Alma e Rosetta sulle tracce del fosforo

Questa infografica mostra i risultati chiave di uno studio che ha rivelato la traccia interstellare del fosforo, uno dei mattoni costitutivi della vita. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), Rivilla et al.; Eso/L. Calçada; Esa/Rosetta/NavCam; Mario Weigand, www.SkyTrip.de

«La vita è apparsa sulla Terra circa 4 miliardi di anni fa, ma non conosciamo ancora i processi che l’hanno resa possibile», dice Víctor Rivilla, autore principale di un nuovo studio pubblicato oggi dalla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. I nuovi risultati di Alma (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), di cui l’Osservatorio europeo australe (Eso) è partner, e dello strumento Rosina a bordo di Rosetta mostrano che il monossido di fosforo è un elemento chiave nel rompicapo sull’origine della vita.

Con la potenza di Alma, che ha permesso uno sguardo dettagliato nella regione di formazione stellare Afgl 5142, gli astronomi sono stati in grado di individuare i luoghi in cui si formano molecole contenenti fosforo, come il monossido di fosforo. Nuove stelle e sistemi planetari sorgono in regioni, simili a nubi, formate da gas e polvere sparsi tra le stelle, rendendo queste nubi interstellari i luoghi ideali da cui iniziare la ricerca dei mattoni costitutivi della vita.

Le osservazioni Alma hanno mostrato che le molecole che contengono fosforo vengono create quando si formano stelle massicce. Flussi di gas da stelle giovani e massicce scavano cavità nelle nubi interstellari. Le molecole contenenti fosforo si formano sulle pareti della cavità, attraverso l’azione combinata di urti e radiazioni della giovane stella. Gli astronomi hanno anche dimostrato che il monossido di fosforo è la molecola più abbondante sulle pareti della cavità, tra tutte le molecole contenenti fosforo.

Dopo aver cercato questa molecola nelle regioni di formazione stellare con Alma, il gruppo europeo è passato a un oggetto del Sistema Solare: l’ormai famosa cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko. L’idea era di seguire le tracce di questi composti contenenti fosforo. Se le pareti della cavità collassano per formare una stella, in particolare una non particolarmente massiccia, come il Sole, il monossido di fosforo può congelarsi e rimanere intrappolato nei granelli di polvere ghiacciata che rimangono intorno alla nuova stella. Ancor prima che la stella sia completamente formata, i granelli di polvere si uniscono per formare sassolini, rocce e infine comete, che diventano così trasportatori di monossido di fosforo.

Rosina, acronimo che sta per Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis, ha raccolto dati da 67P per due anni, mentre Rosetta era in orbita intorno alla cometa. Gli astronomi avevano già trovato tracce di fosforo nei dati di Rosina, ma non sapevano di quale molecola si trattasse. Kathrin Altwegg, principal investigator di Rosina e co-autrice del nuovo studio, ha avuto un suggerimento su quale potesse essere questa molecola dopo essere stata avvicinata a una conferenza da un’astronoma che studiava con Alma le regioni di formazione stellare: «Mi disse che il monossido di fosforo sarebbe un candidato molto probabile, quindi sono tornata a verificare i nostri dati ed eccolo lì!».

La regione di formazione stellare Afgl 5142vista da Alma. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), Rivilla et al.

Questo primo avvistamento del monossido di fosforo su una cometa aiuta gli astronomi a stabilire una connessione tra le regioni di formazione stellare, dove la molecola viene creata, fino alla Terra.

«La combinazione dei dati di Alma e di Rosina ha rivelato una sorta di filo chimico durante l’intero processo di formazione stellare, in cui il monossido di fosforo svolge il ruolo dominante», spiega Rivilla, ricercatore all’Osservatorio astrofisico di arcetri dell’Inaf, l’Istituto nazionale di astrofisica italiano.

«Il fosforo è essenziale per la vita come la conosciamo», aggiunge Altwegg. «Dato che le comete hanno probabilmente fornito grandi quantità di composti organici alla Terra, il monossido di fosforo trovato nella cometa 67P potrebbe rafforzare il legame tra le comete e la vita sulla Terra».

Questo affascinante viaggio ha potuto essere documentato grazie alla collaborazione tra astronomi. «Il rilevamento del monossido di fosforo è stato chiaramente ottenuto grazie a uno scambio interdisciplinare tra telescopi sulla Terra e strumenti nello spazio», commenta Altwegg.

Leonardo Testi, astronomo dell’Eso e responsabile europeo delle operazioni di Alma, conclude: «Comprendere le nostre origini cosmiche, tra cui quanto siano comuni le condizioni chimiche favorevoli all’emergenza della vita, è uno dei temi principali dell’astrofisica moderna. Mentre Eso e Alma si concentrano sulle osservazioni di molecole in giovani sistemi planetari distanti, l’esplorazione diretta dell’inventario chimico all’interno del Sistema solare è resa possibile dalle missioni Esa, come Rosetta. La sinergia tra le strutture terrestri e spaziali all’avanguardi a livello mondiale, attraverso la collaborazione tra Eso ed Esa, è una risorsa preziosa per i ricercatori europei e consente scoperte rivoluzionarie come quella riportata in questo articolo».

Fonte: comunicato stampa Eso

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Luna 2069: nello spazio con Luca Parmitano

Leo Ortolani torna a collaborare con l’Agenzia spaziale italiana e l’Agenzia spaziale europea per un nuovo volume spaziale: Luna 2069. L’occasione è doppia: Luca Parmitano comandante della Stazione spaziale internazionale e il cinquantenario dell’atterraggio dell’Apollo 11 sulla Luna.

L’esperienza di C’è spazio per tutti era stata particolarmente complicata per Ortolani, come ha raccontato durante l’incontro che ha concluso la serie di conferenze collaterali alla mostra Walking on the Moon presso l’Università Bicocca di Milano. Non solo la raccolta di informazioni, ma soprattutto l’impegno nel gestirle e metterle su carta ha fortemente influenzato la sua vita personale, tenendolo paradossalmente lontano dalla famiglia. E parte di questa esperienza personale, che lo aveva spinto all’inizio a rifiutare la nuova collaborazione, sembra essere confluita all’interno della storia personale di Fortunato, l’astronauta coprotagonista insieme a Rat-Man del volume, le cui fattezze sono prese in prestito da Luca Parmitano.

Fortunato, infatti, che ha da poco scoperto di essere stato escluso dalla missione che avrebbe dovuto riportare l’uomo sulla Luna, è ossessionato dalla sua missione spaziale. E questa ossessione lo tiene lontano dalla figlia e, in parte, anche dal vero senso dell’esplorazione spaziale. In qualche modo è proprio questa ricerca che attraversa l’intero volume di Ortolani, sia negli inserti storico-scientifici, che narrano della corsa allo spazio tra Stati Uniti d’America e Unione Sovietica, sia nel ritorno sulla Luna di Fortunato e Mr. Musk.

Quest’ultimo è il personaggio interpretato da Rat-Man, che da parodia di supereroe diventa, in un certo senso, attore in quello che può essere considerato il secondo blockbuster spaziale di Ortolani. La presenza del personaggio con la maschera da topo dà al tempo stesso continuità narrativa con C’è spazio per tutti, anche grazie a un riferimento esplicito a quel primo volume, ma anche rottura con quel lavoro, visto che in questa occasione Rat-Man veste i panni di un ricco magnate impegnato a tornare sulla Luna, così come il suo epigono nella vita reale, Elon Musk, è impegnato a portare l’uomo su Marte. Ovviamente il ruolo che interpreta non snatura il personaggio, ingenuo, ma anche idiota, e soprattutto mai domo, sempre pronto a intraprendere nuove sfide.

Luna 2069, dunque, viaggia sul filo della parodia: quella nei confronti di Musk, quella nei confronti della società moderna, così concentrata su se stessa e sulle interazioni social, piuttosto che sociali, ma anche quella nei confronti della scienza, che viene comunque vista con rispetto, ma sempre scherzandoci su. D’altra parte Ortolani conta, nel suo passato, anche serie come Le meraviglie della natura e Le meraviglie della tecnica, dove ha spesso dato la sua visione ironica e divertente degli argomenti scientifici, mescolandoli anche con la satira politica, presente, sebbene un po’ sottotraccia, anche in questo Luna 2069. D’altra parte in un paio di scene ci sono espliciti riferimenti all’attuale situazione difficile della ricerca nel reperimento dei fondi, mentre lo stesso senso di fallimento di Fortunato, vittima di una folle meritocrazia politicizzata, è specchio della situazione di molti precari che gravitano e hanno gravitato intorno alle istituzioni di ricerca italiane.

Se tutto ciò fornisce un senso di malinconia che fa da contraltare alle gag ideate da Ortolani, la struttura più prettamente tecnica risulta particolarmente curata ed efficace nel trasmettere tutte queste sensazioni. Ancora di più che in C’è spazio per tutti, questo Luna 2069 presenta molte splash page, dettagliate ma anche spettacolari, tutte disegnate con il tipico stile kirbiano dell’autore. C’è, però, anche un certo gusto cinematografico, quasi kubrickiano, in molte di queste splash page: personaggi solitari su uno sfondo vuoto e completamente bianco, oppure semplici dettagli su sfondo completamente bianco, mai messi realmente al centro della scena, quasi a voler trasmettere il senso di vuoto dell’universo. E Stanley Kubrick viene anche esplicitamente citato in una delle scene più divertenti di tutto il volume [spoiler alert]: Fortunato e Mr. Mask riescono non solo a tornare sulla Luna, ma anche a viaggiare nel tempo fino al 2069 dove li attendono i dipendenti dell’azienda di Mask. Qui sulla Luna, però, i due viaggiatori dello spaziotempo scoprono un po’ di cimeli lunari lasciati dalle missioni Apollo, inclusa la sedia da regista di Kubrick. Secondo alcune teorie complottiste, infatti, il video dell’allunaggio venne girato in un teatro di posa proprio dal regista di 2001: Odissea nello spazio. La scena, dunque, risulta una perfetta risposta ai complottisti lunari, che peraltro finanziano il viaggio di Mask sulla Luna nella speranza che possa smentire l’allunaggio: se il video è stato girato da Kubrick, allora anche il regista è stato sulla Luna, suggerisce questa splendida vignetta di Ortolani.

Non è l’unica chicca presente nel volume (altre, più scientifiche, le potrete scoprire su Edu Inaf), ma dà indubbiamente la misura di quanto Ortolani non abbia risparmiato, neanche in questa occasione, il suo spirito critico nei confronti dell’atteggiamento superficiale che molti adottano per approcciarsi al mondo, in particolare quello dell’informazione.

In conclusione, per ricchezza di spunti e intensità narrativa, Luna 2069 è indubbiamente uno dei lavori migliori di Ortolani, confermando per l’ennesima volta come sia ancora uno dei punti di riferimento più alti nel panorama fumettistico italiano.

Guarda su MediaInaf Tv l’intervista a Leo Ortolani:

 

Ministeriale Esa, segno più per l’Italia e la scienza

Ecco come verrà suddiviso, attività per attività, il budget di 14.4 miliardi di euro. La prima cifra indica l’investimento programmato per il triennio 2020-22, mentre quella tra parentesi si riferisce al biennio 2023-24. Fonte: Esa

L’hanno chiamato Space19+, l’incontro che si è concluso ieri a Siviglia fra i rappresenti istituzionali e i capi agenzie dei paesi che compongono l’Agenzia spaziale europea (Esa). E quel segno ‘più’ non ha deluso le attese. Rispetto alla precedente ministeriale, quella del 2016, il budget complessivo allocato dai 22 stati membri per i prossimi 5 anni è salito da 10.3 a 14.4 miliardi di euro, addirittura un poco più di quanto proposto da Jan Wörner, direttore generale dell’Esa, che si è infatti dichiarato «really, really surprised» per il grande sostegno ricevuto.

«Riunire insieme i nostri 22 stati membri, governi che cambiano regolarmente, e accordarsi su tali progetti ispiratori per condividere un futuro comune nello spazio potrebbe sembrare un compito impossibile sulla carta. Ma in due giorni, a Siviglia, abbiamo dimostrato che ciò è possibile», dice Wörner. «È possibile perché lavoriamo insieme per sviluppare dei buoni programmi, ed è possibile perché le persone sono dedicate, e investono tutti i loro sforzi in un lungo e attento processo decisionale che coinvolge la comunità scientifica, l’industria e le delegazioni nazionali».

Venendo ai contributi dei singoli paesi, mentre la Francia (18.5 per cento) cede lo scettro alla Germania (22.9 per cento), si registra un significativo incremento dell’impegno italiano. La nostra delegazione, guidata dal sottosegretario alla Presidenza del Consiglio Riccardo Fraccaro e composta dal presidente dell’Agenzia spaziale italiana Giorgio Saccoccia e dal segretario del Comitato interministeriale per lo spazio e aerospazio Carlo Massagli, ha infatti proposto una sottoscrizione globale pari a 2.28 miliardi di euro, pari al 15.9 per cento del contributo globale dei 22 stati membri dell’Esa.

I contributi di ciascuno dei 22 stati membri. Fonte: Esa

«L’Italia si conferma come terzo Paese contributore dell’Agenzia spaziale europea, con uno stanziamento di quasi 2.3 miliardi di euro per le attività previste», dice a Media Inaf Roberto Della Ceca, responsabile dell’Unità scientifica Gestione progetti spaziali dell’Istituto nazionale di astrofisica. «Per quanto riguarda, invece, il programma obbligatorio complessivo per le attività scientifiche, si consolida – con un lieve incremento – il budget precedente».

A proposito di attività scientifiche, l’auspicio dichiarato dell’Esa è di riuscire a mettere in orbita Lisa, il primo rilevatore spaziale di onde gravitazionali, quasi in contemporanea con la missione per l’astrofisica delle alte energie Athena – dunque nel biennio 2031-32. Sarebbe un’accoppiata senza precedenti, che consentirebbe progressi fondamentali nella nostra comprensione della fisica di base dell’universo.

«Questa ministeriale ha sancito la leadership dell’Italia nei settori centrali dello spazio», sottolinea il sottosegretario alla Presidenza del Consiglio Riccardo Fraccaro. «Dall’osservazione della Terra all’esplorazione robotica e umana, passando per i sistemi di lancio, il primato del Paese a livello industriale, scientifico e tecnologico si rafforza in maniera preponderante».

«La scelta dell’Italia di fare un così importante incremento negli investimenti», spiega il presidente dell’Agenzia spaziale italiana, Giorgio Saccoccia, «è legata alla decisione dell’Italia di supportare attività spaziali che spostino verso l’Italia reali vantaggi economici e industriali».

E un primo risultato già c’è: come annuncia l’Asi, grazie al ruolo raggiunto dall’Italia nella parte dedicata all’esplorazione spaziale, è stato assegnato all’Italia il ritorno in orbita per una nuova missione dell’astronauta Samantha Cristoforetti.

Per saperne di più:

Guarda la dichiarazione di Jan Wörner a margine dell’incontro:

 

AstroLuca sei ore nel vuoto per l’antimateria

Luca Parmitano durante l’Eva del 9 luglio 2013. Crediti: Nasa

La prossima attività extra-veicolare di Luca Parmitano, in programma venerdì 15 novembre a partire dalle 13.05 ora italiana, sarà una fra le più difficili operazioni nel vuoto cosmico dai tempi delle riparazioni sul telescopio spaziale Hubble.

Questa sarà solo l’inizio di una serie di complesse “passeggiate spaziali” per la manutenzione dello strumento Alpha Magnetic Spectrometer (Ams-02), un rilevatore di particelle di antimateria e di materia oscura situato in cima alla struttura a traliccio S3 della Stazione spaziale internazionale, tra una coppia di pannelli solari e radiatori. La Nasa considera queste uscite, chiamate tecnicamente Eva (da Extra-Vehicular Activity), particolarmente impegnative, in quanto Ams-02 non era stato inizialmente progettato per operazioni straordinarie di mantenimento. Sarà per Parmitano, attualmente comandante della Stazione spaziale, la terza Eva dopo quelle effettuate nel 2013 nel corso della missione “Volare” dell’Agenzia spaziale italiana. La sua seconda uscita fu caratterizzata da un pericoloso incidente che concluse l’uscita poco dopo il suo avvio.

L’Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) è un rilevatore di particelle operante come modulo esterno della Stazione spaziale. Si tratta di un laboratorio orbitante per la fisica delle particelle, sviluppato dall’Asi e dall’Infn, il cui scopo è quello di studiare con precisione la composizione e l’abbondanza dei raggi cosmici nello spazio in cerca di tracce di antimateria primordiale e materia oscura ad energie estreme fino a qualche TeV (“tera-elettronvolt”). La maggior parte dei raggi cosmici, circa il 99 per cento, è formato da materia “ordinaria” quali protoni e nuclei elio. Lo strumento AMms-02 è stato progettato per misurare con precisione la rarissima componente di antimateria nei raggi cosmici, come positroni ed anti-protoni, e scovare particelle di antimateria pesante, come nuclei di anti-elio. L’Asi contribuisce alle attività di operazione dello strumento e di analisi dati con la partecipazione di ricercatori presso l’Unità di ricerca scientifica (Asi-Urs) e lo Space Science Data Center (Asi-Ssdc).

Anche la Nasa a bordo di Ariel

Rappresentazione artistica di Ariel in volo verso L2, a 1.5 milioni di km dalla Terra. Crediti: Esa/Stfc Ral Space/Ucl/Europlanet-Science Office

Venerdì 8 novembre scorso la Nasa ha annunciato la propria partecipazione alla missione Esa Ariel (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey). Il contributo Nasa, denominato Case (Contribution to Ariel Spectroscopy of Exoplanets), sarà gestito dal Jet Propulsion Laboratory di Pasadena (California) sotto il coordinamento di Mark Swain e si aggiungerà alle già molto importanti performance scientifiche di Ariel.

«Sono entusiasta del fatto che la Nasa collaborerà con l’Esa in questa storica missione per spingere la nostra comprensione di ciò di cui sono fatte le atmosfere degli esopianeti e di come questi pianeti si formano e si evolvono. Più informazioni abbiamo sugli esopianeti, più ci avviciniamo alla comprensione delle origini del Sistema solare e all’avanzamento della nostra ricerca di pianeti simili alla Terra altrove», ha dichiarato Thomas Zurbuchen, amministratore associato del Direttorato missioni scientifiche della Nasa a Washington DC (Usa)

Ariel è stata selezionata nella primavera 2018 e sarà la quarta missione di classe media del programma Cosmic Vision dell’Esa. Sarà lanciata da un razzo Ariane dalla Guyana Francese nel 2028, e dopo un percorso di circa 1 milione e mezzo di km, raggiungerà la sua postazione di lavoro, denominata “secondo punto Lagrangiano (L2)” del sistema Terra-Sole, una posizione particolarmente favorevole per stabilità gravitazionale e termica. Da L2, Ariel esplorerà per la prima volta le atmosfere di più di mille pianeti in orbita attorno a stelle oltre il nostro Sole.

Dopo la prima osservazione di un gioviano caldo in orbita ad una stella di tipo solare, compiuta nel 1995, che ha visto gli autori – Michel Mayor e Didier Queloz – premiati con il Nobel per la Fisica 2019, gli scienziati hanno trovato più di 4.000 pianeti extrasolari nella Via Lattea. Queste migliaia di pianeti sono solo una piccola frazione di quelli presenti nella nostra galassia, ma mostrano una varietà di caratteristiche completamente inaspettata sulla base della conoscenza del Sistema solare e, a oggi, solo per una manciata di essi è stato possibile sondarne l’atmosfera.

Ariel osserverà molte centinaia di pianeti, principalmente “in transito” davanti alla stella madre, e sarà in grado di vedere le impronte chimiche – o “spettri” – che l’atmosfera del pianeta lascia sulla luce della sua stella. Queste impronte digitali esoplanetarie permetteranno di studiare la composizione, le proprietà fisiche e chimiche e i processi in corso in almeno mille atmosfere di altri mondi.

Lo strumento Case sarà sensibile alla luce alle lunghezze d’onda a cavallo tra la banda ottica e il vicino infrarosso, che è invisibile agli occhi umani. Ciò integra l’altro strumento di Ariel, chiamato spettrometro a infrarossi, che opera a lunghezze d’onda più lunghe. Gli studi che Ariel con Case potrà effettuare saranno così profondi da consentire addirittura lo studio delle nubi e dei moti nuvolosi nelle atmosfere degli esopianeti.

Ariel è la prima missione interamente dedicata all’osservazione delle atmosfere planetarie. La possibilità di osservare un’atmosfera contemporaneamente nella banda ottica e infrarossa è una delle sue carte vincenti, perché permetterà di osservare molecole di diversi elementi e ricostruire la stratificazione dell’atmosfera. In alcuni casi particolarmente favorevoli si potranno addirittura osservare venti e determinare le caratteristiche climatiche.

Ariel si concentrerà soprattutto sui pianeti molto caldi, intorno ai 300 °C, includendo sia giganti gassosi di tipo gioviano o sub-nettuniano che le cosiddette super-Terre, mondi rocciosi poco più grandi del nostro. Mentre questi pianeti sono troppo caldi per ospitare la vita così come la conosciamo, ci diranno molto su come i pianeti e i sistemi planetari si formano e si evolvono. Inoltre, i risultati di Ariel potranno essere i precursori di futuri telescopi, con i quali si potrà guardare a mondi più piccoli e più freddi con condizioni simili a quelle della Terra.

La partecipazione della Nasa al progetto conferma la rilevanza mondiale di Ariel, ne rafforza le performance e consentirà un eccezionale spazio di scoperte e nuova scienza nel campo dello studio degli esopianeti e delle loro atmosfere, una delle discipline più innovative dell’astrofisica moderna.


Ariel sarà realizzata da un consorzio internazionale in cui l’Italia ha un ruolo molto rilevante. Il contributo del nostro paese, sostenuto dall’Agenzia spaziale italiana, è svolto da un team coordinato dai due co-principal investigator dell’Istituto nazionale di astrofisica – Giuseppe Malaguti e Giusi Micela, autori di questo articolo – e di cui fanno parte l’Università di Firenze, la Sapienza Università di Roma e il Consiglio nazionale delle ricerche. Case è una Mission of Opportunity del programma Astrophyics Explorers, gestita dal Jpl della Nasa.

 

Galassia si fa in 12 sotto l’occhio di Hubble

Tre dei quattro archi prodotti dalla lente gravitazionale sono visibili in alto a destra dell’immagine, il quarto arco in basso a sinistra, parzialmente oscurato da una stella luminosa in primo piano. Crediti: Esa/Hubble, Nasa, Rivera-Thorsen et al.

In quel luna park delle meraviglie che è il cosmo, una fra le attrazioni più spettacolari è offerta dalle lenti gravitazionali. Un po’ come gli specchi deformanti dei nostri parchi dei divertimenti ci ingrassano o ci snelliscono, ci elevano o ci schiacciano, a seconda della curvatura, le lenti gravitazionali – un effetto previsto dalla Relatività generale di Einstein – distorcono, amplificano e moltiplicano ciò che sta alle loro spalle. Ecco così che la luce di una remota galassia, altrimenti troppo fioca per essere vista, è stata “spalmata” da una lente gravitazionale su almeno quattro archi di cerchio (vedi immagine qui a fianco), lungo i quali appare riprodotta in ben 12 repliche con da 10 a 30 volte più luminose dell’originale.

La galassia – nome in codice Psz1 G311.65-18.48, ma soprannominata Sunburst Arc (arco a raggiera) per la sua caratteristica forma distorta – si trova a 11 miliardi di anni luce da noi. E proprio grazie alla deviazione impressa alla traiettoria dei suoi fotoni dalla lente gravitazionale – in questo caso, un enorme ammasso di galassie posizionato esattamente lungo la linea di vista, a 4.6 miliardi di anni luce dalla Terra – la sua luce è diventata abbastanza intensa da poter essere vista dal telescopio spaziale Hubble.

Ma c’è di più. Stirata e intensificata lungo gli archi, la galassia ha rivelato all’occhio di Hubble dettagli con dimensioni di “appena” 520 anni luce. Può sembrare un’estensione enorme, ma trattandosi di un oggetto a 11 miliardi di anni luce dalla Terra, quella ottenuta è in realtà una risoluzione pazzesca.

Una risoluzione elevata al punto da consentire agli astronomi di intravedere tracce di un processo da tempo ipotizzato ma mai prima d’ora osservato: la fuoriuscita dalle prime galassie di fotoni ad alta energia attraverso una sorta di stretti canali di passaggio “scavati” nel gas non ancora ionizzato. Se confermata, si tratterebbe di una scoperta fondamentale per contribuire a risolvere uno fra i più grandi interrogativi sull’universo primordiale, ovvero i meccanismi all’origine della reionizzazione – l’epoca di transizione da un universo opaco, saturo di gas neutro, all’universo ionizzato e dunque trasparente che conosciamo oggi. La presenza dei canali intravisti da Hubble grazie alla lente gravitazionale spiegherebbe appunto, anche se solo in parte, come la radiazione ad alta energia – responsabile della ionizzazione del mezzo intergalattico – sia riuscita a uscire dalle prime galassie.

Guarda sul sito di Hubble dell’Esa l’animazione sul lensing gravitazionale:

Molecola tossica sulla cometa interstellare

Lo spettro della cometa interstellare 2I / Borisov ottenuto il 20 settembre usando lo spettrografo Isis sul William Herschel Telescope. La luce emessa dalle molecole di cianogeno è chiaramente identificata come picco a maggiore intensità rispetto alla luce riflessa dai granelli di polvere emessi anch’essi dalla cometa. Crediti: Alan Fitzsimmons / Qub

È una scoperta importante, quella firmata da Alan Fitzsimmons della Queen’s University di Belfast e colleghi. Una scoperta a suo modo storica. È infatti la prima volta che viene rilevato e analizzato il gas presente su un oggetto interstellare di questo tipo: “la cometa aliena” recentemente ribattezzata 2I/Borisov, immortalata per la prima volta dal Gemini North Telescope poche settimana fa. Si tratta di un gas costituito da atomi di carbonio e azoto legati assieme a formare un composto dalla formula molecolare (CN)2. Una molecola tossica, se inalata, ma abbastanza comune nelle comete: il cianogeno.

Come abbiano fatto i ricercatori a individuarlo è presto detto: puntando il William Herschel Telescope verso la cometa tra le 6:00 e le 7:00 della mattina del 20 settembre scorso e ottenendone lo spettrogramma con lo spettrografo Isis montato sul telescopio. Un’osservazione riuscita al secondo tentativo, dopo che il primo – il 13 settembre – non era andato a buon fine a causa dell’eccessiva luminosità del cielo. Buona la seconda, si potrebbe dire.

L’analisi dello spettrogramma ha portato gli astronomi a trarre la conclusione che si legge già nel titolo del preprint dell’articolo (ancora in attesa di essere accettato da una rivista scientifica, ma già consultabile online): le impronte digitali spettrali sono, appunto, quelle del cianogeno. 

Marco Micheli, astronomo al Neo Coordination Centre dell’Esa e associato Inaf. Ha contribuito all’astrometria e al calcolo orbitale che ha permesso di avere un’effemeride sufficientemente accurata per ottenere lo spettro

«In poche parole» spiega a Media Inaf Marco Micheli, astronomo al Neo Coordination Centre dell’Esa, associato Inaf e coautore dello studio, «nello spettro della cometa si possono vedere le linee di emissione di alcuni composti gassosi emessi dall’oggetto. In questo caso, avendo ottenuto uno spettro che copriva lunghezze d’onda dell’intervallo visibile, alcune specie potevano creare linee di emissione nel range spettrale analizzato, e la presenza di tali linee è la prova diretta della sua esistenza nella chioma cometaria. Tra i composti che hanno linee spettrali nel visibile, tipicamente il CN è il più facile da rilevare ed è presente in molte comete del nostro Sistema solare. Pertanto ci si aspettava che potesse essere individuabile anche su un oggetto abbastanza debole come la cometa Borisov. Trovarlo su un oggetto interstellare è la conferma che anche comete generate in sistemi solari diversi dal nostro hanno una chimica e una composizione simili alle nostre, e pertanto plausibilmente sono state originate da meccanismi simili».

E se vi state chiedendo se questa specie chimica sia l’unica emessa dalla cometa extrasolare, la risposta è no. «Ovviamente ci sono molti altri composti volatili su una cometa», aggiunge infatti Micheli. «Alcuni, presenti in grandi quantità, non hanno però righe di emissione alle lunghezze d’onda coperte da questo spettro, e pertanto non potevano essere visibili. Altri sono più rari, e pertanto la loro emissione è più debole rispetto al CN. Potranno forse essere individuati in futuro, osservando con telescopi più grandi e/o quando la cometa sarà più brillante e attiva, nei prossimi mesi».

Quanto alla precisione delle misure effettuate, l’astronomo non ha dubbi: «La linea di emissione del CN è estremamente ben visibile nello spettro ottenuto, e dalla sua intensità è possibile derivare l’abbondanza di CN con una ottima precisione, pertanto direi che la misura può considerarsi estremamente affidabile».

Per saperne di più:

  • Leggi su arXiv.org il preprint dell’articolo “Detection of CN gas in Interstellar Object 2I/Borisov” di Alan Fitzsimmons, Olivier Hainaut, Karen Meech, Emmanuel Jehin, Youssef Moulane, Cyrielle Opitom, Bin Yang, Jacqueline V. Keane, Jan T. Kleyna, Marco Micheli e Colin Snodgrass

Quelle nidiate di stelle nella Via Lattea

Gruppi e filamenti di stelle nella Via Lattea. Crediti: M. Kounkel & K. Covey (2019)

Non amano la vita solitaria, le stelle. Soprattutto quando si tratta di muovere i primi passi nelle sterminate praterie della galassia: molte lo fanno rimanendo per lunghissimi periodi entro i confini delle proprie nidiate d’origine. Nidiate che prendono i nomi di ammassi, associazioni, gruppi cinematici. Individuarle non è facile: occorre infatti stabilire quali stelle fanno parte della stessa nidiata. Ma ora, grazie a quel forziere apparentemente inesauribile di dati che è la seconda data release (Dr2) del telescopio spaziale Gaia dell’Esa (un elenco dei moti e delle posizioni di oltre un miliardo di stelle con una precisione senza precedenti) e a un algoritmo di machine learning in grado di scoperchiarlo, sono ben 2000 in più rispetto a prima gli ammassi e i gruppi stellari conosciuti nel raggio di 3000 anni luce da noi.

Un passo avanti assai significativo per chi si occupa di ricostruire l’evoluzione della Via Lattea, perché mentre determinare l’età delle singole stelle è spesso un’impresa ardua, in quanto stelle medie con masse simili ma età differenti si somigliano, per le nidiate la datazione è molto più affidabile.

Ma la scoperta più recente, pubblicata la settimana scorsa su The Astrophysical Journal da Marina Kounkel e Kevin Covey della Western Washington University (Usa), è che circa la metà di queste “cucciolate” si dispone lungo dei filamenti: stringhe di stelle coetanee che tendo a rimanere insieme molto più a lungo di quanto si ritenesse.

«Pensavamo che le giovani stelle abbandonassero la culla nell’arco di pochi milioni di anni dopo essersi formate, perdendo completamente i legami con la loro famiglia d’origine», dice Kounkel. «Sembra invece che le stelle possano restare vicine alle loro sorelle anche per qualche miliardo di anni».

Le “famiglie di stelle” individuate grazie ai dati di Gaia. Crediti: Esa/Gaia/Dpac; M. Kounkel & K. Covey (2019)

Non solo. I dati di Gaia hanno mostrato che queste stringhe non presentano un addensamento centrale (segno del fatto che la struttura filamentosa è probabilmente primordiale) e hanno un orientamento preferenziale rispetto ai bracci della galassia. Orientamento che dipende dall’età delle loro stelle. Quelle più giovani – quelle con stelle d’età inferiore ai 100 milioni di anni – tendono a formare angoli retti rispetto al braccio di spirale più vicino al Sistema solare. Quanto alle stringhe più antiche, gli astronomi ritengono che fossero disposte perpendicolarmente rispetto ai bracci nei quali si formarono.

«La vicinanza e l’orientamento delle stringhe più giovani rispetto agli attuali bracci di spirale della Via Lattea suggeriscono che le stringhe più vecchie siano un importante “reperto fossile” della struttura a spirale della nostra galassia», spiega Covey. «La natura dei bracci di spirale è ancora dibattuta: ancora non si è stabilito se si tratti di strutture statiche o dinamiche. Studiare le stringhe di stelle più vecchie ci aiuterà a capire se i bracci siano per lo più statici o se, al contrario, si muovano, o si dissolvano per poi riformarsi, nel corso di alcune centinaia di milioni di anni – grosso modo il tempo che impiega il Sole per orbitare un paio di volte attorno al centro galattico».

Per saperne di più:

Guarda il servizio video su MediaInaf Tv:

Prima mappa 3D della barra della Via Lattea

Distribuzione di 150 milioni di stelle nella Via Lattea sovrapposta a una vista artistica della nostra galassia. Le stelle sono state analizzate utilizzando i dati della seconda release della missione Gaia dell’Esa e dati da survey in infrarosso e in ottico. Le regioni in giallo e arancio indicano una maggiore densità di stelle. Una parte delle stelle tracciate si trova più vicino al Sole (la chiazza gialla nella parte inferiore dell’immagine), mentre nella porzione centrale della galassia è visibile una regione grande e allungata densa di stelle: si tratta della prima indicazione geometrica della barra galattica. Crediti: Esa/Gaia/Dpac, A. Khalatyan (Aip) & StarHorse team; Nasa/Jpl-Caltech/R. Hurt (Ssc/Caltech)

Da quando è stata lanciata, la missione Gaia dell’Agenzia spaziale europea ha già prodotto due release dei dati. La prima, la data release 1 (Dr1), è un catalogo impressionante di stelle pubblicato nel 2016, dopo solo due anni dalla prima luce del satellite – quella della stella Sadalmelik, nota anche come Alpha Aquarii. La seconda release (Dr2) – contenente la luminosità, le posizioni, le distanze e i movimenti nel cielo di oltre un miliardo di stelle della nostra galassia, insieme a informazioni su altri corpi celesti – è invece stata rilasciata lo scorso anno. Una mole enorme di dati la cui analisi ha richiesto un grande lavoro di squadra. Lavoro che sta però portando a raccogliere i suoi frutti.

Combinando questi dati con quelli ottenuti da osservazioni complementari nell’infrarosso e nell’ottico, eseguite da telescopi da terra e dallo spazio (i cataloghi fotometrici di Pan-Starrs1, 2Masse AllWise), un team di astronomi del Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (Aip) e dell’Universitat de Barcelona ha ricostruito per la prima volta, nello spazio a tre dimensioni, la barra centrale della Via Lattea. E questo a partire da misure dirette delle stelle che formano la grande struttura dalla caratteristica forma allungata che si trova al centro della nostra galassia.

«Sapevamo che sarebbe stato cruciale calcolare meglio le distanze delle stelle osservate da Gaia al fine di avere una migliore visione delle regioni interne della galassia», spiega Cristina Chiappini, una delle coautrici dello studio, già ricercatrice presso l’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Trieste e attualmente in forza all’Aip, in Germania. «Lì in quella zona le stelle non solo sono molto lontane, ma la loro luce è anche offuscata dall’abbondante polvere fra quelle regioni e noi. Per un volume piccolo e a noi vicino il metodo della parallasse di Gaia va benissimo – è molto preciso e può essere facilmente trasformato in distanze – ma per gli oggetti lontani e offuscati dalla polvere questo non funzionerebbe».

Cristina Chiappini, coautrice dello studio pubblicato su Astronomy & Astrophysics

«Abbiamo quindi utilizzato altre informazioni disponibili», continua la ricercatrice, «ottenendo distanze precise, che hanno dimostrato ciò che in realtà ci si aspettava. Riuscirci con i soli dati di Gaia non sarebbe stato possibile. Benché sapessimo, da altri dati, dell’esistenza della barra, in questo studio ci siamo potuti avvalere di un grande numero di stelle. E molte di più se ne aggiungeranno quando potremo combinare i nostri dati con spettri come quelli della survey Apogee (una survey nel vicino infrarosso che può penetrare nelle polveri)».

Quanto al futuro prossimo, in vista delle terza release dei dati di Gaia, Chiappini ha già le idee ben chiare. «Nei prossimi giorni”, dice a Media Inaf, «inizieremo a ottenere spettri per un gran numero di stelle con il telescopio 4Most dell’Eso e, in particolare, con la survey 4Midable-Lr – di cui io sono il principal investigator insieme ad altri due colleghi, Ivan Minchev ed Else Starkenburg. Speriamo di ottenere spettri per oltre 10 milioni di stelle. Spettri che, combinati con quelli nel vicino infrarosso da Apogee e della Sloan Digital Sky Survey, porteranno a una visione più nitida della galassia in generale e delle regioni più interne in particolare».

Per saperne di più:

Guarda sul canale YouTube dell’Esa il video “Revealing the galactic bar”:

Cern ed Esa insieme per lo studio delle radiazioni

L’11 luglio scorso il Cern e l’Esa hanno sottoscritto un accordo di collaborazione per affrontare insieme la sfida di operare in ambienti con radiazioni pericolose, come quelle presenti sia nei laboratori di fisica delle particelle che nello spazio. L’accordo riguarda ambienti radioattivi, strutture e tecnologie con potenziali applicazioni sia per i sistemi spaziali sia per gli acceleratori o gli esperimenti di fisica delle particelle.

Questo primo protocollo di attuazione della cooperazione bilaterale Cern-Esa copre una vasta gamma di attività, da aspetti generali quali il coordinamento, il finanziamento e lo scambio di personale, a un elenco di impianti di produzione di radiazioni per attività di R&D congiunte. L’accordo esplicita inoltre la volontà da parte di entrambe le organizzazioni di sostenere gli studenti di dottorato che lavorano su campi d’interesse comune concernenti le radiazioni.

L’accordo identifica sette progetti specifici con priorità elevata: test con elettroni ad alta energia; test con ioni pesanti ad alta penetrazione; valutazione di conformità della componentistica e dei moduli commerciali (Cots) per Extreme Energy Events; dimostrazione della tecnologia in orbita; componentistica e moduli radiation-hard e radiation-tolerant; rilevatori, monitor e dosimetri per radiazioni; e strumenti di simulazione per gli effetti delle radiazioni.

In alcuni casi, sono già stati raggiunti importanti risultati preliminari: nella facility Clear/Vesper del Cern sono stati eseguiti test con elettroni ad alta energia per la missione Juice, per simulare l’ambiente di Giove. Sempre al Cern, nella Sps North Area, sono stati inoltre testati componenti complessi con ioni di xeno e di piombo, per un’analisi approfondita degli effetti dei raggi cosmici galattici. Queste attività proseguiranno, e le nuove attività saranno attuate sotto il coordinamento del Cern-Esa Committee on Radiation Issues.