Comprendere più vecchia

Gary Hinshaw e Robert Naeye

Gli “echi sonori” nella radiazione cosmica di fondo rivelano la storia e la composizione dell’Universo
Nei suoi primi istanti di vita l’Universo era pervaso dalla radiazione. Questa radiazione (che impropriamente chiameremo anche luce), oggi è ancora fra di noi, ma i nostri occhi non possono vederla perché cade nel dominio delle microonde. Questa radiazione “fossile” dell’Universo primordiale è nota come radiazione cosmica di fondo o anche CMB (da Cosmic Microwave Background). Quando, con un rivelatore di microonde, se ne traccia una mappa in alta risoluzione, la distribuzione della CMB somiglia a un affresco del cielo dipinto in stile puntinistico (il puntinismo è un movimento pittorico francese, sviluppatosi attorno al 1885, in cui l’immagine è composta da un insieme di punti di colore complementari vicini l’uno all’altro). Ma, a differenza di un dipinto di Georges Seurat (pioniere del movimento puntinista), il cui soggetto si può distinguere solo osservandolo da una certa distanza, qui è il punto stesso che compone il quadro a essere importante. Infatti, le zone di diversa intensità della CMB intrecciano una trama nel tessuto dello spazio-tempo che codifica tutta una miniera d’informazioni su età, composizione e storia iniziale dell’Universo. I cosmologi hanno parzialmente decifrato questa trama e hanno concluso che l’Universo ha un’età di 13,7 miliardi d’anni, è formato da energia oscura per il 74%, da materia oscura per il 22% e da materia ordinaria per il 4%. Tags:COSMOLOGIA

Spirit e Opportunity: 4 anni su Marte!

Cesare Guaita

Il 4 e il 25 gennaio scorsi i due “immortali” rover della NASA hanno raggiunto un record di sopravvivenza che sembrava impossibile. Se Opportunity fece le scoperte principali nei primi due anni di missione, Spirit ha dato invece il meglio di sé negli ultimi due anni, dimostrando che su Marte, in passato, esisteva una intensa attività idrotermale. E il 26 maggio arriva Phoenix…
Come ben noto, verso la fine degli anni ’70 i geologi marini fecero forse la più grande scoperta della storia della geofisica: quella dell’esistenza, lungo tutti i 60.000 km delle dorsali oceaniche, di sorgenti idrotermali caldissime, prodotte dall’infiltrazione e dal contatto dell’acqua marina con il magma che risale dalle dorsali. A causa dell’enorme pressione esistente sui fondali, l’acqua dei geyser idrotermali fuoriesce a temperature ben maggiori di quelle tipiche dell’ebollizione dell’acqua (100 °C). Nei casi estremi si arriva anche a 400 °C, quindi a un eccezionale potere solubilizzante dei minerali profondi; così, insieme a gas velenosi come il solfuro d’idrogeno (H2S), il biossido di carbonio CO2 (2-300 ppm, ossia mg/litro, ciascuno) e un po’ di metano (CH4), quest’acqua surriscaldata riesce a solubilizzare una gran quantità di scuri solfuri di metalli pesanti come ferro (100-150 ppm), rame, nichel (pochi ppm), nonché una notevole quantità di solfato di calcio (CaSO4) (1000-4000 ppm) e fino a 1500- 2000 ppm di silice (SiO2). A contatto con la fredda acqua oceanica (2 °C), i solfuri che l’acqua idrotermale tiene in soluzione grazie alla sua elevata temperatura precipitano immediatamente dando al fenomeno l’apparenza di emissioni scure e polverose: da qui la denominazione, ormai universalmente nota, di black smokers, i “fumatori neri”. Tags:SISTEMA SOLARE

