Tre milioni di dollari ai “fotografi“ del buco nero

Elisabetta Liuzzo (sx) e Kazi Rygl (dx). Crediti: Media Inaf

Il premio Breakthrough 2020 per la Fisica fondamentale è stato assegnato alla collaborazione dell’Event Horizon Telescope (Eht) “per la prima immagine di un buco nero supermassiccio grazie a una rete di telescopi su scala globale”. Nel team che verrà ufficialmente premiato il 3 novembre prossimo all’Ames Research Center della Nasa a Mountain View, in California, fanno parte le ricercatrici dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) Elisabetta Liuzzo e Kazi Rygl.

Giunto alla sua ottava edizione, il Breakthrough Prize, noto come “Oscar della scienza”, premia ogni anno le ricerche e le scoperte più importanti nelle scienze della vita, nella fisica e nella matematica. I soci finanziatori della Breakthrough Prize Foundation sono Sergey Brin, Priscilla Chan, Mark Zuckerberg, Ma Huateng, Yuri e Julia Milner, Anne Wojcicki. Considerato il premio scientifico più generoso al mondo, ogni Breakthrough Prize ammonta a 3 milioni di dollari. Questo importo verrà equamente ripartito tra i 347 scienziati che hanno firmato i sei articoli scientifici pubblicati dalla collaborazione Eht il 10 aprile 2019.

Elisabetta Liuzzo è raggiante: «La notizia del premio è stata inaspettata e sorprendente! Costituisce l’ennesima conferma dei traguardi incredibili che più di trecento persone possono raggiungere insieme. È un onore essere parte di questa collaborazione internazionale e un privilegio aver avuto l’opportunità di contribuire a questi risultati». Le fa eco Kazi Rygl: «È fantastico aver ottenuto questo riconoscimento pubblico facendo ciò che ci piace. Un raggiungimento straordinario per la nostra collaborazione che premia lo sforzo di tanti scienziati ed ingegneri appassionati sparsi in tutto il globo. Ad meliora et maiora semper

«È con grande soddisfazione che apprendiamo questa notizia, sia per l’importante risvolto scientifico di questo risultato, sia soprattutto per il suo rilievo tecnologico: il Breakthrough Prize è infatti un premio alle innovazioni che portano svolte radicali, e l’Inaf anche in questo caso è protagonista, confermando ancora una volta le sue eccellenze a livello internazionale» sottolinea il presidente dell’Istituto nazionale di astrofisica, Nichi D’Amico.

Il buco nero supermassiccio al centro di Messier 87. Crediti: The Event Horizon Telescope

L’Event Horizon Telescope è un gruppo di otto radiotelescopi da Terra che opera su scala planetaria, nato grazie a una collaborazione internazionale e progettato con lo scopo di catturare le immagini di un buco nero. Obiettivo che è stato raggiunto e presentato il 10 aprile scorso, quando è stata mostrata al pubblico la prima immagine di un buco nero supermassiccio, quello al centro di Messier 87, un’enorme galassia situata nel vicino ammasso della Vergine. Questo buco nero dista da noi 55 milioni di anni luce e ha una massa pari a 6,5 miliardi e mezzo di volte quella del Sole.

L’Inaf ha un importante coinvolgimento nella rivoluzionaria osservazione come parte del progetto europeo BlackHoleCam (Bhc), il cui project Scientist è l’italiano Ciriaco Goddi, già in forza all’Inaf e attualmente ricercatore presso la Radboud University nei Paesi Bassi, nonché segretario del consiglio scientifico del consorzio Eht. Elisabetta Liuzzo e Kazi Rygl dell’Istituto nazionale di astrofisica a Bologna sono due ricercatrici del nodo italiano dell’Alma Regional Centre, uno dei sette che compongono la rete europea che fornisce supporto tecnico-scientifico agli utenti di Alma, e che è ospitato proprio presso la sede dell’Inaf – Istituto di radioastronomia a Bologna. Nel 2018 entrambe sono entrate a far parte del progetto Bhc finanziato dall’Erc come partner del progetto Eht, e fanno a tutti gli effetti parte dell’Event Horizon Telescope Consortium, in cui sono membri dei gruppi di lavoro che si occupano di calibrazione e imaging. A completare la squadra italiana coinvolta nel progetto Eht ci sono Luciano Rezzolla, astrofisico della Goethe University di Francoforte nonché principal investigator di BlackHoleCam, e Mariafelicia De Laurentis, dell’Università Federico II di Napoli e associata Infn.

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Osservati i primi istanti di vita di una kilonova

Rappresentazione artistica di due stelle di neutroni piccolissime, ma molto dense, sul punto di fondersi e esplodere come kilonova. Crediti: Eso/L. Calçada/M. Kornmesser

Gw 170817 non smette di sorprenderci. Grazie a quella prima rilevazione di un’onda gravitazionale generata durante la fusione di due stelle di neutroni e associata a un breve e debole lampo gamma, è stato possibile “rileggere” i dati riferiti a un lampo gamma osservato nell’agosto 2016, trovando nuove prove della nascita di una kilonova che sarebbe passata inosservata durante le osservazioni iniziali.

Lo studio, pubblicato oggi sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, è stato realizzato da un team guidato dall’italiana Eleonora Troja, ricercatrice del Dipartimento di astronomia dell’Università del Maryland, e vede Roberto Ricci dell’Inaf di Bologna, Andrea Tiengo e Giovanni Novara della Scuola universitaria superiore Iuss di Pavia e associati all’Inaf, tra i co-autori.

Gli astronomi ipotizzano che buona parte dell’oro e del platino presenti sulla Terra si siano formati come risultato di antiche kilonove nate dalla collisione di stelle di neutroni. La fusione rilevata nel 2017 degli osservatori per onde gravitazionali Ligo e Virgo ha dato origine a una kilonova, fornendo la prima prova convincente che le kilonove producono grandi quantità di metalli pesanti e confermando le previsioni teoriche.

