giovedì 20 novembre 2014

ALMA entra in funzione e subito sorprende

La tecnologia fa passi da gigante giorno dopo giorno e ci permette, sia se siamo semplici appassionati o studiosi del cielo, di meravigliarci e avere a disposizione una miniera di informazioni che fino a 20 anni fa sembrava pura fantascienza.

ALMA, in Cile. Un progetto molto promettente
Un altro grande passo verso una maggior comprensione del cosmo è stato ufficialmente fatto in Cile, nel più secco deserto del mondo: Atacama, conosciuto anche come il paradiso degli astronomi (dilettanti e professionisti).
E' in questa lingua larga non più di 200 km e lunga qualche migliaio che all'inizio di novembre è ufficialmente entrato in funzione, quasi a pieno regime, il telescopio ALMA, acronimo per Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.

In realtà non si tratta di un telescopio singolo come siamo abituati a immaginare, ma di una rete di radiotelescopi che osservano principalmente alla lunghezza d'onda delle microonde che si possono muovere ed estendere fino a coprire un lato di 15 chilometri.

Grazie alla tecnica dell'interferometria è possibile sfruttare in pieno le proprietà della luce per aumentare il potere risolutivo degli strumenti e carpire dettagli sempre più fini dell'Universo. In particolare,  l'interterometria combina la luce ripresa da una rete di telescopi e permette di raggiungere un potere risolutivo pari a quello che si avrebbe se si osservasse con un unico telescopio il cui diametro è pari alla distanza massima tra due parabole. Poiché le antenne di ALMA raggiungono un'estensione di 15 chilometri, la risoluzione raggiungibile è la stessa che avrebbe un singolo radiotelescopio di pari diametro, con il grande vantaggio di poter operare con telescopi più piccoli, maneggevoli ed economici.
Alle lunghezze d'onda submillimetriche si ha anche il vantaggio di non dover combattere con la fastidiosa turbolenza atmosferica, che degrada enormemente le immagini nel visibile.

Il risultato, quindi, è una risoluzione paragonabile a quella raggiunta dal telescopio spaziale Hubble, circa 0.0035 secondi d'arco.
Le lunghezze d'onda millimetriche hanno anche il grande vantaggio di non essere molto assorbite dalle polveri interstellari e quindi ci consentono di osservare fenomeni che fino a questo momento abbiamo solo teorizzato e simulato al computer.
Ripreso per la prima volta un sistema planetario in formazione.

La prima immagine di ALMA ha già stupito tutti quanto a bellezza, risoluzione e portata scientifica. A 450 anni luce di distanza, le antenne hanno ripreso la giovanissima stella HL Tauri. Probabilmente non più vecchia di un milione di anni, per le scale temporali dell'Universo è praticamente una neonata. Ma la sorpresa non è l'età, piuttosto quello che c'è attorno alla stella: un disco di polveri che sta formando molto probabilmente un sistema planetario. L'immagine è così definita che si possono osservare anche delle lacune nel disco, laddove quasi certamente si stanno formando pianeti.
E questo è il grande problema: tutte le nostre teorie sulla formazione dei sistemi planetari dicono che serve molto più tempo affinché dal disco di polveri inizino a formarsi corpi di taglia planetaria. A quanto pare, osservando questa straordinaria immagine, siamo ben lungi dall'aver compreso il meccanismo di nascita dei pianeti. L'aiuto di ALMA, allora, sarà davvero fondamentale.

Per approfondire: http://www.eso.org/public/news/eso1436/

lunedì 17 novembre 2014

Una delle più grandi tempeste di meteore mai verificatesi

Purtroppo c'è una brutta notizia prima di proseguire, anzi due: la prima è che la tempesta c'è già stata, la seconda è che non potevamo comunque vederla perché è avvenuta su Marte.

