Rendering artistico dell’Einstein Telescope. Crediti: Ego Collaboration

Il futuro dell onde gravitazionali potrebbe essere a due passi da noi, anzi nel nostro stesso Paese. Il Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (Miur) sosterrà, infatti, la candidatura della Regione Sardegna a ospitare l’Einstein Telescope (Et), un centro europeo per l’osservazioni delle increspature del tessuto dello spazio-tempo, nella miniera metallifera di Sos Enattos, a Lula.

«È da diversi anni che si sta lavorando all’ipotesi di candidare la Sardegna a ospitare l’Einstein Telescope, una infrastruttura di ricerca che aprirà nuovi orizzonti per l’astrofisica moderna», ha commentato Nichi D’Amico, presidente dell’Istituto nazionale di astrofisica e professore ordinario all’Università di Cagliari. «Si tratta di una grande opportunità per l’Isola, che sta facendo importanti investimenti nella ricerca valorizzando le eccellenze e le peculiarità del territorio».

Il rilevatore di onde gravitazionali Et, cioè Einstein Telescope. Crediti: Ego Collaboration

Il progetto dell’Einstein Telescope comincia a prendere forma e si inserisce alla perfezione nella famiglia di strumenti che lavorano nell’ambito dell’astronomia gravitazionale. Questo gigantesco rilevatore di onde gravitazionali sotterraneo sarà collocato all’interno di gallerie minerarie a una profondità compresa fra i 100 e i 300 metri (per isolarlo e proteggerlo dai movimenti tellurici della crosta terrestre) e avrà un perimetro di 30 km, con i suoi tre bracci disposti a triangolo lunghi 10 km ciascuno. All’interno di ogni braccio – in maniera analoga a quanto accade per i rilevatori americani Ligo e per l’italiano Virgo, che però hanno bracci molto più corti – saranno posti specchi di altissima qualità superficiale attraversati da un laser. Quando un’onda gravitazionale attraversa l’interferometro, la lunghezza dei bracci oscilla e questa variazione viene rivelata dall’esperimento. Questi strumenti sono talmente sensibili da riuscire a captare variazioni infinitesimali. La differenza con Ligo e Virgo è la configurazione triangolare (invece che a “L”), che riprende il concept del progetto per la costruzione del trio satellitare della futura missione Lisa (Laser Interferometer Space Antenna) dell’Esa.

La firma del protocollo d’intesa tra Miur, Infn, Regione Sardegna e Università di Sassari. Crediti: Ansa

«L’Italia, che è stata protagonista della storica scoperta delle onde gravitazionali grazie all’interferometro Virgo, propone ora la sua candidatura a ospitare il futuro della ricerca in questo campo», ha spiegato Fernando Ferroni, presidente dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (infn). Il Miur, l’amministrazione regionale, l’Infn e l’Università di Sassari hanno firmato un protocollo d’intesa per favorire l’insediamento della infrastruttura.

«Sosteniamo con convinzione la candidatura della Regione Sardegna a ospitare questa nuova infrastruttura globale di ricerca per l’astronomia gravitazionale da terra», ha detto la ministra Valeria Fedeli. «Dopo il rivelatore Advanced Virgo, già in funzione a Cascina (Pisa), aggiudicarci la presenza di questa nuova infrastruttura legata alla ricerca sulle onde gravitazionali sarebbe un importante riconoscimento per il nostro Paese e per il nostro sistema di ricerca. Per queste ragioni è necessario sostenere con un forte gioco di squadra questa candidatura che porterebbe enormi benefici anche al sistema universitario e di ricerca ed economico del territorio sardo».

Il Ministero interverrà con fondi statali per 17 milioni di euro, mentre la Regione ha già stanziato un milione di euro per assicurare la riapertura del laboratorio di ricerca di Sos Enattos. La comunità scientifica italiana ha coordinato il progetto grazie a un finanziamento comunitario, individuando come uno dei luoghi ideali per realizzare l’Einstein Telescope la miniera di Sos Enattos, compatibile con i requisiti di bassissimo rumore sismico e antropico. Gli studi hanno dimostrato che questo sito possiede caratteristiche geologiche e di urbanizzazione adeguate.

Rendering grafico del laser all’interno di uno dei bracci dell’Einstein Telescope. Crediti: Ego Collaboration

L’osservatorio di terza generazione, che potrebbe essere collocato in Sardegna, andrà a caccia delle onde gravitazionali predette da Albert Einstein 100 anni fa, il segnale “tangibile” di eventi di dimensioni catastrofiche, come per esempio il merging (la fusione) di due buchi neri supermassici o di due stelle di neutroni, ma anche come l’esplosione di una supernova, la stessa formazione di buchi neri o il residuo dell’esplosione del Big Bang. Queste onde gravitazionali sono difficilissime da individuare proprio perché il loro passaggio ha effetti quasi invisibili, si parla di milionesimi delle dimensioni di un atomo. Gli interferometri Ligo e Virgo sono già riusciti a individuarle diverse volte, ma il futuro è tutto nelle mani degli esperti che stanno progettando l’Einstein Telescope.

Per saperne di più:

Guarda il servizio video su MediaInaf Tv:

Powered by WPeMatico

I vertici Asi insieme al direttore dell’Inaf di Cagliari Emilio Molinari “a passeggio” sulla parabola da 64 metri di Srt. Da sinistra: Roberto Battiston, Enrico Flamini, Anna Sirica, Emilio Molinari e Giuseppe Valente. Crediti: Paolo Soletta / Inaf

Giovedì 22 febbraio del 2018 potrà essere ricordato come una delle giornate “storiche” di Srt, il Sardinia Radio Telescopeuno fra i più moderni impianti dell’Istituto nazionale di astrofisica. Per la prima volta, infatti, il presidente dell’Agenzia spaziale italiana, Roberto Battiston, ha fatto visita alla grande antenna sarda di San Basilio che a breve entrerà nella piena operatività in configurazione “Sardinia Deep Space Antenna” (Sdas) e sarà utilizzabile nella rete del Deep Space Network della Nasa come strumento di comunicazione tra la Terra e le numerose sonde interplanetarie in giro per il Sistema solare, oltre che per le nuove e ambiziose missioni previste sulla Luna e su Marte.

Oltre al numeroso staff Inaf già presente all’antenna, con a capo il responsabile di stazione Andrea Orlati, a fare gli onori di casa sono intervenuti Emilio Molinari, direttore dell’Inaf-Osservatorio Astronomico di Cagliari, e Federica Govoni, ricercatrice di Cagliari recentemente nominata a capo dell’Unità nazionale che coordina le partecipazioni internazionali in radioastronomia e tutti i radiotelescopi italiani dell’Inaf: Noto, Medicina e il Sardinia Radio Telescope.

La delegazione Asi, oltre al presidente Battiston, era composta da Anna Sirica (direttore generale), Enrico Flamini (responsabile per i programmi di esplorazione del Sistema solare), Antonio Sposito (responsabile Alta formazione) e Salvatore Viviano (responsabile del progetto Sdsa).

Il motivo della visita è stato soprattutto operativo. Occorreva infatti dettagliare in azioni concrete e tempistiche certe la Convenzione che il presidente dell’Inaf Nichi D’Amico e il suo omologo Roberto Battiston hanno recentemente firmato per l’utilizzo di parte del tempo antenna anche per l’esplorazione spaziale. Srt infatti costituisce uno strumento formidabile per queste attività, come ha dimostrato lo scorso 15 settembre 2017 durante lo splashdown della sonda Cassini su Saturno.

Dopo le presentazioni, i delegati di Inaf e Asi sono dunque passati a una fase di scambio di informazioni e di idee per organizzare al meglio e con reciproco vantaggio il grande evento di inaugurazione ufficiale della configurazione Sardinia Deep Space Antenna, previsto per questa primavera.

Da sinistra: Emilio Molinari, Federica Govoni e Roberto Battiston. Crediti: Paolo Soletta / Inaf

«La strada per raggiungere questo comune obbiettivo», dice Federica Govoni. sottolineando l’importanza della coordinazione tra Inaf e Asi in un momento particolare della vita di Srt, «non sarà tecnicamente semplice: i tempi di organizzazione sono stretti mentre la fase di recommissioning scientifico che sta attualmente attraversando il Sardinia Radio Telescope dopo il potenziamento della superficie attiva necessiterà ancora di molto lavoro da parte dei ricercatori, tecnologi e ingegneri dell’Inaf. Infatti, dopo un upgrade tecnologico importante terminato alla fine dell’estate 2017, tutta la nuova strumentazione del Sardinia Radio Telescope è in fase di calibrazione, con rigorosi test scientifici da parte dello staff Inaf per raggiungere rapidamente la potenza e la precisone che lo rendono ancora più competitivo in ambito mondiale».

«Occorrerà dunque un minuzioso e costante lavoro, che di fatto è già cominciato, di negoziazione e di distribuzione di task tra i due grandi enti per arrivare pronti e affiatati all’inaugurazione della configurazione “Sdsa”», conclude Govoni. Inaugurazione che avverrà con tutta probabilità nel mese di maggio e che vedrà arrivare in Sardegna anche numerosi rappresentanti e tecnici del Jet Propulsion Laboratory della Nasa.

Guarda il servizio video di AsiTv:

Powered by WPeMatico

Rappresentazione artistica di una pulsar circondata da un disco di accrescimento di materia. Crediti: Nasa

Tutti da bambini hanno provato un leggero giramento di testa salendo su una giostra. Per fortuna la giostra non ruota troppo velocemente. Se lo facesse ci si sentirebbe proiettati verso l’esterno. Lo stesso avviene per la materia che tenta di accrescere su una stella dotata di campo magnetico e che ruota rapidamente su sé stessa. Se la materia è ionizzata (e quindi carica elettricamente), viene costretta a seguire le linee del campo magnetico della stella che la trascina alla sua velocità di rotazione. Se però la stella ruota troppo velocemente la materia viene respinta verso l’esterno (come per la giostra), e non riesce ad arrivare alla superficie della stella.

Questo effetto si chiama propeller e richiede come ingredienti solamente una stella con un po’ di campo magnetico e una sufficiente velocità di rotazione. Ad esempio, una stella di neutroni che compie circa 500 rotazioni al secondo e con un campo magnetico cento milioni di volte più intenso di quello della Terra riesce a bloccare e respingere la materia che cade alla velocità strabiliante di circa 50mila chilometri al secondo, ovvero un sesto della velocità della luce. Un team tutto composto da ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica ha studiato questo fenomeno e realizzato un articolo pubblicato oggi sulla rivista Astronomy&Astrophysics. «Il meccanismo in sé è universale» dice Sergio Campana, dell’Inaf di Milano, che ha coordinato il team, di cui fanno parte Luigi Stella (Inaf di Roma), Sandro Mereghetti (Inaf di Milano) e Domitilla de Martino (Inaf di Napoli). «In questo lavoro abbiamo esaminato le sue conseguenze in diverse classi di sorgenti contenenti una stella di neutroni o una nana bianca o una stella in formazione. Abbiamo così campionato scale e ambienti molto diversi, dimostrando empiricamente l’universalità del propeller».

Per far questo, innanzitutto i ricercatori hanno dovuto trovare un’evidenza osservativa dell’instaurarsi del processo andando a esaminare sorgenti in cui la luminosità osservata deriva dal fenomeno dell’accrescimento. La loro luminosità è cioè prodotta dalla materia che cade sulla stella e quindi è tanto più intensa quanta più materia accresce sul corpo celeste. All’instaurarsi del propeller la luminosità dovrebbe cessare o diminuire significativamente perché la materia non può più accrescere ma viene respinta. Studiando sorgenti variabili appartenenti a diverse classi, ma per cui il periodo di rotazione e l’intensità del campo magnetico fossero note, i ricercatori hanno determinato a quale luminosità si osserva l’effetto propeller.

«Questo ci ha permesso di verificare su base puramente osservativa la relazione prevista dalla teoria classica tra le quantità fondamentali in gioco, come il periodo di rotazione il campo magnetico e luminosità», aggiunge Campana. «La cosa sorprendente, che dimostra quanto la teoria sia fondamentale, è che questa relazione è valida per oggetti molto diversi tra loro che hanno periodi di rotazione da pochi millisecondi a diversi giorni e campi magnetici che differiscono di un fattore un miliardo. La teoria classica dell’accrescimento trova quindi una delle prime conferme osservative dirette su un intervallo di parametri così ampio».

Per saperne di più:

Powered by WPeMatico

Rappresentazione schematica del getto di gas ionizzato (in verde) emanato dal buco nero super-massiccio al centro di un disco galattico di gas molecolare e polveri. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao)

Se dobbiamo figurarci una galassia è probabile che la immaginiamo come un aggregato vorticoso di stelle. Tuttavia, parafrasando una vecchia pubblicità di mentine, potremmo anche pensarla come un buco (nero) con il gas intorno.

In termini più scientifici, recenti studi hanno rivelato che la massa dei buchi neri centrali è strettamente correlata alla massa della galassia in cui si trovano.