Ritorno a Mercurio

J. Kelly Beatty

Il flyby di gennaio tra Messenger e questo mondo di fuoco e di ghiaccio è stato il primo degli ultimi 30 anni.
Il 24 marzo 1975 Gerard Ford era Presidente degli Stati Uniti, la guerra del Vietmam stava finendo e i controllori di volo della NASA stavano cautamente guidando il Mariner 10 verso il suo terzo e ultimo flyby con il pianeta Mercurio. Otto giorni più tardi la sonda esaurì le ultime riserve di gas direzionali e venne spenta per motivi precauzionali. Mariner 10 fu la prima navicella spaziale a raggiungere Mercurio. Essa mostrò che il pianeta più interno ha una superficie molto simile a quella della Luna: entrambi hanno una grande quantità di crateri, giganteschi bacini da impatto e ampie pianure laviche. Ma le brevi visite del Mariner 10 evidenziarono che tra i due corpi ci sono anche grosse differenze. In un certo senso Mercurio è una specie di proiettile, una “palla di cannone”. Il suo nucleo ferroso arriva infatti a circa il 75% del raggio del pianeta e a circa metà del suo volume. In effetti Mercurio è addirittura più denso della Terra. Deve essere accaduto qualcosa all’inizio della storia del Sistema Solare che lo ha reso molto differente dai suoi confratelli rocciosi (Venere, Marte e la Terra stessa). Altre domande sono rimaste irrisolte o si sono modificate durante gli anni. Perché il pianeta ha un campo magnetico? Qual è la sorgente del sodio e del potassio che fluiscono nello spazio dalla sua superficie? E ci sono davvero depositi di ghiaccio ai poli, come hanno suggerito esperimenti di riflessioni radar condotti da Terra? Tags:

Apriticielo: il planetario di Torino

Piero Bianucci

Sorge sulla collina di Pino Torinese, a una decina di chilometri dal centro della città, accanto all’Osservatorio Astronomico
Lo hanno aspettato con impazienza per più di trent’anni ma finalmente ora anche i torinesi hanno il loro “cielo in una stanza”. Cioè un grande planetario, spiritosamente battezzato “Apriticielo”, dove lo spettacolo delle stelle è proiettato su una cupola che funge da schermo. Ti accomodi su una poltrona inclinata in una sala rotonda da 100 posti, cala il buio e sopra di te ecco un brulicare di astri, con la scia della Via Lattea – la nostra galassia – che va da un orizzonte all’altro, i pianeti, la Luna. Ma c’è di più. Il planetario ha intorno un museo dell’astronomia che con una serie di exhibit interattivi fornisce al visitatore le conoscenze fondamentali sull’Universo: come è fatto, come si evolve, con quali strumenti lo osserviamo. Planetario e museo, poi, rientrano nel Parco Astronomico INFINI.TO, che si avvale di una funivia per raggiungere la cresta della collina e mette i visitatori a diretto contatto con l’Osservatorio, struttura di ricerca dell’INAF (Istituto Nazionale di AstroFisica), e con i suoi telescopi. Tra questi spicca un riflettore Reosc da 1 m di diametro progettato apposta per misure di astrometria, e il rifrattore Morais, che grazie all’obiettivo di 42 cm detiene il primato del più grande telescopio con obiettivo a lenti esistente in Italia. E non è finita qui. La Regione Piemonte e la città di Torino guardano a INFINI.TO come al primo tassello di un grande Science Center interattivo che occuperà il palazzo di Torino Esposizioni progettato da Pier Luigi Nervi tra corso Massimo d’Azeglio e il parco del Valentino. Tags:

L’astronomia gamma

A. De Angelis - M. De Maria - M. Persic

Sorprendentemente ricco e variabile, il cielo visto da un telescopio gamma è molto diverso da quello che osserviamo con i nostri occhi o con un telescopio ottico. In un telescopio gamma l’immagine delle tranquille notti d’estate lascia il posto alle catastrofi che si generano quando buchi neri supermassicci (miliardi di volte più pesanti del Sole) ingoiano in pochi secondi ammassi di stelle.
Quando si guarda il cielo a occhio nudo o con telescopi sensibili al visibile o all’infrarosso, si osservano fenomeni termici legati alle stelle; fino a qualche decina di anni fa questa era la parte dell’Universo che era possibile conoscere. Negli ultimi tempi lo sviluppo tecnologico ha consentito la costruzione di strumenti sensibili ad altre bande di osservazione, e in particolare da alcuni anni è possibile osservare la parte più energetica della radiazione: i raggi gamma, onde elettromagnetiche (fotoni) anche miliardi di volte più energetiche della luce visibile. I raggi gamma sono testimoni di processi particolarmente violenti e lontani dall’equilibrio termico: in particolare una parte dell’energia rilasciata nei collassi gravitazionali di sistemi supermassicci è emessa sotto forma di raggi gamma che consentono di “fotografare” (anzi di “filmare”, data la rapida variabilità dei processi in gioco) questi eventi cataclismici. L’emissione di raggi gamma avviene come risultato finale di processi, non ancora completamente compresi, in cui particelle cariche accelerate (principalmente elettroni o protoni) rimbalzano su fotoni, che a loro volta rimbalzano su particelle cariche, e così via. Questo tipo di urti spiega un’emissione in cui l’intensità varia con una legge di potenza tale che il numero di fotoni di energia E rivelati è descritto in prima approssimazione da una dipendenza di tipo E–2 (all’aumentare dell’energia di un fattore 10 il numero di fotoni diminuisce di un fattore 100). La regione di altissime energie si estende convenzionalmente a partire da una decina di GeV (un GeV è l’energia sufficiente a materializzare un protone in base alla famosa relazione di Einstein E = mc2) e non è limitata superiormente se non dalla rarità degli eventi che possiamo registrare con i nostri strumenti. Tags:ASTROFISICA

Misurare l’Unità Astronomica

Robert J. Vanderbei e Ruslan Belikov

Due astronomi, utilizzando strumenti amatoriali, hanno stimato la scala del Sistema Solare con un’incertezza inferiore all’1%: anche noi possiamo fare altrettanto.
Qui sulla Terra misuriamo le distanze in millimetri e pollici, chilometri e miglia. Nella vastità del Sistema Solare un’unità di misura più consona è l’Unità Astronomica, che è la distanza media tra la Terra e il Sole. L’Unità Astronomica (UA) è pari a 149.597.870,691 km, con un’incertezza di soli 30 m, calcolata dal centro del Sole a quello della Terra. Gli astronomi sono riusciti a determinare questa distanza con la massima precisione seguendo via radio le navicelle spaziali mentre attraversano il Sistema Solare e analizzando da Terra i segnali radar riflessi da corpi planetari e asteroidali. In passato le nostre stime erano molto più incerte e ciò ha rappresentato un problema serio per molti settori dell’astronomia: l’incertezza nella misura dell’Unità Astronomica si traduceva infatti in incertezze su ogni distanza misurata al di fuori della Terra. Ecco cosa affermò Fred Whipple sull’argomento nel suo libro Terra, Luna e pianeti (1941): “Misurando le posizioni dei pianeti o degli asteroidi e applicando la legge di Newton, gli astronomi possono calcolare le orbite intorno al Sole e prevedere le posizioni future dei corpi planetari con elevata precisione. Le distanze relative possono essere stimate con un’accuratezza pari a quella ottenibile facendo misure di distanza qui sulla Terra, fino a circa una parte su un milione. La sorprendente complicazione consiste nel fatto che tutte queste accurate stime vengono espresse in Unità Astronomiche, che è l’unità di misura corrispondente alla distanza media tra la Terra e il Sole, e non in piedi o in miglia. Ai fini delle previsioni di posizione questo non fa differenza, ma a nessuno scienziato piace utilizzare un regolo che è di lunghezza assoluta sconosciuta”. Tags:OSSERVAZIONI

La Vergine (prima parte)

Luigi Fontana


Sesta costellazione dello Zodiaco, la Vergine è davvero speciale. Non solo: è anche una delle più antiche, potendo vantare citazioni nei primissimi documenti scritti che ci siano pervenuti (le tavolette di Uruk, databili a circa 5000 anni fa). Ha anche un impressionante elenco di miti a essa associati, molti dei quali bellissimi. Ma per l’astrofilo, osservatore o fotografo che sia, l’aspetto che la rende unica, nonché inesauribile “terreno di caccia”, è che in questa costellazione cade il centro del super ammasso di galassie Coma- Virgo, alla cui periferia si trova il nostro “vicinato cosmico”, ovvero il Gruppo Locale, i cui membri più importanti, oltre alla nostra Via Lattea, sono M31 (la Galassia di Andromeda) e M33 (la Galassia del Triangolo). Tutto ciò, unito ancora al fatto che la costellazione giace lontana dal piano della nostra Galassia, in una zona quindi dove mancano nubi di polveri che oscurino la visione degli oggetti più lontani, rende la Vergine non semplicemente “ricca” ma letteralmente debordante di galassie. Dalle più brillanti, apprezzabili con binocoli di medie e grandi dimensioni (di cui ben undici sono state catalogate da Messier), a quelle non notate dal grande francese ma accessibili anche al classico 114 mm, fino alle più deboli che costituiscono un vero e proprio “tappeto di galassie” che fa da sfondo a buona parte della costellazione e la cui contemplazione con un grande telescopio costituisce un’esperienza astronomica – e, oseremmo dire, intellettuale – davvero unica. L’estrema ricchezza della costellazione ci costringerà a trattarla nel corso di più numeri della rivista; e questo mese ci limiteremo dunque agli oggetti di Messier più brillanti. Tags:

Un bolide spettacolare

Vincenzo Zappalà


Alle 23h 45m di sabato 1° marzo chi ha alzato gli occhi al cielo ha potuto ammirare un superbolide di eccezionale splendore. Purtroppo non ci sono state riprese fotografiche o filmati, ma la magnitudine dovrebbe essersi aggirata intorno a –17, superando di molto quindi la luminosità della Luna Piena. Il superbolide, di colore verdeblu, con scia persistente bianca e filamentosa, è stato osservato dall’Italia centrale e settentrionale, Svizzera, Francia sud-orientale e Germania meridionale. La traiettoria è stata percorsa da Sud-Est verso Nord-Ovest, passando vicino allo zenit della città di Milano. Purtroppo i mass media hanno quasi del tutto ignorato il fenomeno (era la serata finale di San Remo…) e solo il sito web http://www.astronomia. com/ ha dato immediatamente l’annuncio, ospitando centinaia di segnalazioni. Il 4 marzo il TG scientifico Leonardo ha riportato la notizia con vari dettagli e lo spezzone di filmato può essere scaricato dallo stesso sito precedente. PROCLAMATO IL VINCITORE DELLA COMPETIZIONE “ASTEROIDHUNTER” La Planetary Society aveva aperto una competizione per lo studio di una missione a basso costo (meno di 140 milioni di dollari) che facesse uso di tecnologia di serie allo scopo di intercettare e seguire un oggetto a rischio d’impatto con la Terra. Il “target” della missione era il ben noto asteroide Apophis, che sorvolerà la Terra nel 2029 a una distanza inferiore a quella dei satelliti geosincroni. Se la Terra dovesse perturbare la traiettoria in modo sufficiente, l’asteroide potrebbe colpire successivamente il nostro pianeta nel 2036. Anche se ormai il rischio di impatto appare estremamente basso, c’è comunque bisogno di rifinire meglio la traiettoria futura. La Planetary Society ha messo a disposizione 50.000 dollari per questo tipo di studio di missione. Più di 37 gruppi hanno partecipato e i loro progetti sono stati giudicati da un comitato formato da membri della Planetary Society e da esperti della NASA e dell’ESA. Vincitore (e meritevole dei 25.000 dollari del primo premio) è risultato il progetto Foresight, frutto di un gruppo diretto dalla Spaceworks Engineering di Atlanta e dalla SpaceDev di Poway, California, che svilupperà la tecnologia del lanciatore. Tags: