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DAL CIELO DI PADOVA alle sonde spaziali68
DAL CIELO DI PADOVA alle sonde spaziali
Leopoldo Bennacchio
Pianeti di altre stelle, supernove, galassie vicine e remote, tecnologie avanzate: l’antica Specola padovana (1761) si è espansa con i suoi telescopi prima ad Asiago e Cima Ekar, poi al mondo intero. Ancora viva l’eredità di Leonida RosinoMCCXLII – Quae quondam infernas turris ducebat ad umbras nunc venetum auspiciis pandit ad astra viam MDCCLXVII, ossia “1242 - Questa torre che una volta portava alle ombre infernali ora, grazie all’opera dei Veneti ci apre la via alle stelle - 1767”. Sta scritto sulla lapide alla base della Torre di Ezzelino da Romano, tristemente nota in città per le terribili prigioni Zilie dove morirono, al tempo delle lotte fra Imperatore e Papa, migliaia di padovani terribilmente torturati. Venetum, dei Veneti, non è una scritta “padana” ante litteram, ma si rifà alla decisione della Repubblica di Venezia di dotare anche l’Università di Padova di uno dei primi Osservatori astronomici moderni del mondo. Da allora le vicende del bicentenario Osservatorio, vecchio ma tuttora in forma smagliante, oscillano tra periodi in cui fa parte dell’Università e periodi è un ente piccolo e indipendente. Oggi quello di Padova, come tutti gli altri Osservatori astronomici statali, fa parte dell’Istituto Nazionale di Astrofisica.
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PERCHÉ NELL’UNIVERSO tutto si muove?74
PERCHÉ NELL’UNIVERSO tutto si muove?
Piero Galeotti
-Perché nell’universo non si osservano oggetti fermi? Questa domanda mi è stata posta dal nostro gentile lettore Millo Branchesi di Terni, la cui cortese lettera riporto sommariamente per problemi di spazio. Scrive il signor Branchesi: ...in natura si osservano due tipi di moto: disordinato e ordinato; il primo è quello del tutto casuale in direzione, verso e intensità delle singole particelle che costituiscono il sistema...il secondo è quello di particelle con una direzione comune a tutte...Si muovono descrivendo traiettorie circolari o in genere curvilinee, i corpi dotati di un moto “iniziale”, sui quali agisce una forza con direzione differente da quella del moto iniziale. Nel caso degli oggetti celesti la forza è l’interazione gravitazionale, ma da dove deriva il loro moto iniziale? Il moto “disordinato” c’è sempre stato sin dall’inizio, nel Big Bang caldo, ma se il sistema è omogeneo non può essere derivato il moto “ordinato”. È invece concepibile in un sistema disomogeneo. Allora l’universo è nato disomogeneo? Il moto ordinato degli oggetti che oggi osserviamo è la conseguenza di quella disomogeneità?...
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A CARNEVALE farò l’astronauta76
A CARNEVALE farò l’astronauta
Annalisa Deliperi
Una divertente attività di laboratorio per le scuole primarie. Con una durata di 4-6 ore, può occupare utilmente una intera giornata scolastica o animare una festa casalingaPer una festa di Carnevale davvero spaziale è necessario scatenare la fantasia. Si può organizzarla a scuola o a casa, non importa. La regola è una sola: divertirsi e nello stesso tempo imparare qualcosa. Digito con curiosità le parole “tuta spaziale fai da te” nel motore di ricerca Google. Chissà se qualcuno ha già provato a inventarsi un costume di Carnevale da astronauta, quella tuta che in gergo tecnico viene chiamata EMU, sigla tratta dall’inglese Extravehicular Mobility Unit. In tre decimi di secondo Google presenta una lista di 36.600 risultati. Non me ne servono tanti, bastano i classici primi dieci. In realtà voglio solo vedere che cosa sono riusciti a ideare. Molto bene. Pare che siano sufficienti pochi materiali per una versione di base: una tuta abbondante di colore chiaro come quelle usa e getta da imbianchino; degli adesivi colorati rosso e blu; un paio di scarponcini tipo anfibi; alcune strisce di stoffa bianca; una grande boccia in plastica per i pesci; una bandiera americana; una scatola di cartone del detersivo per la lavatrice; alcuni fogli bianchi; una confezione di colla; dello scotch; due pezzi di elastico bianco. In ogni caso posso dire agli invitati (o agli scolari) che sono liberi di utilizzare qualsiasi altro materiale, ancor meglio se di recupero.
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SUPERNOVA 1987 A I neutrini dicono che...64
SUPERNOVA 1987 A I neutrini dicono che...
Francesco Vissani
Il 23 febbraio di 26 anni fa gli astronomi hanno assistito ad uno dei fenomeni più straordinari dell’universo: l’esplosione di una stella come supernova di tipo II, riuscendo inoltre, per la prima e unica volta, a catturare i neutrini emessi nei primissimi istanti della catastrofe stellare. Ecco gli ultimi progressi nell’interpretazione di quelle eccezionali osservazioniGli astrofisici ritengono che le stelle di grande massa muoiano quando la loro parte centrale, il nucleo, collassa dando vita a un oggetto compatto, come una stella di neutroni o un buco nero; al contrario la parte esterna, l’inviluppo, può esplodere e generare un particolare tipo di supernova. Queste aspettative sembrano affidabili, anche se resta ancora da chiarire il modo in cui avviene l’esplosione. In ogni caso, abbiamo ottime ragioni per credere che riusciremo a seguire in presa diretta il prossimo collasso gravitazionale che accadrà nella nostra galassia, grazie ai telescopi di neutrini perché numerosi Paesi si sono dotati di tali strumenti: in Giappone abbiamo Super-Kamiokande e KamLAND, in Italia LVD, in Russia Artemovsk e Baksan, in Antartide IceCube. I neutrini avvertiranno gli astronomi che una supernova sta per apparire: questo avverrà poche ore dopo l’osservazione dei neutrini, non appena l’onda d’urto, emergendo dal mantello stellare, farà esplodere l’inviluppo. Siamo certi di queste aspettative, perché sappiamo che i neutrini attraversano indisturbati grandi quantità di materia, svolgono un ruolo importante nei processi che portano al collasso di una stella e, soprattutto, ne abbiamo già osservati alcuni generati dalla supernova SN 1987A (vedi Le Stelle, n. 103, pag. 38, febbraio 2012).
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STRAORDINARIO VIAGGIO al centro della Luna47
STRAORDINARIO VIAGGIO al centro della Luna
Mario Di Martino
Le due sonde della missione GRAIL della Nasa si sono schiantate presso il polo Nord del nostro satellite dopo averne tracciato una perfetta mappa gravitazionale che rivela le strutture nascoste nel sottosuolo. Il sito dell’impatto è stato battezzato con il nome di Sally Ride, astronauta americana che nel 1983 volò sullo ShuttleAlle 23,30 ora italiana del 17 dicembre 2012, esattamente come la Nasa aveva programmato, le due sonde della missione GRAIL si sono schiantate nei pressi del polo Nord della Luna: un esperimento voluto dall’ente americano in coincidenza con i quarant’anni trascorsi dall’Apollo 17, l’ultima impresa spaziale che abbia fatto scendere l’uomo sul satellite della Terra. Il sito dell’impatto è stato dedicato all’astronauta Sally K. Ride, prima donna a volare sullo Shuttle nel 1983, scomparsa prematuramente il 23 luglio 2012. Si è trattato di un esperimento interessante dal punto di vista scientifico e di un esito spettacolare dal punto di vista mediatico anche per il suo forte aspetto simbolico. La Luna, il più vicino e per certi versi più studiato dei corpi celesti, ha ancora molte storie da raccontarci. La sua superficie viene studiata da secoli da terra e, in maniera molto più approfondita, da decenni per mezzo di missioni spaziali.
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UN’ITALIANA IN ORBITA Il suo nome è Samantha52
UN’ITALIANA IN ORBITA Il suo nome è Samantha
Antonio Lo Campo
Laureata in ingegneria, pilota dell’Aeronautica militare e astronauta dell’Esa, nel 2014 Samantha Cristoforetti diventerà la prima astronauta del nostro paese e vivrà per sei mesi sulla Stazione spaziale. “Realizzo un mio sogno di bambina” “Con il fiato in gola ho seguito la discesa su Marte di Curiosity”. “Mi piace guardare il cielo con i telescopi degli astrofili”L’addestramento per la “Spedizione 42” è iniziato, e a bordo della Sojuz che raggiungerà la Stazione spaziale ci sarà Samantha Cristoforetti, prima astronauta italiana, selezionata dall’Esa nel 2009 e poi destinata a una missione di sei mesi in orbita. Terza europea a partire per lo spazio, Samantha è originaria del Trentino ed è pilota dell’Aeronautica Militare Italiana. In questi mesi si dedica a tempo pieno alla preparazione della missione che entro fine 2014 la vedrà protagonista a bordo di una Sojuz russa, la “navetta” che servirà a trasferirla sulla Iss a 400 chilometri sopra il nostro pianeta, una struttura pesante 400 tonnellate e formata da centinaia di componenti realizzate da varie nazioni (Italia compresa). Lassù sono già stati Umberto Guidoni, Paolo Nespoli, Roberto Vittori, e il 2013 vedrà l’arrivo di Luca Parmitano. Raggiungiamo Samatha Cristoforetti mentre è in Giappone, uno dei paesi partner della Iss. “Sono qui per la preparazione al Jem, sigla del modulo-laboratorio giapponese della stazione – spiega –. Attualmente studio i sistemi di bordo, le procedure di emergenza e il braccio robotico giapponese. Per un aggiornamento e la preparazione agli esperimenti scientifici del Jem tornerò all’inizio del 2014.
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MATERIA OSCURA? Presto si chiarirà54
MATERIA OSCURA? Presto si chiarirà
Dan Hooper
Con vari tipi di esperimenti gli scienziati sono ormai vicini a svelare uno dei più sconcertanti enigmi del cosmoQuest’anno segna l’ottantesimo anniversario della prima evidenza della materia oscura. Ma dopo otto decenni, non sappiamo ancora di che cosa sia composta questa materia elusiva. Benché gli astrofisici ritengano più che mai che la maggior parte della massa dell’universo sia costituita di materia oscura, finora abbiamo fatto davvero pochi progressi nel tentativo di comprenderne la natura. La storia della materia oscura iniziò nel 1933, quando il brillante ma eccentrico astrofisico del Caltech Fritz Zwicky si accorse di qualcosa di strano nell’ammasso di galassie della Chioma di Berenice. Sebbene le galassie della Chioma sembrino reciprocamente legate dalla gravità, esse si muovono così velocemente che dovrebbero invece allontanarsi e disperdere l’ammasso. Zwicky fece molte ipotesi per spiegare come l’ammasso della Chioma sia riuscito a rimanere compatto. Per caso le stelle negli ammassi distanti erano più pesanti di quelle della nostra galassia?
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RADIAZIONE GAMMA Messaggi dal “fondo”61
RADIAZIONE GAMMA Messaggi dal “fondo”
Patrizia Caraveo
Grazie all’interazione fotone-fotone è possibile misurare la densità di fotoni ottici e ultravioletti prodotti dalle stelle che si sono succedute in diverse generazioni dall’inizio dell’universo e che è molto difficile misurare direttamenteTutte le stelle che hanno brillato in qualsiasi punto dell’universo, in qualsiasi istante della sua lunga storia hanno dato il loro contributo alla radiazione di fondo del cielo. Questa emissione spalmata su tutto il cielo è presente, seppure in misura diversa, a tutte le lunghezze d’onda. La radiazione di fondo più nota è il rumore residuo del Big Bang che ha segnato l’inizio dell’universo e che oggi riveliamo come radiazione termica alla temperatura “frescolina” di poco meno di 3 K. Ma il CMB (Cosmic Microwave Background) è solo una parte della storia: il cielo è pervaso da una radiazione diffusa che viene rivelata in aggiunta alle sorgenti puntiformi. Quando, 50 anni fa, il gruppo di Rossi e Giacconi rivelò Scorpius X1 (SCO X1), la prima sorgente di raggi X al di fuori del Sistema Solare, venne subito notato che, anche lontano dalla sorgente, l’emissione X non andava mai a zero, segno che doveva essere presente un bagliore diffuso. Nacque subito la domanda circa la natura di questa emissione: somma di sorgenti troppo deboli per essere risolte una per una, oppure emissione veramente diffusa da gas caldo in ammassi o super ammassi? Per poter cercare di dare una risposta occorre ripercorrere la storia di ognuna delle sorgenti che possono avere contribuito seguendo l’evoluzione di ciascuna, ovviamente considerando anche le sorgenti che hanno brillato agli albori dell’universo e ora sono ormai esaurite.
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LUCI AFFASCINANTI NELLE NOTTI POLARI34
LUCI AFFASCINANTI NELLE NOTTI POLARI
Pal Brekke
Dopo secoli di meraviglia davanti allo spettacolo arcano e bellissimo delle aurore boreali, gli scienziati sono riusciti a risolvere molti dei loro interrogativi. Ma non tuttiLa prima descrizione accurata dei surreali drappeggi di luce che sovente decorano le notti del cielo artico apparve nel libro King’s Mirror, una cronaca norvegese che risale al 1230 dopo Cristo, probabilmente scritta come libro di testo per un principe. L’autore riempie molte pagine con la descrizione della particolare luminescenza vista dai Vichinghi, ma ammette che nessuno conosce le ragioni del fenomeno (tra le varie teorie del tempo c’era quella di fuochi ai bordi del mondo e di bagliori emessi dal Sole sotto l’orizzonte). Soltanto un secolo fa si incominciò a sospettare un collegamento più diretto con il Sole. Oggi sappiamo che queste luci, denominate per la prima volta aurore boreali o alba del Nord da Galileo Galilei, si formano quando flussi di particelle energetiche cariche provenienti dal Sole superano il guscio magnetico protettivo della Terra e colpiscono l’atmosfera.
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ONDE GRAVITAZIONALI Così le capteremo?42
ONDE GRAVITAZIONALI Così le capteremo?
Carlo Bradaschia
I tre interferometri esistenti nel mondo per verificare una delle più elusive previsioni di Einstein verranno migliorati entro il 2016 fino a renderli dieci volte più sensibili. La speranza è di registrare 10 eventi in 100 giorni, mentre finora sarebbero stati necessari 300 anniDalla fine di settembre 2011 tutti i grandi interferometri per la ricerca delle onde gravitazionali (vedi l’articolo di Guido Pizzella, le Stelle n. 114, pag. 46, gennaio 2013) sono spenti. Solo GEO600, l’interferometro anglo-tedesco di Hannover, relativamente piccolo con i suoi bracci di 600 metri, continuerà a fare da sentinella per qualche eventuale fenomeno di eccezionale intensità, mentre Virgo (italo-francese) e i due LIGO (Usa) saranno sottoposti ad un profondo lifting che ne aumenterà la sensibilità di dieci volte, trasformandoli in rivelatori di seconda generazione. Questo periodo di quasi sordità alle onde gravitazionali, di circa quattro anni, è stato concordato a livello internazionale dopo attenta discussione. Le motivazioni della scelta sono state essenzialmente due. 1. Al compimento del lifting, il sistema di tre interferometri, dieci volte più sensibile di prima, riuscirà a captare onde gravitazionali emesse da sorgenti anche dieci volte più distanti dalla terra; riuscirà, quindi, a esplorare una sfera di universo con un volume mille volte maggiore, moltiplicando dello stesso fattore la probabilità di registrare eventi.