Questa correlazione suggerisce che i buchi neri super-massicci e le loro galassie ospite crescano assieme e interagiscano strettamente tra loro, anche se l’aumento di massa non avviene necessariamente di pari passo (come abbiamo riportato in questo articolo pochi giorni fa). Tale meccanismo viene definito come co-evoluzione di galassie e buchi neri.

Gli astrofisici ritengono che i getti di materia provenienti dal centro galattico, dove risiede un buco nero super-massiccio in fase di accrescimento, possano influenzare – attraverso un meccanismo definito di feedback le condizioni del gas molecolare circostante (ad esempio il monossido di carbonio), da cui dipende la formazione stellare della galassia ospite.

Uno studio nippo-taiwanese, recentemente pubblicato su Astrophysical Journal, ha ora complicato il già non chiarissimo scenario della co-evoluzione, trovando che il getto di gas ionizzato prodotto dal buco nero supermassiccio al centro di particolari galassie sembra non interferire affatto con il tranquillo tran tran della sua galassia ospite.

Emissione di monossido di carbonio (a sinistra) e polvere fredda (a destra) in Wise1029 osservato da Alma. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), Toba et al.

Grazie al potente radiotelescopio Alma in Cile, il gruppo di ricerca ha chiaramente rilevato che i depositi di monossido di carbonio (CO) nel disco galattico non vengono scompigliati dalle forti raffiche di gas ionizzato scaturite dal centro galattico.

Lo studio si è concentrato su un particolare tipo di galassie definite Dog, Dust-Obscured Galaxy, che possiedono una caratteristica prominente: pur essendo molto deboli in luce visibile, si rivelano molto luminose alle frequenze dellinfrarosso. Gli astronomi ritengono che queste galassie oscurate ospitino nel loro nucleo buchi neri supermassicci in piena fase di accrescimento.

In una di tali Dog, identificata come Wise1029, è stata individuata l’espulsione di un’enorme quantità di gas ionizzato ad alta velocità. Questo fattore ha motivato gli autori del nuovo studio a vedere cosa succede al gas molecolare e alla polvere della galassia, ovvero quella “zuppetta” dalla cui concentrazione possono nascere nuove stelle, sotto l’effetto di un simile violento getto.

Osservazioni della galassia oscurata da polveri Wise1029. A sinistra l’immagine ottica dalla Sloan Digital Sky Survey e a destra quella infrarossa dal satellite Wise. Crediti: Sdss/Nasa/Jpl-Caltech

Contrariamente alle aspettative, i ricercatori non hanno trovato alcun flusso di gas molecolare, né vi era alcun segno che il tasso di formazione stellare fosse in alcun modo aumentato o diminuito dall’influsso del plasma proiettato dal buco nero.

«Abbiamo osservato alcune galassie in cui questi getti riescono a interessare sia il gas ionizzato che quello molecolare. Questo però potrebbe non accadere in tutti i sistemi galattici, come suggeriscono gli autori del recente studio», commenta a Media Inaf Michele Perna dell’Inaf di Firenze, non coinvolto in questo studio ma tra gli autori di una serie di pubblicazioni in proposito. «Vogliamo capire come e perché questi getti vengono lanciati, se e come influenzano la crescita delle galassie. Siamo solo agli inizi, ma con l’aiuto dei più moderni telescopi terrestri e in orbita, riusciremo presto ad avere una visione più dettagliata del come le galassie si formano ed evolvono».

Per saperne di più:

Powered by WPeMatico

I colori dell’immagine mostrano la quantità di radiazioni infrarosse (dunque calore) provenienti da particelle di polvere calda nei filamenti e nelle stelle luminose entro un anno di luce dal centro della nostra galassia (la regione mostrata ha un’estensione di circa due anni luce per lato). La posizione del buco nero è indicata da un asterisco. Le linee tracciano le direzioni del campo magnetico e rivelano le complesse interazioni tra le stelle e i filamenti polverosi, e l’impatto della forza gravitazionale ha su di loro. Crediti: E. Lopez-Rodriguez / NASA Ames / University of Texas at San Antonio

In un recente studio pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un gruppo di ricercatori mostra i risultati di un’interessante ricerca sul potentissimo campo magnetico attorno al buco nero supermassiccio che si trova al centro della Via Lattea. Basandosi sui dati raccolti con la camera a infrarossi CanariCam montata sul Gran Telescopio Canarias (10,4 metri), gli astronomi hanno creato una mappa ad alta risoluzione – unica nel suo genere – in cui “disegnano” le linee magnetiche di gas e polvere stellare che spiraleggiano attorno al centro galattico guidate dalla forza gravitazionale di Sgr A* (o Sagittarius A*). Questo buco nero “pesa” quattro milioni di soli e le stelle ruotano attorno a esso alla velocità di 30 milioni di chilometri orari (alla faccia degli autovelox spaziali!).

Non ci sono molti strumenti in grado di oltrepassare la coltre polverosa che circonda questo buco nero, e catturare la luce in quest’area è quasi una mission impossible. La CanariCam combina l’imaging a infrarossi con un dispositivo polarizzante che filtra la luce con le particolari caratteristiche associate ai campi magnetici. Il team ha utilizzato la CanariCam per sondare i campi magnetici nelle regioni polverose della nostra galassia. La mappa copre un’area di circa un anno luce per lato attorno al buco nero supermassiccio e mostra l’intensità della luce infrarossa tracciando delle linee di campo magnetico all’interno dei filamenti composti dai granelli di polvere e gas caldo. Queste linee sottili sembrano delle pennellate e ricordano i dipinti di Vincent van Gogh nel suo periodo a Saint-Rémy-de-Provence.

Vincent van Gogh, “Notte stellata”. Immagine da Wikipedia

I filamenti sono lunghi diversi anni luce e, nonostante i forti venti stellari, rimangono in posizione legati dal campo magnetico. Le osservazioni portate avanti dal gruppo guidato da Pat Roche dell’Università di Oxford forniscono agli astronomi informazioni più dettagliate sul rapporto tra le stelle e questi filamenti polverosi generati dal campo magnetico del buco nero.

Roche ha spiegato entusiasta: «I grandi telescopi come il Gran Telescopio Canarias e gli strumenti come la CanariCam offrono risultati reali. Siamo in grado di guardare il materiale che scorre attorno a un buco nero a 25mila anni luce di distanza e per la prima volta possiamo vedere i campi magnetici nel dettaglio».

Per saperne di più:

Powered by WPeMatico

Le orbite di avvicinamento compiute nel corso dell’ultimo anno da Tgo. Crediti: Esa

La grande frenata è terminata martedì 20 febbraio alle 18:20 ora italiana. Dopo quasi un anno di progressiva decelerazione: diciassette millimetri al secondo quadrato. Per darvi un’idea: se un’auto che viaggia a 50 km all’ora avesse una frenata così leggera, per fermarsi allo stop il pilota dovrebbe iniziare a schiacciare il pedale circa 6 km prima. E per arrestarsi completamente il veicolo impiegherebbe grosso modo un quarto d’ora. Niente rispetto ai quasi 12 mesi che sono stati necessari al Trace Gas Orbiter (Tgo) di ExoMars per raggiungere, martedì scorso, la velocità orbitale prevista. È infatti dal marzo del 2017 che, tramite la tecnica dell’aerobraking (ovvero, sfruttando il debole attrito dell’atmosfera), l’orbiter marziano dell’Agenzia spaziale europea (Esa) sta progressivamente rallentando e stringendo il “cerchio” attorno al Pianeta rosso.

Cerchio per modo di dire: un anno fa Tgo percorreva un’orbita talmente ellittica da toccare i 98mila km di distanza dalla superficie del pianeta nel punto più lontano e solo 200 km in quello più vicino. Distanze che poco alla volta hanno preso a contrarsi, arrivando a sorvoli ad appena 103 km, rendendo l’orbita sempre più circolare, fino alla configurazione attuale: 1050 km nel punto più distante, 200 km in quello più vicino.

«L’aerobraking ha avuto effetto solo perché, in ogni orbita, abbiamo trascorso una buona parte del tempo nell’atmosfera, e questo si è ripetuto per oltre 950 volte», spiega il direttore delle operazioni di volo dell’Esa Michel Denis. «Impiegando più di un anno, siamo riusciti a ridurre la velocità del veicolo spaziale di ben 3600 km/h, abbassando la sua orbita della quantità necessaria».

Frenata giunta a buon fine, dicevamo, ma la manovra non è ancora del tutto terminata. Nel corso del prossimo mese il team di controllo guiderà il Tgo attraverso una serie di aggiustamenti di rifinitura dell’orbita, uno ogni pochi giorni, imprimendo correzioni tramite i propulsori fino a giungere – attorno a metà aprile – il tragitto orbitale definitivo: di forma circolare, due ore di durata e a circa 400 km di altitudine.

Già da metà marzo, però, potranno avere inizio le verifiche degli strumenti scientifici di bordo, due dei quali a forte partecipazione italiana, con una serie di osservazioni preliminari di calibrazione e convalida. L’avvio delle osservazioni scientifiche vere e proprie è in calendario per il 21 aprile.


Guarda il servizio di MediaInaf Tv, con un’intervista a Gabriele Cremonese dell’Inaf di Padova, co-principal investigator di Cassis, uno dei quattro strumenti a bordo di ExoMars:

Powered by WPeMatico

Sequenza d’immagini in negativo (il nero corrisponde a regioni luminose) ottenuta da Víctor Buso mentre Sn 2016gkg appare e si illumina alla periferia della galassia a spirale Ngc 613. Le etichette indicano il momento in cui ciascuna immagine è stata scattata. L’oggetto ha emesso luce in modo costante per circa 25 minuti, come si vede nel pannello in basso a destra

Víctor Angel Buso, un astrofilo argentino, ha visto premiata la sua costanza nell’osservare il cielo notturno con la firma apposta – assieme un gruppo internazionale di ricercatori coordinati dall’Istituto di astrofisica di La Plata, sempre in Argentina – su un articolo, appena pubblicato su Nature, riguardo lo studio di Sn 2016gkg: una supernova colta proprio mentre esplodeva.

Il 20 settembre 2016 Buso stava provando una nuova fotocamera, collegata al suo telescopio newtoniano da 40 cm, puntando Ngc 613, una galassia a spirale barrata distante circa 80 milioni di anni luce che in quella notte stava quasi allo zenith sopra la città di Rosario, nella provincia argentina di Santa Fe.

Nello stesso momento – in realtà 80 milioni di anni prima – una supernova scoppiava nella galassia proprio mentre l’astrofilo stava riprendendo una serie di esposizioni da 20 secondi. Grazie alla qualità delle osservazioni e alla successione ravvicinata di immagini scattate, l’album fotografico composto da Buso quella notte si è rivelato senza precedenti per quanto riguarda la scoperta di una supernova.

L’impulso di luce sprigionato dalla nascita di una supernova può infatti fornire informazioni sull’evoluzione finale e sulla struttura della stella esplosa. Tuttavia, è difficile prevedere quando le stelle progenitrici delle supernove sono sul punto di esplodere, il che ostacola la rilevazione di questa breve fase, definita dagli esperti shock breakout.

La maggior parte delle supernove vengono osservate in un tempo imprecisato dopo l’esplosione, ma quella in Ngc 613 è stata vista proprio mentre nasceva, al tempo dello shock breakout. A partire dal giorno successivo, gli astronomi professionisti hanno poi sfoderato i loro telescopi per seguire l’evoluzione dello scoppio.

Nel nuovo studio, i ricercatori classificano la supernova come di tipo IIb (si legge due-bi), una categoria abbastanza rara di esplosioni che si origina dal collasso di stelle supergiganti. In effetti, gli scienziati ritengono che la stella progenitrice di questa supernova fosse ancora più massiccia di quella scoppiata in Sn 2011dh, un esemplare significativo e molto studiato di supernova di tipo IIb.

In conclusione i ricercatori sottolineano come riuscire a osservare le fasi iniziali di uno scoppio di supernova sia cruciale per determinare con precisione la dinamica e le caratteristiche di questo possente fenomeno, suddividendolo in categorie sempre più specifiche.

Per saperne di più:

  • Leggi l’articolo su NatureA surge of light at the birth of a supernova”, di C. Bersten, G. Folatelli, F. García, S. D. Van Dyk, O. G. Benvenuto, M. Orellana, V. Buso, J. L. Sánchez, M. Tanaka1, K. Maeda, A. V. Filippenko, W. Zheng, T. G. Brink, S. B. Cenko, T. de Jaeger, S. Kumar, T. J. Moriya, K. Nomoto, D. A. Perley, I. Shivvers & N. Smith

21/02/2019 h 21:30 – Corretto nell’articolo il valore della distanza, erroneamente riportato nella prima stesura come 80mila anni luce.

Powered by WPeMatico

Lanciato il 4 agosto 2007 dalla Cape Canaveral Air Force Station in Florida, il lander della Nasa Phoenix arrivò su Marte nel 2008 e rimase operativo per soli 5 mesi, analizzando il suolo e l’ambiente circostanti il sito di ammartaggio fino a quando i pannelli solari smisero di funzionare. Dopo dieci anni, la fotocamera High Resolution Imaging Science Experiment (Hirise) a bordo dell’americano Mars Reconnaissance Orbiter è riuscita a regalarci un nuovo scatto dei resti del lander, ormai sommersi dalla scura polvere marziana.

Questa animazione mostra due immagini scattate dalla camera High Resolution Imaging Science Experiment sul Mars Reconnaissance Orbiter della Nasa. È possibile notare i resti del Mars Phoenix Lander sul sito di ammartaggio nel 2008 e a fine 2017, quando la polvere marziana ha oscurato gran parte di ciò che era visibile due mesi dopo l’arrivo della sonda. Il lander è nella parte superiore delle immagini, il guscio posteriore e il paracadute in basso. Crediti: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

La carcassa, lo “scudo” protettivo a forma di cono e il paracadute sono ancora visibili negli scatti del 21 dicembre 2017, ma – rispetto a quelli del 2008 – sono ormai quasi totalmente sepolti. Entrambe le foto coprono un’area larga circa 300 metri.

Powered by WPeMatico

Prima (in alto) e dopo (in basso) l’esplosione. Crediti: Mat Smith e la Des collaboration

Se vi appassionano i record, Des16C2nm dovrebbe essere di vostro gradimento: è la supernova più lontana che si conosca. Il bagliore della sua esplosione, per giungere fino a noi, ha impiegato dieci miliardi e mezzo di anni – il che significa, tradotto in unità di misura astrofisiche, che si trova circa a z = 2. Ed è una cosiddetta supernova superluminosa (Slsn), o ipernova: le più brillanti e le più rare fra le supernove, prodotte – questa almeno è l’ipotesi attuale – dalla caduta di materia su una stella di neutroni a rotazione rapida e di recente formazione. A dispetto di questa sua esuberanza luminosa, Des16C2nm è rimasta impigliata nella rete d’un progetto pensato per studiare l’energia oscura: la Dark Energy Survey, o Des, da cui appunto il nome della supernova.

La scoperta di Des16C2nm non è di questi giorni: risale all’agosto del 2016. Due mesi più tardi, la sua distanza e la sua luminosità estrema vennero confermate da tre fra i più potenti telescopi al mondo: il Very Large Telescope e il Magellan Telescope, in Cile, e l’Osservatorio Keck alle Hawaii. Qual è dunque la novità dello studio guidato da Mathew Smith dell’università di Southampton (Regno Unito), pubblicato l’8 febbraio scorso su The Astrophysical Journal? Principalmente, l’analisi dello spettro ultravioletto dell’emissione luminosa, resa possibile dall’alto redshift (lo ‘z = 2’ di cui sopra), che “stira” le onde elettromagnetiche spostandole così verso frequenze più basse.

In particolare, il confronto tra lo spettro ottenuto da Des di questa supernova con quello di un’altra Slsn molto più vicina, Gaia16apd, ha mostrato che sono molto simili, fornendo così indizi sulla natura di questi oggetti estremi. «La luce ultravioletta della Slsn ci fornisce informazioni sulla quantità di metalli prodotti durante l’esplosione e sulla temperatura dell’esplosione stessa», spiega Smith, «entrambi elementi chiave per comprendere le cause di queste esplosioni cosmiche».

«L’interesse nel trovare supernove superluminose a elevato redshift», ricorda inoltre a Media Inaf Andrea Pastorello, ricercatore dell’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Padova al quale ci siamo rivolti per un commento, «è legato al fatto che di recente sono state proposte come possibili indicatori di distanza. Se la Slsn dell’articolo è a z = 2, con queso tipo di oggetti possiamo potenzialmente arrivare a z = 3.5, od oltre, con i telescopi del futuro. Quindi questi oggetti potrebbero diventare candele cosmologiche standardizzabili ben oltre il limite consentito dalle supernove Ia».

Per saperne di più:

Powered by WPeMatico

Crediti: Wikimedia Commons

Siete destri o mancini? No, non lo stiamo chiedendo direttamente a voi bensì alle molecole di cui siete fatti. Perché conoscere la preferenza delle nostre molecole sembra essere molto più importante rispetto a conoscere la nostra preferenza nello scrivere, se con la mano destra o con quella sinistra. Quando si afferra un oggetto, a seconda della mano che si usa, le dita si avvolgono in un modo o nell’altro intorno all’oggetto afferrato e rendono la presa differente. La proprietà di un oggetto di essere non sovrapponibile alla sua immagine speculare è chiamata chiralità, ed è molto importante nel mondo delle molecole, in quanto due molecole chirali possiedono le medesime proprietà fisiche tranne il potere rotatorio (identico per intensità ma opposto di segno per ognuna di esse). Le molecole chirali mostrano lo stesso comportamento chimico nei confronti di sostanze non chirali mentre la loro interazione chimica nei confronti delle altre molecole chirali è diversa (esattamente come una mano destra, stringendo un’altra mano, riesce a distinguere se la mano stretta è destra o sinistra). Ecco perché la preferenza di una molecola a essere destra o mancina è molto più importante della nostra: alcune sostanze saranno tossiche o benefiche a seconda di quale predisposizione (mirror-twin) è presente nelle molecole. Pertanto, alcune medicine devono contenere esclusivamente la molecola destrorsa o quella mancina.

Il problema a questo punto sta nell’individuare e separare le molecole destrorse da quelle sinistrorse, che si comportano esattamente allo stesso modo a meno che non interagiscano con un altro oggetto chirale. Un gruppo di ricerca internazionale (Celia-Cnrs/Inrs /Max Born Institute di Berlino/Soleil) ha recentemente presentato un nuovo metodo estremamente sensibile nel determinare la chiralità delle molecole.

In seguito all’eccitazione da parte di un impulso laser ultra-corto polarizzato circolarmente, gli elettroni seguono un’elica destra o sinistra in base alla chiralità della struttura molecolare in cui risiedono. Fonte: Samuel Beaulieu

Dal diciannovesimo secolo sappiamo che le molecole possono essere chirali. Forse l’esempio più famoso è il Dna, la cui struttura a doppia elica assomiglia a un cavatappi destrimano. Convenzionalmente, la chiralità viene determinata usando luce polarizzata circolarmente, nella quale il campo elettromagnetico ruota in senso orario o antiorario, formando un “cavatappi” destro o sinistro, con l’asse lungo la direzione del raggio di luce. Questa luce chirale viene assorbita in modo diverso da molecole destrorse o sinistrorse. Tale effetto, tuttavia, è piccolo, perché la lunghezza d’onda della luce è molto più lunga della dimensione di una molecola: il “cavatappi luminoso” è troppo grande per percepire la struttura chirale della molecola in modo efficiente.

Il nuovo metodo è in grado di amplificare notevolmente il segnale chirale. «Il trucco consiste nel lanciare alle molecole un impulso laser polarizzato circolarmente molto corto», spiega Olga Smirnova del Max Born Institute. Questo impulso ha una durata di alcuni decimi di un miliardesimo di secondo, e trasferisce energia agli elettroni nella molecola stimolandoli a percorrere un moto elicoidale lungo un’elica destra o sinistra, a seconda della preferenza della struttura molecolare nella quale gli elettroni risiedono. A questo punto il loro movimento può essere sondato da un secondo impulso laser. Anche questo impulso deve essere di breve durata, per catturare la direzione del movimento degli elettroni e avere abbastanza energia fotonica per far fuoriuscire gli elettroni eccitati dalla molecola. A seconda che gli elettroni si stessero muovendo in senso orario o antiorario, usciranno dalla molecola con la stessa direzione e verso del raggio laser oppure con il verso opposto.

Questa procedura ha consentito ai fisici sperimentali del Celia di determinare la chiralità delle molecole in modo molto efficiente, con un segnale mille volte più forte rispetto al metodo usato comunemente fino ad oggi. Inoltre, questo nuovo metodo potrebbe consentire di avviare reazioni chimiche chirali e seguirle nel tempo: basta solo applicare impulsi laser molto brevi con la giusta frequenza portante. La tecnologia sviluppata è il coronamento della ricerca di base in fisica ed è disponibile solo da poco tempo. Ovviamente potrebbe rivelarsi estremamente utile in altri campi in cui la chiralità svolge un ruolo importante, come la ricerca chimica e farmaceutica. Avendo avuto successo nell’identificare la chiralità delle molecole con il loro nuovo approccio, i ricercatori stanno già pensando di sviluppare un metodo per la separazione laser delle molecole destrorse e sinistrorse.

Per saperne di più:

  • Leggi su Nature Physics l’articolo “Photoexcitation circular dichroism in chiral molecules” di S. Beaulieu, A. Comby, D. Descamps, B. Fabre, G. A. Garcia, R. Géneaux, A. G. Harvey, F. Légaré, Z. Mašín, L. Nahon, A. F. Ordonez, S. Petit, B. Pons, Y. Mairesse, O. Smirnova e V. Blanchet

Powered by WPeMatico