengono elencati gli otto top mysteries (selezionati dallo staff di "Science" in consultazione con ricercatori, editor di riviste scientifiche) e a ognuno è dedicato un breve articolo che ci spiega bene di cosa si tratta. Gradevoli gli articoli, ma indisponente il titolo della sezione scelto dalla rivista.

Giovani raggi cosmici nel “bozzolo”

Il Large Area Telescope (LAT) a bordo dell'osservatorio spaziale Fermi ha rivelato il segnale gamma (radiazioni elettromagnetiche di altissima energia) prodotto da giovani raggi cosmici che vagano nella tumultuosa regione di formazione di stelle massicce della Galassia nota come Cygnus X, sollevando in parte il velo che cela la loro origine.

Nubi, il più grande spettacolo dopo il Big Bang

Pubblicato su Science l'annuncio della scoperta di due nubi di gas che si sono formate nei primi minuti dopo il Big Bang la cui composizione conferma le predizioni teoriche. Primo autore dello studio l'italiano Michele Fumagalli, in forza alla University of California Santa Cruz, col quale abbiamo fatto due chiacchiere chiedendogli di chiarirci alcune cose. La scoperta è il risultato di un ingegnosa tecnica osservativa e delle eccellenti prestazioni dello spettrografo dell'Osservatorio hawaiiano W.M. Keck.

La stella divorata dal buco nero

L’atto di “cannibalismo cosmico”, avvenuto a 3.8 miliardi d’anni luce dalla Terra, ha prodotto un fascio ad altissima energia diretto esattamente verso di noi, ed è stato osservato – per la prima volta – sin dagli istanti iniziali. Lo descrivono in dettaglio due articoli in uscita domani sulla rivista Nature. Fondamentale il contributo dell’Italia alla scoperta: ben dodici fra gli autori di uno dei due articoli sono ricercatori dell’INAF, e quattro tra gli autori, di cui uno ASI, operano presso l’ASI DATA CENTER di Frascati.