Sulla base dei dati rilevati nell’evento del 2017, gli astronomi hanno iniziato a capire meglio come una kilonova dovrebbe apparire a chi la osserva da terra. Troja e il suo team hanno quindi riesaminato i dati riferiti a un lampo di raggi gamma esploso nell’agosto 2016 trovando le tracce di una kilonova che erano sfuggite a una prima analisi delle osservazioni iniziali.

Eleonora Troja, prima autrice dello studio, ricercatrice all’Università di Maryland, e Roberto Ricci, ricercatore all’Inaf  di Bologna

«L’evento del 2016 è stato molto entusiasmante. Era vicino e visibile da tutti i principali telescopi, compreso il telescopio spaziale Hubble della Nasa e dell’Esa. Ma non corrispondeva alle nostre previsioni: ci aspettavamo di vedere l’emissione infrarossa diventare sempre più brillante nell’arco di diverse settimane», dice Eleonora Troja, che ha anche un incarico anche presso il Goddard Space Flight Center della Nasa. «Dieci giorni dopo l’evento, non era rimasto quasi nessun segnale. Eravamo tutti molto delusi. Poi, a un anno di distanza, si è verificato l’evento rilevato con Ligo e Virgo. Abbiamo guardato i nostri vecchi dati con occhi nuovi e ci siamo resi conto di aver visto una kilonova nel 2016. I due eventi coincidevano quasi perfettamente. I dati a infrarossi per entrambi gli eventi hanno luminosità simili ed esattamente la stessa scala temporale».

Secondo Troja, le informazioni raccolte nel corso dell’evento del 2016 non contengono così tanti dettagli quanto le osservazioni dell’evento rilevato da Ligo e Virgo, ma a fare la differenza è la copertura delle prime ore dell’evento, che manca nelle osservazioni dell’evento del 2017. Quei dati hanno rivelato nuove e importanti informazioni sulle prime fasi di vita di una kilonova. Il team ha potuto osservare per la prima volta il nuovo oggetto prodotto dopo la collisione, che non era visibile nei dati dell’evento Ligo/Virgo.

Il Neil Gehrels Swift Observatory della Nasa ha iniziato infatti a monitorare l’evento del 2016, noto come Grb 160821B, a pochi minuti dalla sua rilevazione. Questo ha permesso al gruppo di ricerca di raccogliere nuove informazioni non disponibili per l’evento Ligo/Virgo, che ha avuto inizio solo 12 ore dopo la collisione iniziale.

Le somiglianze tra i due eventi suggeriscono che anche la kilonova del 2016 sia nata dalla fusione di due stelle di neutroni. Le kilonove potrebbero anche essere l’esito della fusione di un buco nero e di una stella di neutroni, ma non è noto se un tale evento potrebbe dare una firma diversa nelle osservazioni a raggi X, infrarossi, radio e luce visibile.

«Il residuo potrebbe essere una stella di neutroni ipermassiva altamente magnetizzata, nota come magnetar, che è sopravvissuta alla collisione e poi è collassata in un buco nero», dice Geoffrey Ryan, postdoctoral fellow dello Joint Space-Science Institute (Jsi), anche lui in forze al Dipartimento di astronomia dell’Università del Maryland e co-autore dell’articolo. «Questo è interessante perché la teoria suggerisce che una magnetar dovrebbe rallentare o addirittura arrestare la produzione di metalli pesanti, che è l’origine della luce infrarossa di una kilonova. La nostra analisi suggerisce che i metalli pesanti sono in qualche modo in grado di sfuggire all’influenza dell’oggetto residuo».

«L’analisi dei dati di questo evento si inserisce nel solco degli studi fatti a seguito di Gw 170817 e arricchisce la nostra comprensione di come avvengono queste grandi esplosioni cosmiche. Il mio ruolo è stato l’analisi dei dati radio del Very Large Array da cui è risultata visibile l’emissione di uno shock inverso nel getto del lampo gamma, non sempre rivelabile in osservazioni di follow-up», sottolinea Roberto Ricci, co-autore dello studio in forze all’Inaf di Bologna.

Il gruppo della Scuola universitaria superiore Iuss di Pavia, che collabora da diversi anni su questi temi con l’Inaf, si è invece occupato dell’analisi dei dati del satellite dell’Esa Xmm-Newton, che hanno permesso di studiare l’emissione di raggi X fino a circa 10 giorni dopo il lampo gamma. «Le osservazioni con Xmm-Newton, insieme a quelle ottenute nella banda radio, sono state fondamentali per caratterizzare l’emissione generata dal getto del lampo gamma, che contamina pesantemente l’emissione della kilonova nella banda ottica e infrarossa. Solo così è stato possibile studiare un segnale davvero pulito», aggiunge Andrea Tiengo.

Troja e i suoi colleghi prevedono di applicare quanto appreso per rivalutare gli eventi passati, migliorando al contempo il loro approccio alle osservazioni future. Sono stati identificati diversi eventi candidati con osservazioni in banda ottica, ma la scienziata è più interessata a eventi che abbiano una forte firma nell’infrarosso, indicatore spia della produzione di metalli pesanti.

«Il segnale infrarosso molto luminoso di questo evento lo rende la kilonova più chiaramente osservata nell’universo lontano», conclude Troja. «Sono molto interessata a come le proprietà della kilonova cambino in base ai diversi progenitori e ai residui finali. Osservando un numero maggiore di questi eventi, possiamo imparare che ci sono molti tipi diversi di kilonove tutti nella stessa famiglia, come sappiamo già essere per le supernove. È davvero entusiasmante poter costruire le nostre conoscenze in tempo reale».

