Modello di nova. Crediti: Inaf-Osservatorio astronomico di Palermo/S.Orlando, Nasa/Cxc/M.Weiss

Per osservarla c’è voluta moltissima pazienza. Per comprenderla a fondo, però, è stato necessario anche un modello tridimensionale in grado di riprodurne al computer i processi idrodinamici. Stiamo parlando della nova – un’esplosione termonucleare di potenza pari a 10 miliardi di miliardi di bombe all’idrogeno – originata nel 2014 dal sistema binario V745 Sco, a 25mila anni luce da noi, in direzione dello Scorpione. Un’esplosione preceduta da almeno altre due registrate nello stesso sistema, la prima nel 1937 e la seconda nel 1989, e osservata l’ultima volta – tre anni fa, appunto – da numerosi telescopi a terra e spaziali, fra i quali l’osservatorio per raggi X Chandra della Nasa. Ma è stato solo grazie al modello 3D messo a punto da Salvatore Orlando, ricercatore all’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Palermo, che gli astrofisici sono riusciti a mettere in fila i dati raccolti nel 2014 e a comprendere in dettaglio cos’è avvenuto durante e dopo l’esplosione.

V745 Sco, dicevamo. Un sistema formato a una gigante rossa e una nana bianca in orbita stretta l’una attorno all’altra: così stretta che gli strati più esterni della gigante rossa le vengono strappati via dall’intensa forza gravitazionale della nana bianca. Questa materia precipita gradualmente sulla superficie della nana bianca. Nel corso del tempo, sulla nana bianca finisce per accumularsi una quantità di materia sufficiente a scatenare un’esplosione termonucleare colossale, provocando uno spaventoso brillamento del sistema binario detto, appunto, “nova”. Ed è in occasione della nova del 2014 che, analizzando gli spettri in banda X di Chandra, gli scienziati hanno visto come la maggior parte della materia espulsa dall’esplosione si stava dirigendo verso di noi. Una dinamica che solo grazie al modello di Orlando e colleghi ha trovato una spiegazione.

«Si pensa che questa classe di oggetti», spiega Orlando a Media Inaf, riferendosi ai sistemi binari con una gigante rossa e una nana bianca come V745 Sco, “possa essere la progenitrice di supernove di tipo Ia. La cosa interessante da confrontare è, dunque, la quantità di materiale che viene espulso durante le nove rispetto alla quantità di materiale che va ad accrescere sulla nana bianca. Se quest’ultimo prevale, la massa della nana bianca continua ad accrescere fino a raggiungere, a un certo punto, le condizioni che possono portare all’esplosione di una supernova di tipo Ia».

«Grazie al nostro modello 3D», continua Orlando, «si è potuto comprendere che il motivo per cui le righe spettrali sono fortemente peakate, ovvero più “strette” di quanto atteso, è dovuto al fatto che l’onda d’urto non è assolutamente a simmetria sferica. La presenza del materiale denso sul piano equatoriale, che è un elemento critico in questo tipo di oggetti, fa sì che l’emissione abbia origine prevalentemente da questo materiale che viene investito dall’onda d’urto, quindi la sorgente X in realtà non è una sfera che emette in X, ma è piuttosto un anello, molto luminoso in X, che si espande sul piano equatoriale».

«Per quel che riguarda lo spostamento sistematico verso il blu», conclude Orlando, riferendosi al blueshift osservato con Chandra, «questo è dovuto al fatto che c’è materiale molto denso, lo stesso espulso durante l’esplosione, che va prevalentemente ad assorbire l’emissione X proveniente dal materiale che è in allontanamento da noi. Quindi in realtà noi vediamo meglio la parte di materiale che si avvicina a noi, piuttosto che quella in allontanamento. E questo fa sì che, alla fine, l’emissione della riga sia sistematicamente spostata verso il blu».

Per saperne di più:

Guarda il servizio di MediaInaf Tv con intervista a Salvatore Orlando:

Powered by WPeMatico

In questa mappa panoramica dal Mare di Norvegia alle Azzorre, il riquadro rosso indica l’area interessata dalle misure del campo magnetico, mentre i punti neri e i cerchi rossi indicano i luoghi e l’entità degli spiaggiamenti di capodogli a inizio 2016. Crediti: Vanselow et al. (2017)

Una ricerca pubblicata di recente sull’International Journal of Astrobiology propone una possibile causa, o concausa, per lo spiaggiamento di 29 capodogli, arenati all’inizio del 2016 sulle coste del Mare del Nord, tra Inghilterra, Francia, Germania e Olanda, in un lasso di tempo di circa un mese.

Secondo il gruppo tutto europeo di ricerca, guidato da Klaus Heinrich Vanselow della Kiel University a Büsum, in Germania, tempeste solari potrebbero aver indirettamente interferito nella capacità dei cetacei di orientarsi, deviandone il percorso consueto di caccia ai branchi di calamari e intrappolandole fatalmente nelle basse acque prospicenti le coste nord-europee, dove generalmente queste balene non si avventurano.

Le autopsie eseguite su 22 delle balene spiaggiate, i cui risultati sono stati precedentemente riassunti in un articolo sulla rivista Marine Pollution Bulletin, hanno riscontrato che gli animali erano in buona salute e ben nutriti, mentre la seppur notevole quantità di rifiuti di origine antropica trovati nel tratto gastro-intestinale di 9 cetacei non è risultata la causa di morte per nessuno degli esemplari.

Gli autori del nuovo studio sono partiti dall’ipotesi che una o più tempeste geomagnetiche, risultanti da scariche di particelle sul Sole, possano avere indotto modifiche al campo magnetico terrestre, piccole ma sufficienti a mandare in crisi il sistema di orientamento basato su magneto-recettori che si suppone le balene possiedano in maniera simile a uccelli migratori, pipistrelli e altri animali. Insomma, la bio-bussola dei capodogli sarebbe stata tratta in inganno dallo stesso meccanismo che dà origine alle aurore polari.

La mappa magnetica della zona dove si uniscono i mari di Norvegia e del Nord. Le balene avrebbero dovuto viaggiato lungo la freccia bianca, invece sono andate nella direzione indicata dalla freccia rossa. Crediti: Vanselow et al. (2017)

I ricercatori hanno specificamente identificato due tempeste geomagnetiche, verificatesi a fine dicembre 2015, che hanno causato anomalie magnetiche temporanee – rilevate da apposite reti di misura – nella zona percorsa dal branco di balene. Questi disturbi possono avere confuso i cetacei sulla reale latitudine a cui si trovavano, inducendoli a viaggiare lungo la costa orientale dello Shetland, piuttosto che percorrerla a ovest come di consueto.

Le cause dello spiaggiamento di cetacei sono ancora da comprendere appieno. L’ipotesi di Vanselow e colleghi è basata su quella che potrebbe essere una semplice coincidenza; richiede la verifica di un numero maggiore di casi, con il monitoraggio di un gran numero di balene per vedere se, e come, cambino inaspettatamente rotta durante le tempeste geomagnetiche.

Proprio a questo obbiettivo sta lavorando Antti Pulkkinen, fisico solare della Nasa, assieme al Bureau of Ocean Energy Management statunitense e allo International Fund for Animal Welfare. Il gruppo di ricerca guidato da Pulkkinen sta analizzando tutte le osservazioni sulle tempeste solari in possesso della Nasa, assieme ai dati sullo spiaggiamento raccolti dal Boem e dall’Ifaw, per riscontrare se vi sia una correlazione. Gli esiti della ricerca, scrive la Nasa, sono attesi a breve.

Per saperne di più:

Powered by WPeMatico

Dal 22.09.2017 al 24.09.2017

La locandina dell’evento

La Fondazione Clément Fillietroz-Onlus, che gestisce l’Osservatorio astronomico della Regioneautonoma Valle d’Aosta e il Planetario di Lignan, strutture vincitrici del Certificato di eccellenza 2017 di TripAdvisor, organizza da venerdì 22 a domenica 24 settembre 2017 il 26esimo Star Party a Saint-Barthélemy, la festa dell’astronomia più antica d’Italia. Ricercatori scientifici, astrofili, astrofotografi, costruttori e rivenditori di strumenti, comunicatori della scienza, astroartisti, appassionati e curiosi si incontrano, si scambiano idee, fanno progetti nuovi.

Sarà il primo Star Party da dieci anni a questa parte senza il prof. Enzo Bertolini, direttore della Fondazione Clément Fillietroz-Onlus dal 2006 al 2016, scomparso lo scorso 30 giugno a 85 anni. La manifestazione è dedicata alla sua memoria con l’hashtag #GrazieEnzo.

La kermesse comincerà venerdì 22 settembre al pomeriggio (l’equinozio d’autunno si verificherà quella sera alle ore 22.02 dei nostri orologi) per concludersi domenica 24 settembre all’ora di pranzo. Il programma comprende prima di tutto le osservazioni notturne, nelle aree libere e in quelle attrezzate. Nelle notti tra venerdì e sabato e tra sabato e domenica, infatti, l’amministrazione comunale di Nus opera il completo spegnimento dell’illuminazione pubblica delle frazioni del comprensorio montano. Il cielo di Saint-Barthélemy, già tra i siti con meno inquinamento luminoso dell’Italia settentrionale, diventa così ancora più buio, approfittando anche della fase lunare favorevole (sottile falce di Luna crescente).

Le osservazioni sono affiancate dalle visite guidate in Osservatorio astronomico, le proiezioni in Planetario e in particolare il quarto Astronomical Science & Technology Expo, la fiera nazionale dell’astronomia. Nella mattinata di sabato 23 settembre le festose note della banda musicale “La Lyretta” di Nus sanciranno l’inaugurazione ufficiale dello Star party da parte delle autorità. Dopodiché l’Expo ospiterà seminari scientifici divulgativi, tra i quali segnaliamo la presentazione alla cittadinanza del progetto Exo/Eco e un intervento dedicato ai 25 anni dalla scoperta del primo esopianeta: non il famoso 51 Pegasi b, individuato nel 1995, bensì i bizzarri pianeti della pulsar Psr1257+12, scoperti nel 1992 con il radiotelescopio di Arecibo, per poi giungere alle ultime scoperte della sonda Kepler della Nasa.

L’Expo accoglierà soprattutto gli stand dei più importanti produttori e rivenditori attivi in Italia nel campo della strumentazione astronomica di qualità, amatoriale e professionale. Proprio le ditte illustreranno al pubblico le ultime novità del settore nell’ormai tradizionale workshop nel pomeriggio di sabato, proponendo alla sera anche prove pratiche sotto le stelle.

Lo Star party vero e proprio sarà anticipato mercoledì 20 e giovedì 21 settembre 2017 da divertenti laboratori per bambini e famiglie, organizzati alla Cittadella dei giovani di Aosta. I giovani partecipanti costruiranno assieme ai ricercatori dell’Osservatorio Astronomico semplici modelli di sonde e razzi, con materiali di uso quotidiano e… tanta fantasia. La manifestazione celebra i 60 anni dall’inizio dell’era spaziale, con la messa in orbita dello Sputnik 1 nel 1957.

Per ulteriori informazioni

  • Segreteria della Fondazione Clément Fillietroz-Onlus
    Telefono 0165770050, nei seguenti orari: lunedì-venerdì non festivi ore 9.30-12.30 e 14.00-16.00
    e-mail info@oavda.it ― sito web www.oavda.it ― sito web www.starparty.it

Guarda su MediaInaf Tv l’intervista al direttore dell’Osservatorio:

Powered by WPeMatico

Il telescopio spaziale Herschel (2009-2013) ha osservato il cielo nell’infrarosso, permettendoci di ottenere un affascinante sguardo sulle prime fasi di vita delle stelle. Crediti: Esa

Sono passati già quattro anni da quando, il 29 aprile 2013, si è conclusa la missione spaziale Herschel dell’Agenzia spaziale europea (Esa), lanciata il 14 maggio 2009 a bordo di un vettore Ariane 5 dalla base di Kourou, nella Guyana francese. Dallo studio della formazione stellare alla scoperta di acqua in sistemi planetari extrasolari, la lista dei successi scientifici del satellite europeo è lunga e fitta. Proprio per questo, l’Agenzia spaziale europea ha deciso di celebrare la missione per un’intera settimana, dal 18 al 22 settembre, ricordando scoperte che hanno permesso alla comunità scientifica di compiere enormi passi in avanti nella comprensione dell’Universo.

Equipaggiato con un telescopio di 3,5 metri, Herschel è stato il più grande osservatorio spaziale mai messo in orbita. I tre strumenti al piano focale, le camere spettrofotometriche Pacs e Spire e lo spettrometro ad alta risoluzione Hifi, hanno permesso l’esplorazione del cielo infrarosso su una scala di distanze che va dal Sistema solare all’Universo ad alto redshift. Importante è stata la partecipazione dell’Istituto nazionale di astrofisica, con lo sviluppo del software di bordo per i tre strumenti, la produzione del filtro acusto-ottico e con un notevole impegno scientifico nei “key projects” osservativi.

«Il nostro gruppo all’Inaf Iaps di Roma è stato responsabile delle digital processing units e degli on-board softwares di controllo per tutti e tre gli strumenti (Pacs, Spire ed Hifi)», ricorda Sergio Molinari, ricercatore presso l’Inaf di Roma e responsabile del programma “Hi-Gal”, che ha effettuato la survey completa di tutto il piano galattico della Via Lattea utilizzando Pacs e Spire. «L’Osservatorio dell’Inaf di Arcetri ha contribuito con i backend acusto-ottici per gli spettrometri di Hifi. Ci sono stati anche i contributi agli instrument control centers, da parte di Iaps, Osservatorio di Arcetri, Università di Padova e Osservatorio dell’Inaf di Bologna».

Analizzando il cielo nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso e del submillimetrico, il satellite ha raccolto dati senza precedenti accumulando 26mila ore di osservazione. Herschel ha scrutato il bagliore di polvere cosmica fredda incorporata nelle nubi di gas interstellare fornendo agli astronomi una finestra senza precedenti sulle incubatrici stellari nella nostra galassia. Proprio grazie a questo enorme e potente telescopio e a rivelatori raffreddati poco al di sopra dello zero assoluto, il satellite ha potuto eseguire osservazioni con una sensibilità unica, andando oltre il groviglio gassoso delle nubi dove si formano le stelle. Tutto questo è possibile solo grazie all’infrarosso.

La struttura filamentosa del piano galattico. Credit: ESA/PACS & SPIRE Consortium, S. Molinari, Hi-GAL Project

La scoperta più sorprendente che è emersa dalle migliaia di ore di osservazione è stata una vasta e intricata rete di strutture filamentose che si intrecciano formando la nostra Via Lattea. Strutture simili erano già state individuate nei decenni precedenti, ma Herschel ha confermato la presenza di questi filamenti su tutto il piano galattico. Molinari ha spiegato l’importanza dello studio «della struttura filamentare delle nubi molecolari in tutta la Galassia sia sulla scala delle centinaia di parsec nelle braccia spirali che nella successiva frammentazione all’interno delle nubi molecolari. La maggior parte delle sorgenti compatte che stanno formando stelle sono localizzate lungo questi filamenti. Questo risultato è stato prodotto da Hi-Gal ed anche dai programmi di tempo garantito “Gould Belt Survey” ed “Hobys” di cui noi dello Iaps siamo Co-I».

Herschel è riuscito anche a tracciare la presenza di acqua in sistemi planetari extrasolari. Con la sua sensibilità senza precedenti, gli scienziati hanno sfruttato l’osservatorio europeo per rilevare questa molecola cruciale nelle nubi di formazione stellare, identificando per la prima volta il processo che ha portato l’acqua dai detriti interplanetari al Sistema solare. Herschel, ha aggiunto Molinari, è riuscito per primo a rilevare «vapore d’acqua all’interno del disco protoplanetario di Tw Hydrae, registrando l’abbondanza dell’acqua nelle prime fasi di formazione del disco protoplanetario. Questa acqua potrebbe essere in seguito inglobata nei futuri pianeti che si formeranno dal disco protoplanetario».

Tra gli altri target della missione, Molinari nomina anche «il censo completo con tutte le proprietà fisiche (grazie esclusivamente ad Hi-Gal) dei siti di formazione stellare in tutta la nostra Galassia, che ci permette per la prima volta di mappare il tasso di formazione stellare nella Via Lattea. E poi la rivelazione del modo molto diverso in cui differenti tipi di galassie cambiano la loro luminosità nel corso della storia dell’Universo, in cui le fusioni fra galassie sono stati eventi relativamente poco importanti: le galassie erano molto più attive nel passato di quanto non lo siano in tempi più recenti».

Per saperne di più:

 

Powered by WPeMatico

Cassini in preparazione al lancio, ricoperto dal blanket color ambra. Crediti: Nasa, Esa

Vi siete mai chiesti, osservando immagini di satelliti o sonde, perché queste vengano lanciate nello spazio avvolte in quella che sembra una specie di carta stagnola dorata, dandogli l’aspetto simile a quello di un celebre cioccolatino? In realtà questi materiali – generalmente conosciuti come come Multi-Layer Insulation (Mli) – vengono applicati alla superficie delle sonde come isolante termico, al fine di proteggere i delicati componenti elettronici interni.

Per saperne di più, abbiamo intervistato Luca Terenzi, ricercatore all’Inaf Iasf di Bologna. Terenzi ha partecipato al design, sviluppo, ground testing e operazioni in volo del telescopio spaziale Planck, curando in particolare gli aspetti termici e criogenici dello strumento Lfi, e attualmente collabora alla progettazione termica di proposte di future missioni spaziali e al design e test di strumentazione per astrofisica da terra.

Che scopo ha questo materiale dorato in cui sono avvolte le apparecchiature? E da cosa è composto?

«Lo scopo del materiale che ricopre lo spacecraft è principalmente quello di mantenere l’ambiente termico delle apparecchiature entro gli intervalli in cui il funzionamento è assicurato, e di proteggerlo dall’impatto di micrometeoriti. Nel caso dell’involucro “dorato” che si vede nelle immagini di Cassini, si tratta di una copertura multistrato di vari materiali, piccole pellicole estremamente leggere, fra i quali una materia plastica, molto usata in questo tipo di applicazioni, denominata Kapton. Alcuni strati del “lenzuolo” (blanket) sono di Kapton alluminato, ma sono presenti anche molti altri materiali, per esempio il Mylar alluminato: un materiale riflettente argentato che esposto direttamente a radiazione ultravioletta si può danneggiare».

Terenzi

Luca Terenzi, ricercatore all’Inaf Iasf Bologna

Perché proprio giallo-dorato piuttosto che argentato?

«Il colore è quello proprio del Kapton, selettivo sulle lunghezze d’onda solari. Le proprietà ottiche di questi materiali sono pensate, tra le altre cose, per le lunghezze d’onda del Sole, che ha il picco nella parte visibile dello spettro».

Ma come mai, se lo spazio è così freddo, la dissipazione del calore è un problema così grande? Le nostre macchine ad esempio, hanno un radiatore: non si può usare la stessa strategia nello spazio?

«La dissipazione del calore è un grosso problema, perché si ha l’esigenza opposta a quella che hanno i motori delle nostre macchine, ovvero si rischia di diventare troppo freddi; infatti gran parte dell’elettronica presente soprattutto nei moduli di servizio dei satelliti è molto simile a quella standard che viene usata a terra, quindi funzionante in un range di temperature centrate intorno alla temperatura media terrestre. Gli ambienti estremi che un satellite può trovare in orbita possono facilmente portare la temperatura dei componenti troppo in alto o troppo in basso. Bisogna oltretutto considerare che nello spazio si è in condizione di vuoto, per cui l’unico meccanismo con cui scambiare calore con l’esterno consiste nell’irraggiamento. Gli altri due meccanismi di trasmissione del calore – conduzione e convezione – non possono avere luogo senza un fluido (come l’aria sul nostro pianeta) tramite cui si possa trasmettere calore tramite convezione, ed essendo sistemi isolati i satelliti non sono a contatto con alcun materiale verso cui il calore possa propagarsi tramite conduzione. Per regolare l’equilibrio termico di un satellite si può solo intervenire sullo scambio radiativo».

La microgravità in cui si trovano questi oggetti è un’altro fattore da considerare riguardo alla dissipazione del calore?

«No, questo è un fattore che non influenza in modo rilevante questi aspetti. Nella mia esperienza bisogna confrontarsi con i problemi della microgravità solo laddove si vada a progettare sistemi di raffreddamento attivi: ad esempio, per qualsiasi tipo di liquido criogenico (come l’idrogeno liquido) in orbita, bisognerà trovare metodi per tenere tale liquido localizzato e confinato, e in contatto con la superficie da raffreddare». 

La quantità o il colore di questo materiale cambino a seconda della destinazione della sonda? Per esempio, in base alla sua distanza dal Sole?

«Sì, ovviamente la finitura e la composizione della superficie esterna di un satellite, per i motivi che abbiamo detto prima, sono influenzati dall’ambiente radiativo in cui si opera. Quindi la vicinanza o l’esposizione al Sole influenza, non tanto la quantità o il colore di questo materiale, quanto la scelta del materiale stesso: essenzialmente, si deve scegliere se un materiale debba essere riflettente o meno e se debba esserlo in assoluto o esclusivamente rispetto alla luce solare. Il viaggio di Cassini verso Saturno è stato abbastanza elaborato e lo ha portato prima in un ambiente più vicino al Sole – nei suoi transiti presso Venere – e poi a raggiungere la sua meta finale in un ambiente più remoto del sistema. La scelta dei materiali di rivestimento è stata quindi dettata dalla necessità di rispettare requisiti molto ampi».

Campioni di Mli di vario tipo. Sono composti da vari strati – fino a diverse decine – tenuti separati da delle “retine”, permettendo dunque un maggiore isolamento dalle temperature esterne. Crediti: Bronareotech.com

Com’è possibile che strati di materiale così sottili resistano alle grandi velocità nello spazio? Cosa può succedere se venissero in contatto con piccoli frammenti di materiale?

«Essendo nel vuoto, non ci sono particolari problemi legati alla velocità, mentre l’impatto con micrometeoriti o detriti è un fenomeno di cui bisogna tener conto nel progettare la navicella. La strategia è quella di assicurarsi che le prestazioni dei materiali rispettino con grande margine i requisiti, e se ne stimano le performance nei cosiddetti scenari di “inizio vita” o “fine vita”; in quest’ultimo si tiene conto, appunto, dei vari contributi di degrado del materiale. In ogni caso superfici particolarmente esposte vengono protette con materiali adeguati. Esistono anche materiali specifici per offrire questo tipo di protezione, come il Beta cloth, presente anch’esso negli strati che avvolgevano Cassini».

Quali differenze di calore deve poter sopportare una sonda tra il suo lato esposto al sole e quello in ombra? E quali temperature possono essere sopportate dai suoi componenti elettronici?

«Nella vita di una missione – come ad esempio quella su cui ho lavorato io, Planck – in regime stazionario, e solo sotto l’effetto dell’irraggiamento solare, la parte esposta al sole si trovava a circa 120-130 gradi centigradi, mentre quella esposta allo spazio freddo attorno ai -230 gradi. Della temperatura di funzionamento dei componenti elettronici standard abbiamo già detto; la strumentazione scientifica a bordo invece dipende dagli scopi della missione, e i sensori per osservazioni astrofisiche hanno temperature operative che vanno dalla temperatura ambiente terrestre a temperature prossime allo zero assoluto, meno di -270° C. In tal caso, bisogna pensare a sistemi di raffreddamento dedicati molto avanzati».

Powered by WPeMatico

Animazione del riuscito campionamento “al volo” di un diavolo di sabbia da parte di Jan Raack in Marocco nel 2016. Crediti: Jan Raack/Dennis Reiss.

I diavoli di sabbia (o diavoli di polvere) sono mulinelli di sabbia e polvere che si sviluppano nelle zone desertiche, del nostro pianeta così come di Marte, dove ne sono stati osservati parecchi, talvolta di dimensioni molto superiori a quelli terrestri.

Un nuovo studio sui diavoli di sabbia terrestri, in via di pubblicazione su Astrobiology e presentato all’annuale Congresso europeo di scienze planetarie (Epsc) in svolgimento a Riga, in Lettonia, ha ora dimostrato che circa i due terzi delle particelle fini sollevate da questi vortici possono rimanere sospese nell’atmosfera ed essere trasportate in tutto il mondo.

I dati della ricerca, evidenziando il contributo portato dai diavoli di sabbia al pulviscolo in sospensione nei gas di un’atmosfera planetaria, hanno implicazioni per la comprensione del clima di entrambi i pianeti. Gli scienziati ritengono che circa la metà della polvere sollevata nell’atmosfera marziana ogni anno provenga da diavoli di polvere. Tuttavia, la struttura di questi vortici non è stata finora ben compresa.

Siccome i diavoli di sabbia marziani sono simili a quelli terrestri, il gruppo di ricerca guidato da Jan Raack della Open University ha effettuato negli ultimi cinque anni diverse campagne per studiare i “diavoli” in tre differenti deserti, in Cina, Stati Uniti e, più recentemente, nel Centro Ibn Battuta a Marrakesh, in Marocco. I ricercatori hanno prelevato campioni di grani sollevati da diavoli di polvere a diverse altezze, studiato le tracce lasciate sulla superficie e misurato le proprietà fisiche e meteorologiche.

«Abbiamo trovato che i diavoli di polvere misurati hanno una struttura molto simile, pur in presenza di forza e dimensioni differenti», spiega Raak. «La granulometria delle particelle all’interno dei diavoli di polvere sembra corrispondere alla distribuzione delle dimensioni dei granuli nella superficie a cui sono passati sopra. La maggior parte delle particelle sono state innalzate solo entro il primo metro di altezza. Tuttavia, la diminuzione di diametro dei grani con l’altezza risulta quasi esponenziale».

Il rover Opportunity della NASA ha ripreso questo diavolo di polvere marziana il 31 marzo 2016. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech.

Il team ha scoperto che circa il 60-70 per cento di tutte le particelle di polveri sottili (con diametri fino a tre centesimi di millimetro) presenti nei diavoli di polvere terrestri sembrano rimanere in sospensione. Questi aerosol minerali possono essere trasportati per lunghe distanze sulla Terra, influenzando il clima e la qualità dell’aria.

Paradossalmente, sull’arido Marte, dove la maggior parte della superficie è desertica e il contenuto di polvere è molto più alto, l’impatto climatico è ancora più grande.

Successive analisi degli stessi dati comprenderanno anche misure meteorologiche dei diavoli di polvere. Misure che verranno utilizzate per interpretare i dati ottenuti da lander e rover su Marte, tra cui il rover Curiosity e le prossime missioni ExoMars 2020 e InSight.

Per saperne di più:

Powered by WPeMatico

Cos’è una galassia a spirale barrata? Ce lo spiega il telescopio spaziale Hubble (di Nasa ed Esa) con questa meravigliosa immagine di Ngc 5398. Si tratta di un oggetto dal cui centro si allungano due prolungamenti di stelle che nell’insieme ricordano una barra che attraversa il nucleo.

La galassia a spirale barrata NGC 5398 fotografata da Hubble. Crediti: NASA/ESA

Questa galassia si trova a 55 milioni di anni luce da noi nella direzione della costellazione del Centauro ed è famosa per essere un famoso esempio di regione HII (“acca-secondo” o idrogeno ionizzato). Ciò vuol dire che nella galassia Ngc 5398 è presente una grande nube di gas e polvere che ospita episodi di formazione stellare.

La nube “incubatrice” in questo caso è Tol 89 e si trova nella parte in basso a sinistra della galassia: questa nube risucchia materiale dal centro galattico e permette, così, la nascita di nuove stelle. Tol 89 contiene almeno sette ammassi stellari.

Powered by WPeMatico

La giornata odierna rappresenta il coronamento non di uno, ma di ben due ambiziosi progetti scientifici: la sonda Cassini-Huygens si tuffa nell’atmosfera di Saturno – ultimo atto di un viaggio straordinario durato vent’anni e che ha enormemente ampliato la nostra conoscenza dell’Universo – e questo gran finale segna anche il debutto della Sardinia Deep Space Antenna (Sdsa), ovvero la configurazione del Sardinia Radio Telescope per il Deep Space Network a supporto di missioni interplanetarie, equipaggiando in modo adeguato lo straordinario telescopio realizzato dall’Inaf. Questo progetto, destinato allo studio dell’universo e dei suoi misteri, è stato reso possibile dalla stretta collaborazione con l’Agenzia spaziale italiana, la Regione Sardegna – che  rafforza sempre di più il suo ruolo nella rete mondiale dell’aerospazio – e il Ministero dell’istruzione, università e ricerca. Un lavoro che dimostra che l’Italia – quando fa squadra – è in grado di raggiungere risultati straordinari.

La missione Cassini segna la fine di un percorso, la configurazione per lo spazio profondo dell’Srt rappresenta l’inizio di un nuovo cammino. In comune c’è la scienza italiana, che dimostra ancora una volta di essere ai vertici nel mondo.

Gli accordi stipulati tra Asi e Inaf per l’utilizzo dell’Sdsa prevedono attività in comune su una molteplicità di possibili impieghi, capacità che sarà ulteriormente incrementata in fasi successive per dare al paese una piena deep space ground capability che permetterà all’Italia di essere sempre più coinvolta nelle missioni interplanetarie in corso e future. Il Sardinia Deep Space Antenna a partire da gennaio diventerà ufficialmente operativo nell’ambito del Deep Space Network della Nasa, ma fornirà servizi di comunicazione e navigazione anche per le sonde interplanetarie europee, specializzandosi in particolare per quelle marziane, in vista della Human Exploration del pianeta. Un capitolo ancora tutto da scrivere nella storia dell’uomo.

Il capitolo che si conclude oggi viene parte invece da molto lontano, quando un altro italiano, Giovanni Domenico Cassini, che fu professore di astronomia all’Università di Bologna e divenne nel 1671 il direttore dell’Osservatorio di Parigi, un precursore della collaborazione scientifica internazionale, scoprì quattro satelliti di Saturno. Scoprì inoltre la Divisione di Cassini negli anelli di Saturno, a lui intitolata.

Oggi la sonda, che porta il suo nome per onorarne la memoria, sparirà nell’atmosfera del pianeta che fu oggetto delle sue osservazioni, ma nel nostro paese la strada che Cassini ha aperto è percorsa da tantissimi scienziati, molti dei quali lavorano all’Inaf. Molte delle scoperte sensazionali fatte nel corso di questa lunghissima missione sono state rese possibili grazie al loro contributo alla strumentazione della sonda: quattro sono i membri del Team Scientifico dello spettrometro Vims e tre i participating scientists, tutti dell’Istituto di Astrofisica e planetologia spaziali di Roma dell’Inaf. Hanno prodotto circa il 20 per cento delle pubblicazioni scientifiche generate dai dati dello strumento, che si è dimostrato uno dei principali a bordo della sonda. Una grande soddisfazione per il nostro Istituto, viste le sbalorditive scoperte che è stato possibile fare nel corso di questi 10 anni grazie al contributo di Vims: dimostrare che Phoebe si è formato lontano dal Sole e che Saturno lo ha catturato nelle fasi primordiali del Sistema solare, dimostrare che i laghi di Titano sono formati da idrocarburi, supporre la presenza di un oceano liquido sotto la crosta ghiacciata di Encelado.

E chissà quali altre sorprese ci attendono in questo ultimo tuffo che ci porterà un passo più avanti nella comprensione del nostro Universo.

Powered by WPeMatico

Clicca sull’immagine per accedere alla versione interattiva. Crediti: Giovanni Cavulli (foto 2017) e Fabio Gironi (versione interattiva)

La più famosa fotografia di gruppo della storia della fisica fu quella scattata nell’ottobre del 1927 a Bruxelles, in occasione del quinto Congresso di Solvay – dedicato al tema Elettroni e Fotoni — presso l’International Solvay Institutes for Physics and Chemistry. È una foto che ritrae i 29 partecipanti al congresso, gruppo che include tra i più importanti fisici e chimici del ventesimo secolo, molti dei quali pionieri dell’allora nascente teoria dei quanti, e ben diciassette vincitori (alcuni già al tempo della foto, altri negli anni successivi) di un premio Nobel. Una figura tra queste detiene due primati: l’essere l’unico scienziato ad aver vinto ben due premi Nobel, per due discipline diverse (fisica e chimica) e l’essere l’unica donna presente al congresso: Marie Skłodowska Curie.

Pochi giorni or sono, a novant’anni da questa storica immagine, è stata scattata – dal fotografo Giovanni Cavulli e su iniziativa dell’Università di Trento e della Società italiana di fisica (Sif) – un’altra fotografia che intende allo stesso tempo celebrare la continuità con l’importante lavoro di questi pionieri della fisica, e sottolineare un’altrettanto importante rottura con il passato: la fisica, oggi, non è più un campo riservato ai soli uomini. In occasione del 103esimo Congresso nazionale della Società italiana di fisica, all’Università di Trento, è stato dunque chiesto a 28 fisiche italiane, e un solo uomo, di posare per una ricostruzione “a parti inverse” della celebre foto di Solvay.

Malgrado la disparità di genere nelle carriere scientifiche sia oggi nettamente minore che nel secolo scorso, le statistiche mostrano come vi sia ancora un netto squilibrio tra i due sessi, e che la parità – in termini di numeri di studenti, ma anche di possibilità di carriera, e di remunerazione – è un obiettivo ancora da realizzare (in un campo come la fisica solo il 21 per cento di docenti di prima fascia è donna). Il congresso tenutosi a Trento, dunque, ha voluto affrontare sistematicamente questi problemi, grazie a diverse iniziative in programma. Durante la quarta giornata di lavori ha avuto luogo un dibattito sul tema “Ricerca: quali spazi per le donne?” che ha visto oggetto le ragioni che orientano la scelta dei percorsi di studio e gli squilibri nella carriera, aperto dalla presentazione di recenti dati statistici, raccolti dalla sociologa Rossella Bozzon e presentati in un’infografica. A questa è seguita una tavola rotonda dal titolo “Fisica, femminile singolare”, in cui le esperienze personali delle invitate hanno contribuito a dare un quadro articolato della condizione femminile nella disciplina fisica. La giornata di discussione è infine stata conclusa dall’inaugurazione della mostra “La scienza delle donne” dedicata alla vita, al lavoro e al rapporto con la società di 14 grandi scienziate del ‘900, e– per l’appunto– dalla realizzazione del “remake” della foto di Solvay.

Noi di Media Inaf abbiamo voluto approfondire quest’ultima iniziativa parlandone con l’ideatrice, Alessandra Saletti dell’ufficio stampa dell’Università di Trento. Saletti ci ha raccontato come lo scopo non sia solo promuovere una maggiore presenza delle donne nei campi scientifici, ma anche ricordare al pubblico che le donne sono già oggi una presenza importante nella comunità scientifica. Saletti racconta come l’idea di questa fotografia sia stata una combinazione di due spunti: «Il primo mi è arrivato dalla presidente della Sif, Luisa Cifarelli, la quale mi disse,  durante una riunione per l’organizzazione del congresso, che tra i vari temi di discussione avrebbe voluto che si enfatizzasse il problema del basso numero di donne nelle carriere scientifiche, e che infatti avrebbe voluto organizzare una sessione del congresso per discutere il problema di come far aumentare il numero delle donne in queste discipline, anche in occasione del 120esimo anniversario della Sif». Il secondo spunto, continua Saletti, è provenuto «dal direttore del Dipartimento di fisica dell’Università di Trento, Lorenzo Pavesi, che, in conversazione, mi ha menzionato la famosa fotografia del 1927, sottolineando come quest’anno ricorrano esattamente 90 anni da quel famoso congresso che ha segnato la storia delle fisica quantistica. Io ho quindi unito questi due input, pensando che i due temi si sarebbero potuti legare: la foto di Solvay è memorabile perché riunisce menti brillanti, ma come donna mi sembra un peccato che, al tempo, solo una donna fosse riuscita ad emergere in questo ambiente».

Nonostante, come tutti le iniziative di sensibilizzazione sociale, questa foto voglia sottolineare un problema da correggere, Saletti insiste che «il messaggio che abbiamo voluto lanciare è un messaggio positivo, non semplicemente una critica o una lamentela: una riflessione sul fatto che già oggi il mondo della fisica sia ricco di donne, e che il problema sia la loro poca visibilità nell’immaginario collettivo. Ancora oggi, quando si pensa alla fisica si pensa al fisico, un uomo».

La discussione su “Ricerca: quali spazi per le donne”. Nella foto l’intervento del Rettore Polo Collini

Abbiamo chiesto anche quali siano stati i criteri per la scelta delle protagoniste, e Saletti ci ha spiegato che «tutte le donne nella fotografia sono fisiche italiane e che lavorano in Italia: abbiamo sollecitato la loro partecipazione al congresso proprio per rendere possibile questa nostra piccola iniziativa di sensibilizzazione. Quanto alla selezione delle scienziate in fotografia, abbiamo chiesto ai responsabili scientifici delle sette sezioni in cui è stato articolato il congresso – una per ogni ambito disciplinare, dalla fisica nucleare alla biofisica e fisica medica – di farci due o tre nomi di scienziate della loro area, le prime che gli venissero in mente. È forse un criterio opinabile – abbiamo sicuramente escluso altre bravissime scienziate italiane – ma la selezione delle singole scienziate non è la parte più importante di questa iniziativa».

Infatti, diversamente dall’iconica immagine del 1927, la foto di Trento non ha lo scopo di celebrare personalità eroiche– un approccio alla scienza, forse, prettamente maschile – ma quello di mostrare un’altra faccia della fisica, una attualmente ancora meno visibile al pubblico, sebbene sempre più importante. Saletti insiste con vigore su questo punto «abbiamo voluto evitare di creare una sorta di “rivalità” tra le personalità del 1927 e le scienziate di oggi – non volevamo paragonare il merito – e a questo fine abbiamo cercato di includere scienziate a vari stadi della carriera, le più giovani come le più affermate. Anche le posizioni non vogliono rappresentare nulla: ovviamente, sedersi al posto di Einstein o di Max Planck è una bella responsabilità, ma di nuovo: non abbiamo voluto invitare paragoni di merito».

E l’unico uomo nella foto (il fisico Guido Tonelli)? Come è stato scelto? Saletti, sempre attenta a sottolineare come la sua iniziativa abbia solo uno scopo costruttivo e come abbia cercato di evitare possibili attriti, confessa che «la scelta dell’unico uomo non è stata facile: abbiamo voluto includere uno scienziato che fosse riconosciuto dalla comunità scientifica, ma anche evitare una presenza troppo “ingombrante”: se l’unico uomo nella foto fosse stato – ad esempio– un premio Nobel, ciò avrebbe finito con sovvertire lo scopo di questa iniziativa, presentando nuovamente gli uomini come figure di maggior prestigio. Penso che Guido Tonelli sia stata un’ottima scelta, ed è stato disponibilissimo: in quei giorni era impegnato al Cern, ma ha preso un treno apposta per essere presente: mi sembra un gesto molto significativo».

La foto del 2017 è molto più vivace della sua “antenata” del secolo scorso, e non solo grazie al colore: infatti le espressioni serie e gravi degli eminenti scienziati degli anni ’20 vengono rimpiazzate dalle facce sorridenti e rilassate delle nostre fisiche contemporanee. Saletti infatti conferma che “sia noi organizzatori che tutte le partecipanti ci siamo divertiti moltissimo: a dire il vero avremmo voluto che la foto fosse ancora più precisa, ma purtroppo stava per iniziare a piovere forte, quindi abbiamo dovuto sbrigarci!».

Questa bella iniziativa è dunque riuscita a sposare un profondo rispetto per la storia della fisica con una sobria presa di coscienza dei problemi ancora da affrontare. Chissà se, in futuro, anche la foto di Trento non rappresenterà il ricordo di un periodo ormai superato: come conclude Saletti, la speranza è che «forse tra qualche anno, o qualche generazione, la proporzione tra di generi non sarà più così degna di nota».

Clicca sull’immagine per accedere alla versione interattiva.
Crediti: Giovanni Cavulli (foto 2017) e Fabio Gironi (versione interattiva)

Partecipanti alla foto di Trento, 2017: Prima fila, da sinistra: Cinzia Giannini, Anna Di Ciaccio, Guido Tonelli, Monica Colpi, Antigone Marino, Chiara La Tessa, Patrizia Cenci, Luisa Cifarelli, Beatrice Fraboni. Seconda fila, da sinistra: Simonetta Croci, Daniela Calvo, Lidia Strigari, Silvia Picozzi, Alessandra Gugliemetti, Alessandra Rotundi, Angela Bracco, Olivia Levrini, Speranza Falciano. Terza fila, da sinistra: Elisa Molinari, Marina Cobal, Roberta Ramponi, Francesca Vidotto, Silvana Di Sabatino, Silvia Tavazzi, Nadia Robotti, Clementina Agodi, Edwige Pezzulli, Sara Pirrone, Marta Greselin.

Partecipanti alla foto di Bruxelles, 1927: Prima fila, da sinistra: A. Piccard, E. Henriot, P. Ehrenfest, E. Herzen, Th. de Donder, E. Schrödinger, J.E. Verschaffelt, W. Pauli, W. Heisenberg, R.H. Fowler, L. Brillouin. Seconda fila, da sinistra: P. Debye, M. Knudsen, W.L. Bragg, H.A. Kramers, P.A.M. Dirac, A.H. Compton, L. de Broglie, M. Born, N. Bohr. Terza fila, da sinistra: I. Langmuir, M. Planck, Marie Curie, H.A. Lorentz, A. Einstein, P. Langevin, Ch.-E. Guye, C.T.R. Wilson, O.W. Richardson.

Powered by WPeMatico

Rappresentazione artistica dell’esopianeta Wasp-12b. Crediti: Nasa, Esa, G. Bacon (Stsci)

L’esopianeta Wasp-12b, in orbita strettissima attorno a una stella simile al Sole a circa 1400 anni luce di distanza, fin dalla sua scoperta nel 2008 è diventato uno dei mondi alieni più studiati e conosciuti, ma al contempo enigmatici.

Con un raggio quasi due volte quello di Giove (rispetto al quale Wasp-12b ha una massa di circa il 40 per cento superiore) e un anno di durata poco superiore a un giorno terrestre, Wasp-12b è stato categorizzato come un gioviano caldo. E caldo lo è certamente, considerato che la temperatura superficiale del suo lato diurno raggiunge i 2600 gradi Celsius.

Nonostante la temperatura rovente (anzi, come vedremo, proprio a causa di questa), Wasp-12b è estremamente scuro. Utilizzando lo spettrografo a imagine Stis a bordo del telescopio spaziale Hubble, un gruppo internazionale di ricerca ha infatti misurato il suo albedo, ovvero quanta luce l’esopianeta rifletta.

I risultati hanno sorpreso gli scienziati. «L’albedo geometrico di Wasp-12b è al massimo di 0.064. È un valore bassissimo, che rende il pianeta più scuro dell’asfalto fresco», spiega Taylor Bell, della McGill University in Canada, primo autore della ricerca pubblicata su Astrophysical Journal Letters. «Questo significa che abbiamo ancora molto da imparare su Wasp-12b ed esopianeti simili».

Taylor Bell. Crediti: McGill University

Secondo gli autori del nuovo studio, l’alta temperatura è la causa più plausibile per un valore così basso di albedo. Il lato diurno di Wasp-12b è infatti così caldo da impedire la formazione di nubi e i metalli alcalini – che su altri esopianeti più freddi sono ritenuti responsabili dell’assorbimento di luce – si trovano qui in forma ionizzata.

Tuttavia, il calore su Wasp-12b è anche sufficientemente intenso da poter spezzare le molecole d’idrogeno in idrogeno atomico, portando l’atmosfera del pianeta a comportarsi più come l’atmosfera di una stella di massa ridotta. Ed è proprio questo che, probabilmente, determina il basso albedo di questo suggestivo corpo celeste.

Wasp-12b è solamente il secondo pianeta di cui si sono ottenute misure dell’albedo risolte spettralmente, dopo Hd 189733b, un altro gioviano caldo, per cui si è stabilito che apparirebbe blu cobalto. Wasp-12b non riflette alcuna frequenza di luce visibile, emettendo invece una certa quantità di luce a causa dell’alta temperatura. Il che dovrebbe adornarlo con una tonalità rossastra, in modo simile a un metallo incandescente.

«Il fatto che i primi due pianeti extrasolari con albedo spettrale misurata presentino differenze significative», conclude Bell, «dimostra l’importanza di questi tipi di osservazioni spettrali ed evidenzia la grande diversità tra pianeti gioviani caldi».

Per saperne di più:

  • Leggi l’articolo pubblicato su Astrophysical Journal LettersThe Very Low Albedo of WASP-12b from Spectral Eclipse Observations with Hubble”, di Taylor J. Bell, Nikolay Nikolov, Nicolas B. Cowan, Joanna K. Barstow, Travis S. Barman, Ian J. M. Crossfield, Neale P. Gibson, Thomas M. Evans, David K. Sing, Heather A. Knutson, Tiffany Kataria, Joshua D. Lothringer, Björn Benneke e Joel C. Schwartz

Powered by WPeMatico