La madre di tutte le tempeste di meteore
Il 19 Ottobre scorso si è verificato un evento estremamente raro, stimato con una frequenza di uno ogni qualche milione di anni: una cometa è passata estremamente vicino a Marte, a poco più di 130 mila chilometri dalla superficie, 3 volte più vicina della nostra Luna.
Siding Spring, questo il nome della cometa, ha sfiorato il pianeta rosso evitando per poco un impatto che sarebbe stato catastrofico, ma ha lasciato una grande e spettacolare traccia della sua presenza a così breve distanza. La sua estesa chioma e la coda hanno infatti interagito, come ampiamente previsto, con l'atmosfera di Marte, causando come più spettacolare effetto collaterale un'incredibile e inimmaginabile tempesta di stelle cadenti.

Sebbene nessuna delle sonde attorno al pianeta e dei rover sulla superficie abbia ripreso in diretta questo evento (anche per questioni di sicurezza), dopo il passaggio della cometa la sonda della NASA MAVEN, osservando la porzione di atmosfera che è stata attraversata dalla chioma e dalla coda, ha rilevato una grande quantità di "fumi" causati dalle migliaia, forse milioni di scie prodotte dalle meteore bruciate nella sottile atmosfera marziana.

La cometa si è dimostrata molto più "polverosa" di quanto ci si aspettasse e ha prodotto uno spettacolo di migliaia di stelle cadenti l'ora che sarebbero risultate davvero spettacolari per chiunque si fosse trovato sulla superficie del pianeta rosso.

Oltre alle meteore, l'interazione tra la chioma della cometa e l'atmosfera di Marte ha sensibilmente modificato quest'ultima, arricchendola di polveri e metalli, regalando, probabilmente, un bel tramonto rosso/giallo al rover Curiosity, ed è riuscita persino a creare per diverse ore uno strato completamente ionizzato, detto ionosfera, che su Marte, al contrario che sulla Terra, esiste solamente di giorno quando viene illuminato dal Sole.

Per approfondire: http://www.universetoday.com/116005/mind-blowing-meteor-shower-on-mars-during-comet-flyby-say-nasa-scientists/

mercoledì 12 novembre 2014

Siamo arrivati su una cometa. Philae ce l'ha fatta! [Aggiornamento]

Aggiornamento 12/11 22:50
Nonostante il grande successo della missione di Philae, non tutto è filato liscio, anzi.
Subito dopo il contatto sembra che gli strumenti di bordo abbiano registrato dei movimenti di qualche decina di centimetri. Inoltre la telemetria di Philae era intermittente: il segnale andava e veniva. Subito i sistemi avevano mostrato che gli arpioni con cui la sonda doveva agganciarsi al suolo della cometa non erano stati sparati. Inoltre, già dal giorno prima si sapeva che il piccolo razzo che avrebbe dovuto schiacciare per pochi secondi la sonda sulla cometa per evitarne il rimbalzo era fuori uso. Tutti questi indizi hanno convinto i tecnici di missione che la sonda Philae ha di fatto rimbalzato qualche decina di centimetri dopo aver toccato per la prima volta il suolo cometario. La rotazione residua delle fasi di avvicinamento ha causato le interruzioni del segnale. Ora sembra che il segnale si sia stabilizzato e che la sonda, forse, ha ritoccato il suolo. Ma gli arpioni sicuramente non sono stati sparati e la posizione potrebbe essere precaria. Dall'ESA non trapela nient'altro e dovremo aspettare il 13 novembre mattina per avere notizie certe. Intanto non sono ancora giunte immagini dalla superficie della cometa, ma anche queste sono attese entro poche ore.
Con la speranza che la piccola sonda possa posarsi con forza sulla cometa e con l'inclinazione giusta, aspettiamo ulteriori aggiornamenti.

Intanto, per capire perché siamo andati su una cometa e quali implicazioni ha questo anche per la nostra vita, se non altro dal punto di vista dell'insegnamento di alcuni valori ormai dimenticati, godetevi questo spettacolare video dell'ESA sulla missione Rosetta

Philae ce l'ha fatta!
Per la prima volta nella nostra storia siamo riusciti a portare un manufatto automatico grande come una lavatrice sulla superficie di una cometa, a mezzo miliardi di chilometri di distanza.
E' un momento storico, secondo per importanza solo allo sbarco sulla Luna, ma se vogliamo ancora più difficile e straordinario. Si', perché la Luna, in fin dei conti, è a 4 passi da casa ed è molto grande. La cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko è un sasso grande quanto una montagna terrestre e ha una forza di gravità così bassa che basterebbe il salto di un gatto per sfuggire dalla sua attrazione. Ed è per questo che la missione, sotto certi punti di vista, è stata la più complessa mai realizzata.

Emozionante e incredibile quindi dal punto di vista tecnologico, perché è stata una vera sfida, un po' come l'intera missione Rosetta.
Affascinante dal punto di vista scientifico perché ora avremo un preziosissimo laboratorio su una cometa che potrà dirci come sono fatti e cosa contengono questi oggetti e, magari, qual è l'origine della nostra stessa esistenza.

Ma il momento è storico e fondamentale anche e soprattutto per la nostra società e per gli insegnamenti morali e culturali che ci regala.
Perché, lo so, ci sarà molta gente che pensa che tutto questo sia stato solo un grande spreco di risorse. Non è così, sia dal punto di vista prettamente materiale, perché il costo per l'Italia e i singoli stati è stato irrisorio rispetto al budged dello stato (anzi, a fare il cattivo potrei azzardare che il prezzo pagato dall'Italia è stato inferiore rispetto a quanto si spende per mantenere un giorno l'intera nostra classe politica), ma anche e soprattutto per il messaggio che questa lavatrice a mezzo miliardi di chilometri di distanza ci ha consegnato.

Un messaggio che ci fa vedere cosa significa la cooperazione tra stati (più di dieci!), tra enti di ricerca in cui lavorano decine di migliaia di persone serie che attraverso mille difficoltà, soprattutto economiche, non hanno mai rinunciato ai loro sogni, a fare quello che gli piace.

Il messaggio diretto all'umanità è quello di smettere di farsi la guerra ma anche e soprattutto di smettere di guardare limitatamente al proprio giardino di casa.

Il messaggio è di alzare lo sguardo, di prendere in mano le nostre vite, diventare persone migliori, imparare a collaborare, a rispettare il prossimo e a sognare.

Non lasciamo che problemi quotidiani, irrisori rispetto all'Universo che ci circonda, ci facciano dimenticare le nostre potenzialità, le nostre meravigliose capacità. Se siamo in grado di atterrare su una cometa, siamo in grado di fare qualsiasi altra cosa. Rialziamoci, se ci siamo seduti, e soprattutto non perdiamo mai il contatto con la nostra parte emozionale e sognatrice. Perché la vita può darci molti colpi, è vero, ma il modo peggiore per affrontarli è smettere di sognare, smettere di avere una visione d'insieme, per certi versi anche romantica, e sicuramente profonda della nostra esistenza.
Non siamo animali, siamo esseri intelligenti sognatori che meritano di continuare a sognare; non lasciamoci spegnere da problemi e dalla superficialità che a volte sembra essere la risposta più facile in certi momenti, ma che è il modo effettivamente più semplice per gettare al vento la propria vita.
Non è retorica tutto questo, ma un bell'esempio di un mondo che funziona.

Facciamo tesoro di tutto ciò e impariamo, perché le lezioni nella vita possono arrivare anche dallo spazio profondo. Grazie Rosetta, grazie Philae

lunedì 10 novembre 2014

Philae sta per tentare l'impresa: atterrare su una cometa!

E' senza dubbio la missione automatica più ambiziosa, pericolosa e forse persino folle, ma nella scienza, e in generale nel progresso, un po' di razionale follia serve per provare ad abbattere delle barriere.

Philae sta per atterrare su una cometa
E così il prossimo 11 novembre ci sarà un appuntamento con la storia da non perdere: per la prima volta gli esseri umani proveranno a far atterrare sulla scoscesa superficie di una cometa una piccola sonda automatica. Philae, per ora saldamente agganciata alla sonda madre Rosetta, prenderà il volo e colmerà, si spera senza imprevisti, la distanza di poche decine di chilometri che la separa dalla superficie della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, posandosi delicatamente sulla superficie il 12 novembre.

E' una manovra mai tentata prima, aggravata dal fatto che quando la sonda madre Rosetta è arrivata nei pressi della cometa, nessuno si aspettava di trovare un corpo celeste così irregolare e angusto, sul quale atterrare sembra un'impresa ancora più difficile delle più pessimistiche previsioni.

Ma l'ESA ormai è abituata a tentare manovre mai provate prima: ha iniziato nel 2004 quando è riuscita a far depositare dolcemente la capsula Huygens su Titano, la prima volta su un satellite di un altro pianeta. Ha proseguito con la stessa sonda Rosetta, che è riuscita nell'impresa di mettersi in orbita stabile attorno a una cometa di circa 4X3,2X1,3 km che ha la forza di gravità di una montagna terrestre, e nemmeno troppo alta.
Ora è il momento di aggiungere l'ultimo tassello mancante a una serie di imprese che stanno inevitabilmente cambiando la storia delle esplorazioni automatiche.

La zona di atterraggio, scelta dopo una lunga analisi delle immagini ad altissima risoluzione fornite da Rosetta, è stata soprannominata Agilkia e si trova su una piccola pianura su uno dei lati lunghi di questo masso cosmico alquanto particolare.

Come andrà a finire non si può sapere, ma intanto prepariamoci alla diretta visibile sul sito dell'ESA a partire dalle 20 ora locale dell'11 novembre. Le fasi finali dell'atterraggio sono previste per il 12 novembre alle 15 ora locale. Comunque vada dobbiamo essere orgogliosi di appartenere all'umanità, che è capace di cose ben più grandi di lei quando riesce a smettere di farsi la guerra.

Link per approfondimenti e per la diretta: http://www.esa.int

giovedì 6 novembre 2014

Uno strumento fondamentale per lo studio delle stelle: il diagramma HR


Per cercare di comprendere il funzionamento di una famiglia di corpi celesti, in questo caso le stelle, e individuare tutte le regole che la Natura ha deciso (se ci sono!), dobbiamo avere un approccio logico e metodico che prevede l’osservazione di un gran numero di oggetti e l’estrapolazione di alcune caratteristiche comuni.
In modo del tutto generale le principali proprietà di una classe di oggetti si mettono in luce confrontando due o più grandezze che riusciamo a misurare attraverso le osservazioni per vedere se esiste una relazione semplice che le mette in correlazione.
Se gli oggetti celesti fossero costruiti in modo casuale non esisterebbe alcuna correlazione, ad esempio, tra massa e luminosità, oppure tra luminosità e colore.
Se, al contrario, attraverso le osservazioni i grafici che si costruiscono mostrano delle correlazioni, ecco che siamo in grado di caratterizzare tutti gli oggetti dell’Universo appartenenti a quella determinata categoria, attraverso l’individuazione delle regole fisiche alle quali obbediscono.
Nel caso delle stelle, studiando la luminosità e il colore possiamo scoprire qualcosa di veramente molto interessante e potente per comprenderne il funzionamento e le proprietà.
Lo strumento fondamentale è il diagramma HR, abbreviazione di Hertzsprung-Russell, i due astronomi che per primi, in modo indipendente, l'hanno creato. Si tratta di un semplice grafico che cerca un collegamento tra due grandezze che riusciamo a misurare per le stelle. Sull'asse delle X si pone la temperatura o gli indici di colore, tipicamente B-V. Questi sono semplicemente differenze di magnitudine tra due bande spettrali, in questo caso Blu - Visibile, e ci dicono in pratica quanto è blu o rossa una stella. Poiché il colore è legato alla temperatura, questa scala può essere sovrapposta con la temperatura superficiale delle stelle.
Sull'asse delle Y, invece, va inserita la magnitudine assoluta, o in alternativa la luminosità assoluta delle stelle. Attenzione perché qui c'è una trappola, poiché la magnitudine assoluta di un astro si può conoscere solamente se si ha a disposizione una precisa stima della sua distanza. In effetti, se scegliessimo un campione casuale di stelle e misurassimo solamente la loro magnitudine apparente, questa sarebbe influenzata non solo da eventuali differenze fisiche, ma anche e soprattutto dalle differenti distanze. Poiché siamo alla caccia delle eventuali regole con cui la Natura ha plasmato questi astri, non vogliamo di certo che il nostro lavoro sia influenzato da un fenomeno come la distanza che non c'entra proprio nulla.
Il problema è che stimare la distanza di un gruppo a caso di stelle e averne in numero sufficiente per capire se ci sono correlazioni tra la magnitudine assoluta e il colore non è per niente facile, né veloce, né, forse, ci dà tutte le informazioni che potremo sperare di ricavare. 
 
Con un approccio alternativo e furbo, si può costruire quello che viene detto diagramma HR osservativo, o semplicemente diagramma colore-magnitudine. Poiché conoscere la distanza di ogni stella e di conseguenza la sua magnitudine assoluta è piuttosto complicato, eliminiamo il suo effetto sulla luminosità osservata scegliendo un campione di stelle che sappiamo essere tutte più o meno alla stessa distanza da noi. Gli oggetti migliori per questo scopo sono gli ammassi aperti e gli ammassi globulari, gruppi compatti e legati che in effetti possiamo considerare come composti da stelle che si trovano tutte a distanze molto simili da noi. In questo caso, allora, qualsiasi differenza nella luminosità apparente, che misuriamo molto bene, corrisponde esclusivamente alle proprietà intrinseche dell'astro e non è influenzata dalle diverse distanze in gioco. In queste situazioni, quindi, sull'asse Y inseriamo la magnitudine apparente e, benché i valori singoli dipenderanno naturalmente dalla distanza, l'eventuale correlazione che troveremo avrà esattamente lo stesso andamento rispetto al classico diagramma HR teorico. 

Bene, teorico o osservativo, se un grafico di questo tipo è fatto bene, cosa dovrebbe mostrarci? Esiste una correlazione tra la luminosità intrinseca delle stelle e il loro colore? 
Ebbene, questa correlazione esiste ed è estremamente marcata. Il diagramma HR, per qualsiasi campione di stelle che riusciamo a osservare, è sempre lo stesso. Questo dimostra, senza ombra di dubbio, ciò che poteva sembrare impossibile: le stelle, tutte, obbediscono a regole ben definite. La Natura non ha costruito questi oggetti a caso, come un artista che guidato dalla sua ispirazione dipinge una splendida opera su una tela o crea una soave poesia. Non esiste caso, non esiste improvvisazione nella costruzione e nelle proprietà delle stelle. E benché il nostro lato artistico e un po' anarchico potrebbe risentirne, questa è proprio l'assoluta bellezza dell'Universo: una macchina nella quale ogni minimo ingranaggio si incastra perfettamente seguendo regole ben definite. L'alternativa a questa stretta disciplina sarebbe terribile: la distruzione dell'intero Universo.

Nei prossimi post approfondiremo la miniera di informazioni che questo fondamentale strumento è in grado di darci, persino sull'evoluzione e l'età delle stelle.
 
Il diagramma HR. Tutte le stelle dell'Universo seguono queste regole. Non esistono, ad esempio, stelle con indice di colore 0.5 e magnitudine assoluta 0.1.