Per saperne di più:

  • Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “The afterglow and kilonova of the short GRB 160821B, di E. Troja, A. J. Castro-Tirado, J. Becerra González, Y. Hu, G. S. Ryan, S. B. Cenko, R. Ricci, G. Novara, R. Sánchez-Rámirez, J. A. Acosta-Pulido, K. D. Ackley, M. D. Caballero García, S. S. Eikenberry, S. Guziy, S. Jeong, A. Y. Lien, I. Márquez, S. B. Pandey, I. H. Park, T. Sakamoto, J. C. Tello, I. V. Sokolov, V. V. Sokolov, A. Tiengo, A. F. Valeev, B. B. Zhang e S. Veilleux

Quel disco che non t’aspetti attorno al buco nero

Rappresentazione artistica del tenue disco attorno al buco nero centrale della galassia Ngc 3147. Crediti: Esa/Hubble, M. Kornmesser

Un tenue disco di materia è stato individuato dove non avrebbe dovuto esserci, ovvero attorno al buco nero supermassiccio nel centro della poco luminosa galassia Ngc 3147, distante 130 milioni di anni luce da noi. A scoprirlo è stato un team internazionale di ricercatori guidato da Stefano Bianchi, dell’Università degli Studi Roma Tre e a cui hanno partecipato anche colleghe e colleghi dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) e dell’Agenzia spaziale italiana (Asi), grazie alle riprese del telescopio spaziale Hubble di Nasa ed Esa. Il lavoro che descrive la scoperta viene pubblicato oggi sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

La scoperta di un disco di materia attorno al buco nero centrale di una galassia a bassa luminosità come Ngc 3147 ha sorpreso gli astronomi. I buchi neri in certi tipi di galassie come Ngc 3147 sono infatti considerati “affamati”, in quanto attorno a loro non vi è sufficiente materiale catturato gravitazionalmente che possano ingurgitare e grazie al quale sono in grado di emettere enormi quantità di energia, sotto forma di getti e radiazione elettromagnetica, come la luce, ma anche più energetica, fino ai raggi X e gamma. La tenue struttura individuata nel cuore della galassia Ngc 3147, che può essere considerata a tutti gli effetti una copia sbiadita dei luminosi dischi attorno ai buchi neri centrali delle galassie attive, è una novità assoluta per chi studia questi oggetti celesti estremi.

«Questo è il primo, affascinante sguardo che abbiamo ottenuto di un disco così debole, tanto vicino al buco nero che le velocità della materia che lo compone e l’eccezionale forza di attrazione gravitazionale del buco nero che orbita influenzano notevolmente il modo in cui vediamo la luce emessa da questo sistema finora unico nel suo genere», dice Bianchi, che è anche ricercatore associato all’Inaf.

Osservare e misurare gli effetti estremi legati all’interazione tra materia, radiazione elettromagnetica e gravità nel cuore di Ngc 3147 è di estremo interesse per testare le teorie della relatività di Albert Einstein, come conferma Marco Chiaberge, in forza all’Stsci e alla Johns Hopkins University, anche lui nel team che ha realizzato la scoperta: «Non avevamo mai visto gli effetti della Relatività generale e speciale sulla luce visibile con un’accuratezza simile».

La galassia a spirale Ngc 3147, distante 130 milioni di anni luce da noi, in tutto il suo splendore. Crediti: Esa/Hubble & Nasa, A. Riess et al.

I dati raccolti dallo strumento Stis (Space Telescope Imaging Spectrograph) di Hubble hanno permesso di raccogliere preziose informazioni sulla velocità con cui ruota la materia del disco attorno al buco nero, pari a oltre il 10 per cento di quella della luce. Con questi valori così estremi, il gas sembra risultare più brillante mentre si sposta verso la Terra e al contrario perde luminosità mentre si allontana da noi. Questo effetto è noto come Doppler boosting o relativistic beaming. Le osservazioni di Hubble mostrano inoltre che la materia del disco è così profondamente dominata dalla forza di gravità del buco nero, la cui massa stimata è di 250 milioni di volte quella del Sole, che anche la luce prodotta dal gas che lo compone fa fatica a sfuggirgli, e ci arriva con lunghezze d’onda grandi e ci appare più arrossata. «Grazie agli effetti di distorsione della luce proveniente dal disco di gas siamo riusciti a misurare la sua distanza dal buco nero, che corrisponde a 30 miliardi di km, pari a circa 6 volte la distanza tra il Sole e Nettuno», aggiunge Andrea Marinucci, ricercatore dell’Asi, che ha partecipato allo studio.

Il team ha deciso di studiare in dettaglio il cuore della galassia Ngc 3147 proprio per verificare gli attuali modelli teorici che descrivono le proprietà delle galassie attive con bassa luminosità, ovvero quelle che ospitano nel loro centro buchi neri di grande massa ma “affamati”. Questi modelli suggeriscono che i dischi di materiale dovrebbero formarsi quando grandi quantità di gas vengono catturate dalla formidabile attrazione gravitazionale prodotta da un buco nero supermassiccio, emettendo così una enorme quantità di luce, come un potentissimo faro: quello che gli astronomi chiamano quasar.

«Il tipo di disco che vediamo è un quasar ridimensionato che non ci aspettavamo potesse esistere», sottolinea Alessandro Capetti dell’Inaf a Torino, anch’egli nel team di Bianchi. «È lo stesso tipo di disco che vediamo negli oggetti che sono 1000 o anche 100.000 volte più luminosi. È quindi evidente che le previsioni degli attuali modelli per galassie attive molto deboli in questo caso falliscono».

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Registrare le chiamate: cosa rischiano i clienti Vodafone, TIM , Wind e Iliad

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Registrare le chiamate è una pratica comune in vari ambiti. Spesso è un metodo utilizzato per raccogliere prove, altre volte viene fatto semplicemente a scopo ricreativo. Bisogna però fare molta chiarezza, per non incorrere in problemi. La registrazione delle chiamate è infatti illegale nel nostro paese, qualsiasi sia l’uso che ne vogliamo fare.

Qualora il nostro interlocutore non sia avvisato per tempo infatti si potrebbe essere passibili di una denuncia penale. Facciamo chiarezza e vediamo una serie di utili applicazioni per registrare le nostre chiamate sui dispositivi Android.

Registrare le chiamate: come fare con Vodafone, TIM , Wind Tre e Iliad

Dando per scontato che abbiate già avvertito l’interlocutore o gli interlocutori, per effettuare la registrazione ci servirà un applicazione. Dovremo infatti recarci sul nostro store ed effettuare il download di una di queste tre in base alle nostre esigenze. Alcune potrebbero essere presenti anche su dispositivi iOS qualora ne abbiate bisogno. Scopriamole insieme:

  • Call Recorder è la più completa e ben realizzata. Potremo registrare tutte le chiamate, sia in entrata che in uscita. Potranno poi essere salvate sulla memoria interna del nostro smartphone o sul cloud. I servizi cloud permessi sono molteplici, tra cui: Google Drive, Dropbox ecc. Vi consigliamo di fare attenzione alla lista di autorizzazioni che vi verranno richieste quando andrete ad installarla.
  • Cube Call Recorder ACR è invece un applicazione rivolta a chi vuole registrare chiamate “social”. Ci permette quindi di registrare le chiamate effettuate via Internet. Riusciremo quindi a registrare le chiamate diSkype, Messenger e Whatsapp.
  • TapeAcall è una di quelle applicazioni disponibili solo su Android. E’ presente sia la versione Free che quella Pro. Nella versione gratuita tuttavia potremo solo registrare i primi 60 secondi della nostra chiamata. Una scelta che purtroppo la rende quasi inutile. Pagando ovviamente la versione Pro sbloccheremo la registrazione completa delle chiamate.

Il 5G causerà la nostra estinzione in 5 anni a causa delle sue radiazioni

La rivoluzione 5G è alle porte, e con lei tutto il seguito di ambiti della vita quotidiana che cambieranno radicalmente con l’”update” alla nuova connessione.

Moltissime attività umane saranno intrise dello spirito 5G, dall’IoT alle smart cities. Ma per sostenere una rivoluzione di tali proporzioni, è anche necessario contare su un’ingente base infrastrutturale – messa a punto dalle compagnie telefoniche – e disponibile per la connessione probabilmente dall’inizio del 2020.

Ma in tutto questo fermento, cosa ne sarà della nostra specie? Riusciremo a risolvere in autonomia il gap tra il progresso tecnologico ideale e quello reale? Secondo alcuni scienziati, non saremo capaci di rispondere a questi quesiti, perché molto prima di poterlo fare condanneremo la nostra specie all’estinzione.

Perché il 5G ci farà estinguere

Secondo il ricercatore di fama mondiale – nonché docente emerito della Washington State University – Martin Pall, consentendo lo sbarco definitivo del 5G si sta spianando la strada all’estinzione della nostra specie.

Le parole dure pronunciate da Pall accusano le aziende di non aver mai svolto seri test biologici sull’organismo umano, per verificare la responsività dell’organismo a questo genere di radiazione. Insieme a lui, una nutrita schiera di scienziati e scienziate di tutto il mondo si attesta sulle medesime posizioni, producendo un grido finora rimasto, a quanto pare, inascoltato.

Sembra che il problema principale corrisponda ai danni che le radiazioni provenienti dal 5G potrebbero causare sulle cellule del nostro organismo. Ogni smartphone ha un proprio SAR, che per legge deve mantenersi sotto una soglia limite, ma nel caso del 5G questi parametri andrebbero rivisti in funzione della nuova situazione.

Il rischio principale, ossia il vero motivo per cui la specie potrebbe estinguersi, sta nell’ondata di infertilità che, secondo questi scienziati, investirà molta parte delle nuove generazioni. Le radiazioni del 5G modificheranno la struttura del genoma, creandovi all’interno sequenze sbagliate che determinerebbero l’impossibilità di produrre cellule sessuali (ovuli e spermatozoi) pienamente funzionanti. Dal momento che si gioca su un equilibrio già di per sé molto labile, il rischio diverrebbe estremamente concreto, se questo scenario dovesse verificarsi.

Ecco perché i sostenitori di un approccio più moderato alla nuova tecnologia sostengono che sia meglio aspettare di comprenderne bene gli effetti. Solo dopo, eventualmente, si potrà rendere la connessione disponibile alla fruizione del grande pubblico.

Favio Bortoletto ci ha lasciato

Favio Bortoletto davanti alla strumentazione di controllo dello specchio principale del Telescopio Nazionale Galileo, prima della sua installazione

Favio Bortoletto ci ha lasciato. Favio ha rappresentato lo sviluppo dei rivelatori a stato solido, I Ccd, in una epoca di transizione, in cui non era ovvio pensare che avrebbero completamente soppiantato lastre, intensificatori di immagini e tubi a conteggio di fotoni, su cui peraltro aveva lui stesso lavorato.

Ha diretto la squadra di Padova che si è occupato dell’ottica attiva, degli allineamenti e della messa in esercizio del Telescopio Nazionale Galileo, il 3.5m costruito alle Canarie sotto la guida di Cesare Barbieri.

«Non era facile lavorare con Fabio, come tutti lo chiamavano nonostante il suo vero nome che tradiva la sua origine sudamericana, ma le operazioni di montaggio, di allineamento, di messa in opera, con lui finivano sempre per assumere un sapore tra l’epico e l’indimenticabile» ricorda Roberto Ragazzoni, ora direttore dell’Osservatorio di Padova, col quale ha lavorato per oltre una decina d’anni.

In epoca piú recente Favio è stato anche uno dei pilastri della missione Euclid. Fin dall’inizio ha rappresentato il punto di riferimento per il funzionamento della catena dell’informazione, dai detector infrarossi (di cui era uno dei massimi esperti in Europa e non solo), all’elettronica di lettura. È stato un consulente determinante per il successo delle attività ESA e NASA sui rivelatori di Euclid, sui quali ha svolto determinant misure di caratterizzazione preliminare.

«Avere l’opinione di Favio è sempre stato importante per prendere le decisioni tecniche sull’elettronica di Euclid. Mi ha sempre impressionato la sua lucidità e la chiarezza nell’esposizione dei concetti, propria di chi conosce profondamente i complessi meccanismi di funzionamento degli strumenti» ricorda Luca Valenziano, responsabile scientifico per Inaf della missione Euclid.

Il Presidente, il CdA, il Direttore Generale, il Direttore Scientifico e il personale dell’Inaf sono vicini ai familiari e ai colleghi di Favio Bortoletto per la sua scomparsa.

Tutto quello che volevate sapere su Bennu

Questa serie di immagini è stata realizzata dalla sonda Osiris-Rex e ci mostra l’asteroide Bennu in una rotazione completa da 80 km di distanza. La fotocamera PolyCam della sonda ha ottenuto i trentasei frame da 2.2 millisecondi per un periodo osservativo di 4 ore e 18 minuti. Crediti: Nasa Goddard Space Flight Center/University of Arizona

Il piccolo asteroide Bennu oggi è protagonista nel mondo scientifico. Sono infatti sette i diversi articoli – pubblicati oggi su Nature, Nature Astronomy, Nature Geoscience e Nature Communications – che vanno a comporre una sorta di numero speciale interamente dedicato ai risultati delle ricerche svolte sull’asteroide, per indagarne l’evoluzione e capire il ruolo dei corpi celesti primordiali nella nascita della vita sul nostro pianeta.

Le analisi sono frutto delle indagini svolte grazie agli strumenti scientifici a bordo della sonda della Nasa Osiris-Rex, in cui l’Istituto nazionale di astrofisica partecipa con i ricercatori Maurizio Pajola, Elisabetta Dotto e John Robert Brucato, cui abbiamo chiesto un commento sui principali risultati ottenuti fino ad oggi, di cui si parla nei diversi articoli. Lo studio di Bennu, della sua forma e della sua evoluzione, ci aiuterà a raggiungere una maggiore comprensione di quella che è stata l’evoluzione del Sistema solare. Gli asteroidi, come le comete, sono dei residui rimasti del suo processo di formazione, e quello che si cerca di capire è se un asteroide come Bennu possa aver introdotto sulla Terra materiale contenente acqua e ricco di carbonio, contribuendo quindi anche alla nascita della vita.

«Bennu è uno dei numerosi piccoli corpi che, ruotando intorno al Sole, intersecano l’orbita del nostro pianeta», ricorda Elisabetta Dotto, dell’Inaf di Roma, membro dello science team di Osiris-Rex. «Gli impatti che questi oggetti hanno avuto con la Terra hanno modificato il corso della vita e, ancora oggi, costituiscono un potenziale pericolo per il nostro pianeta. Dal 1999, anno della sua scoperta, a oggi Bennu è stato oggetto di una campagna internazionale di osservazione da telescopi a Terra. Sulla base delle informazioni acquisite sappiamo che si tratta di un oggetto scuro e primitivo, simile ai piccoli corpi che si ritiene abbiano creato le condizioni adatte per l’innesco della vita sulla sul nostro pianeta, rilasciando con i loro impatti acqua e materiale organico appena formato».

Queste tre immagini acquisite dalla sonda Osiris-Rex della Nasa mostrano un’ampia inquadratura e due primi piani di una regione dell’emisfero settentrionale di Bennu. Le immagini sono state scattate il 25 febbraio mentre la navicella spaziale era in orbita intorno a Bennu, a circa 1,8 km dalla superficie dell’asteroide. Crediti: Nasa Goddard/University of Arizona

Le prime osservazioni provenienti dagli strumenti di bordo di Osiris-Rex confermano la presenza di minerali idrati diffusi e abbondanti. Le osservazioni hanno anche identificato la presenza inaspettata di numerosi grandi massi. Diverse caratteristiche, come la mancanza di piccoli crateri e l’aspetto eterogeneo della superficie, suggeriscono che essa comprenda diverse regioni appartenenti a epoche diverse, alcune residue dal corpo progenitore e altre frutto di attività più recente. Gli autori stimano che Bennu abbia un’età tra i 100 milioni e un miliardo di anni, quindi più vecchio di quanto previsto, e abbia avuto origine nella Cintura degli asteroidi.

«Non appena abbiamo iniziato a osservare Bennu da vicino», dice Maurizio Pajola, dell’Inaf di Padova, «abbiamo visto che la sua superficie è caratterizzata da una miriade di massi di svariate dimensioni. Questo aspetto era atteso dalla comunità scientifica visto che Bennu, con i suoi 500 metri di diametro, è quello che viene definito un asteroide ‘rubble-pile’, cioè non monolitico, ma costituito da parte dei frammenti rocciosi che formavano l’asteroide genitore, dal quale si è formato in seguito ad un impatto distruttivo. Prima dell’arrivo a Bennu le osservazioni radar fatte da Terra tra il 1999 ed il 2012 avevano indicato che avremmo trovato un unico masso di dimensione non superiore ai 10 metri. In realtà, grazie ad immagini ad alta risoluzione prese dallo strumento PolyCam di Osiris-Rex, abbiamo misurato questo masso scoprendo che è lungo 56 metri. In aggiunta, abbiamo scoperto che ci sono altri 3 massi con dimensioni che superano i 40 metri ed una densità per chilometro quadrato di più di 200 massi grandi 10 metri. Questi massi enormi non possono essersi formati tutti a seguito degli impatti che hanno formato i crateri presenti su Bennu, perché per dare origine a materiale di risulta di tali dimensioni l’asteroide sarebbe stato totalmente disintegrato. Sono quindi gli antichi frammenti dell’asteroide padre da cui Bennu è nato».

«Le osservazioni condotte dagli strumenti a bordo della sonda Osiris-Rex», aggiunge John Robert Brucato, esobiologo dell’Inaf di Firenze, in riferimento alle analisi spettroscopiche fatte su Bennu, «stanno mostrando un’inaspettata eterogeneità del materiale che costituisce l’asteroide: si sono osservate regioni molto scure, dove solo il 3 per cento della radiazione solare viene riflessa, e altre molto brillanti associate a massi di dimensione di qualche metro. Bennu è l’unico asteroide osservato fino ad oggi in cui è stata rivelata sulla superficie la presenza di magnetite, materiale che si forma quando l’idrossido di ferro è ossidato dalla presenza di acqua, e, cosa ancor più sorprendente, l’enorme abbondanza di silicati idrati, ovvero minerali che hanno subito una profonda alterazione dovuta alla presenza di acqua liquida. Le osservazioni spettroscopiche ottenute dagli spettrometri Ovirs, che indaga nel visibile e nel vicino infrarosso, e Otes, che osserva invece nell’infrarosso termico, hanno mostrato l’affinità di Bennu con meteoriti condriti carbonacee di un tipo molto raro, ricche di carbonio e materiale organico. Un’affinità che, quindi, pone fortemente l’accento sul ruolo degli asteroidi primitivi come Bennu nell’origine della vita sulla Terra. Inoltre, sono già state identificate alcune aree sulla superficie di Bennu dove la sonda Osiris-Rex dovrà atterrare per raccogliere il materiale che verrà riportato a Terra nel 2023 e studiato nei laboratori di tutto il mondo».

A fine luglio 2020 Osiris-Rex si poserà sulla superficie di Bennu per prelevare dei campioni, e chissà quali e quante altre informazioni riuscirà a darci su questo piccolo grande oggetto celeste.

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Galassie mai viste nella nuova mappa di Lofar

L’ammasso di galassie Abell 1314 si trova nella costellazione dell’Orsa Maggiore a una distanza di circa 460 milioni di anni luce dalla Terra. L’oggetto ospita emissioni radio su larga scala che sono state causate dalla sua fusione con un altro cluster. Le emissioni radio non termiche rilevate con il telescopio Lofar sono mostrate in rosso e rosa, e l’emissione termica dei raggi X rilevata con il telescopio Chandra è mostrata in grigio, sovrapposta a un’immagine ottica. Crediti: Amanda Wilber/Lofar Surveys Team

Un gruppo internazionale di oltre 200 ricercatori provenienti da 18 paesi, tra cui alcuni dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) e dell’Università di Bologna, ha pubblicato la prima tornata di articoli riguardanti la fase iniziale di un’importante survey realizzata con il potente telescopio europeo Low Frequency Array (Lofar), la più estesa rete per osservazioni radioastronomiche in bassa frequenza al mondo attualmente operativa. I ricercatori hanno rilevato centinaia di migliaia di galassie finora avvolte nel mistero, gettando nuova luce su molte aree di ricerca tra cui fisica dei buchi neri e lo studio dell’evoluzione degli ammassi di galassie. I primi 25 articoli che descrivono questi risultati (uno degli articoli è a prima firma italiana) sono stati pubblicati oggi in un numero speciale della rivista scientifica Astronomy & Astrophysics.

La radioastronomia permette di studiare aspetti dei fenomeni celesti che non sono accessibili in altre bande. Durante questa prima fase di rilevazioni, le antenne Lofar (25mila, raggruppate in 51 stazioni distribuite al momento in 7 stati europei) hanno osservato un quarto dell’emisfero settentrionale a basse frequenze. Con questi articoli, circa il 10 per cento dei dati viene reso pubblico. Lofar ha tracciato 300 mila sorgenti, quasi tutte galassie nel lontano Universo: i loro segnali radio hanno viaggiato miliardi di anni luce prima di raggiungere la Terra.

Questa immagine mostra come il radiotelescopio Lofar apre una nuova era per lo studio dell’Universo. In grigio è mostrata una porzione di cielo in luce visibile. Le tonalità arancioni mostrano la radiazione radio che viene emessa nella stessa parte del cielo. L’immagine radio sembra completamente diversa e cambia le nostre ipotesi su come le galassie nascono e si sviluppano. Crediti: Rafael Mostert/Lofar Team/Sloan Digital Sky Survey DR13

Lofar ha una sensibilità notevole e questo permette di rispondere a molte domande sulla formazione ed evoluzione dei buchi neri: per esempio è possibile vedere che getti di materiale sono presenti in tutte le galassie più massicce, il che significa che i loro buchi neri non smettono mai di “mangiare”. Ma con le antenne progettate e sviluppate da Astron, l’Istituto olandese per la radioastronomia, è possibile studiare nel dettaglio anche gli ammassi di galassie, cioè raggruppamenti di centinaia di migliaia di galassie circondate da un gas a temperature di centinaia di milioni di gradi: quando due ammassi interagiscono fra loro, producono emissioni radio che viaggiano per milioni di anni luce. Le antenne di Lofar sono progettate per essere sensibili proprio a queste emissioni.

«Quello che stiamo iniziando a vedere con Lofar», spiega Annalisa Bonafede, professoressa associata dell’Università di Bologna e ricercatrice dell’Inaf – Ira di Bologna, «è che, in alcuni casi, anche gli ammassi di galassie che non mostrano evidenza di forti interazioni possono mostrare questa emissione, ma a un livello molto basso che comunque in precedenza non era rilevabile. Questa scoperta ci dice che anche gli eventi di interazione minore fra ammassi possono innescare meccanismi di accelerazione di particelle su enormi scale».

La creazione di mappe radio a bassa frequenza richiede sia un notevole tempo di utilizzo dei telescopi che di calcolo ed è necessario l’impiego di grandi team per l’analisi dei dati. Le antenne di Lofar producono un’immensa quantità di dati – basti pensare che gli esperti hanno elaborato l’equivalente di dieci milioni di Dvd di dati.

Mappa con la distribuzione delle stazioni osservative che compongono Lofar. Crediti: Astron

«Questa serie di articoli vede un coinvolgimento significativo di ricercatori e associati Inaf a dimostrazione della vitalità della comunità radioastronomica Italiana. Oggi l’Inaf guida un consorzio nazionale che è membro della collaborazione Lofar e pertanto nell’immediato futuro ci aspettiamo un contributo molto importante all’esplorazione dei dati Lofar da parte della nostra comunità», aggiunge Gianfranco Brunetti, primo ricercatore all’Inaf – Ira di Bologna che da alcuni anni guida le ricerche Lofar nell’ambito degli ammassi di galassie, nonché coordinatore del consorzio Lofar italiano. «Inoltre va detto che oggi stiamo sviluppando degli strumenti per l’analisi dei dati Lofar che sono molto più potenti di quelli utilizzati in questi primi articoli e che ci permetteranno di ottenere immagini ancora più profonde e dettagliate».

I 25 articoli pubblicati nel numero speciale di Astronomy & Astrophysics sono stati condotti solo con il primo 2 per cento del rilevamento del cielo. Il team mira a ottenere immagini ad alta risoluzione dell’intero cielo del nord, rivelando così 15 milioni di sorgenti radio in totale.

Guarda il servizio video sul canale YouTube MediaInaf TV:

Per saperne di più:

  • Guarda sul sito di Lofar le altre immagini della survey
  • Consulta il numero speciale di Astronomy & Astrophysics “Lofar Surveys”. I ricercatori italiani che hanno partecipato, a vario titolo, a 21 dei 25 articoli sono: per l’Inaf (Ira di Bologna, Iasf Milano, Osservatorio di Cagliari) A. Botteon, M. Brienza, G. Brunetti, E. Carretti, R. Cassano, V. Cuciti, F. Gastaldello, R. Paladino, I. Prandoni, V. Vacca; per l’Università di Bologna A. Bonafede, F. Vazza e D. Dallacasa. Ricordiamo che l’Inaf guida un consorzio nazionale di cui fa parte anche il dipartimento di fisica dell’Università di Torino e ha pianificato di investire in Lofar circa 2,5 milioni di euro, da aprile 2018 e per i prossimi 4 anni, e parteciperà con il suo personale allo sviluppo della nuova generazione di dispositivi elettronici allo stato dell’arte che equipaggeranno il radiotelescopio diffuso europeo.

Sta arrivando Mr Potato

Giorno per giorno, il moto in cielo di (163899) 2003 SD220 nel dicembre 2018. Crediti: Tomruen / Wikimedia Commons

Non facciamoci mancare niente. Con questo Natale facciamo il pieno di corpi minori del Sistema solare. Non solo la cometa Wirtanen e le meteore Geminidi: avremo anche un asteroide.

Attore non protagonista di questo cielo di fine anno è infatti l’asteroide (163899) 2003 SD220 – questa la sua sigla identificativa, un po’ asettica come tutti i codici alfanumerici. Diamogli quindi un nomignolo simpatico, per esempio… Mr Potato! Perché il nome del personaggio che interviene nei momenti salienti nel cartone animato Peppa Pig (versione inglese)? È presto detto: osservazioni recenti del radiotelescopio di Arecibo ne hanno mostrato una forma piuttosto elongata, da renderlo somigliante a una patata.

Questo asteroide è interessante anzitutto perché rientra fra quelli classificati come potenzialmente pericolosi (Pha, Potentially Hazardous Asteroid): Mr Potato è infatti un bel sassone di circa 1 km di diametro – le ultime stime dicono circa 800 metri – che sabato prossimo, 22 dicembre, sfrecciando a oltre 22mila km/h, passerà a “soli” 2,8 milioni di km dalla Terra.

La distanza in gioco ci fa tirare un sospiro di sollievo: in pratica non corriamo alcun pericolo di impatto. Queste distanze, però, sono per gli astronomi bazzecole, quisquilie, pinzellacchere, come direbbe il mitico Totò – o, per i più piccini, come direbbe Anacleto, il gufo “altamente istruito” della Spada nella Roccia.

Se un asteroide di queste dimensioni colpisse il nostro pianeta, (statisticamente si stima che capiti una volta ogni milione di anni), le conseguenze sarebbero catastrofiche: distruzione ma anche effetti pesanti sul clima della Terra a livello globale. È quindi importante e necessario monitorare asteroidi come Mr Potato e misurare i loro parametri orbitali con la massima precisione possibile.

Viste le dimensioni dell’asteroide in questione e il suo “passaggio ravvicinato”, l’occasione è ghiotta per effettuare osservazioni radar dedicate a Mr Potato –  che risulta, nientepopodimeno, l’obiettivo radar più brillante dell’anno!

Proprio oggi, lunedì 17 dicembre, l’Agenzia spaziale italiana (Asi), l’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), ed il Jet Propulsion Laboratory della Nasa (Jpl) hanno effettuato osservazioni radar a tre, facenti parte di una campagna osservativa intercontinentale, a cui partecipano anche altre antenne del mondo.

Giuseppe Pupillo, ricercatore all’Inaf Ira di Bologna, qui alle prese con il tracciamento dell’asteroide alla Stazione radioastronomica di Medicina. Crediti: Daria Guidetti / Media Inaf

Le forze schierate nelle osservazioni odierne, alle 13:53 ora locale italiana, sono rispettivamente: la parabola dell’Osservatorio di Goldstone (Nasa/Jpl) da 70 metri, situata nel deserto del Mojave in California; il Sardinia Radio Telescope (San Basilio, Cagliari) in configurazione Sdsa (Sardinia Deep Space Antenna) da 64 m per l’Asi; e la parabola Vlbi da 32 metri a Medicina (Bologna) per l’Inaf.

«Stiamo partecipando a un esperimento radar bistatico intercontinentale che ci darà l’opportunità di mettere alla prova alcuni nuovi sistemi di acquisizione e modalità osservative radar», spiega Giuseppe Pupillo, astronomo della Stazione radioastronomica di Medicina. «Tra questi, il prototipo di uno spettrometro ad alta risoluzione, sviluppato qui a Medicina, che opererà in tempo reale sui segnali ricevuti».

«Si tratta della prima volta che la Sardinia Deep Space Antenna viene utilizzata per fare osservazioni di asteroidi, in linea con i progetti dell’Agenzia spaziale italiana nel campo del monitoraggio di questi oggetti», ricorda Ettore Perozzi, responsabile per l’Asi della Space Situational Awareness (Ssa).

Nell’esperimento di oggi, l’asteroide in questione è stato “bersagliato” dalla parabola di Goldstone con onde radio alla frequenza di 8.6 GHz che, dopo aver colpito Mr Potato, sono state riflesse a Terra pronte per essere ricevute dalle antenne italiane “in ascolto”.

Sembra che tutto sia andato bene – gli echi riflessi sono stati ricevuti “forti e chiari”, ovvero con un rapporto segnale/rumore eccellente – ma già si stanno preparando nuove osservazioni radar.

Il resto alla prossima puntata. Restate in ascolto anche voi, e, intanto, buone feste.

BepiColombo: occhi aperti, aspettando Mercurio

Il team di Simbio-sys nella control room dell’Esa a Darmstadt, in Germania, subito dopo l’accensione dello strumento avvenuta con successo

Nuova importante tappa per la misisone BepiColombo dedicata allo studio del pianeta Mercurio. Dopo la messa in funzione dell’accelerometro Isa, Il 10 dicembre scorso infatti il team di Simbio-Sys, formato da personale dell’Inaf, Università di Padova, Università Parthenope, Cnr-Ifn, Ias, Lesia Parigi e con Gabriele Cremonese di Inaf-Padova come principal investigator, ha inviato con successo, dalla Mission Control Room dell’Esoc a Darmstadt, in Germania, i primi comandi di accensione dello strumento, composto da tre canali, a bordo della sonda BepiColombo.

Simbio-Sys è stato finanziato e supportato nelle varie attività dall’Agenzia Spaziale Italiana (Asi). I tre strumenti che lo compongono sono stati realizzati con una tecnologia d’avanguardia dall’industria italiana Leonardo spa, che ha anche supportato le attività di commissioning: Hric è la camera ad alta risoluzione, Stc la stereo camera e infine Vihi è lo spettrometro ad alta risoluzione. Insieme i tre strumenti saranno in grado di agire come un geologo, ovvero di fornire tutte le informazioni sulla geomorfologia di Mercurio: modello 3D del pianeta, immagini ad alta risoluzione di target particolarmente rilevanti e una mappa mineralogica dettagliata. L’accensione è avvenuta mentre BepiColombo si trovava a circa 20 milioni di km dalla Terra, seguita da una lunga serie di procedure per il cosiddetto commissioning dello strumento, durato 3 giorni.

La foto, presa durante il test di funzionamento contemporaneo dei tre canali di simbio-sys, restituisce una visione d’insieme dei dati inviati dallo strumento

La conferma del corretto funzionamento è avvenuta tramite l’antenna di 35 m della stazione di terra di Malargue, in Argentina, che ha cominciato a ricevere i dati trasmettendoli al centro di controllo e nel caso di Simbio-Sys rappresenta il 50% di tutti i dati generati da BepiColombo in questo primo commissioning.

La complessità dello strumento ha comportato la preparazione e l’esecuzione di centinaia di procedure per verificare gran parte delle funzionalità dello strumento, con le ultime che sono state provate solo il 7 dicembre, quindi 3 giorni prima l’inizio delle operazioni, con qualche preoccupazione di Esa.

Gabriele Cremonese ha dichiarato: «È stata una grande soddisfazione vedere tutti e tre gli strumenti accendersi e rispondere ai nostri comandi, con una certa suspence dovuta ai due minuti luce necessari per avere una risposta ogni volta che interrogavamo lo strumento. Eravamo comunque tutti ben preparati e organizzati, eravamo in 10 nella stanza per i team scientifici (Pisa room) e uno nella control room insieme al personale Esa. Ognuno aveva un compito preciso, dal controllo di un canale alla ricezione e interpretazione dei dati ricevuti. E ogni volta che si è presentata una situazione dubbia tutti insieme analizzavamo le varie soluzioni. Quindi un grande grazie ad Andrea, Cristina, Emanuele, Michele, Leonardo, Mathieu, Raffaella, Romolo, Vincent, Vincenzo».

Guarda su MediaInaf Tv l’intervista a Valentina Galluzzi su Simbio-Sys: