Fotografia astronomica: H-alpha nel Cigno

Se i nostri occhi fossero molto più sensibili alle deboli luci del cielo, ogni notte serena lontano dalle luci della città ci presenterebbe uno spettacolo di proporzioni gigantesche. Nascoste tra le stelle che brillano e gli ampi spazi vuoti nei quali i nostri occhi si perdono, ci sono splendide opere d'arte chiamate nebulose, distese immense di gas tenue e molto caldo che tracciano indescrivibili trame tra quelle costellazioni così tanto familiari.
I nostri occhi non potranno mai ammirare qualcosa del genere, ma le nostre fotocamere digitali sì.
La costellazione estiva del Cigno, immersa nel pieno della Via Lattea estiva, ne è uno degli esempi più eclatanti. Una camera CCD equipaggiata con un obiettivo da 35 mm di focale, un filtro H-alpha che lascia passare solo la luce in cui emettono le nebulose, qualche ora di esposizione e tanta pazienza, sono gli ingredienti necessari per farci vedere il Cigno come non lo vedremo mai. Eppure la realtà è quella di questa foto e non quella che i nostri occhi ogni notte serena ci nascondono.
Il cielo, l'Universo, è un posto più sorprendente di quanto possiamo immaginare.
Provate a indovinare dove si trovano le stelle della costellazione!

Qualche dato tecnico: mosaico di 15 riprese(!) ognuna di 40 minuti di esposizione con camera CCD SBIG ST7-XME e filtro H-alpha da 12 nm di banda passante.

Come atterrava uno Shuttle?

Gli Space Shuttle sono state le prime e uniche (fino a questo momento) navicelle riutilizzabili della storia, andate ormai in pensione nel luglio del 2011. Partivano cme un razzo e atterravano come un aereo, ma pochi forse sanno in che modo avveniva la discesa. 

Una volta terminata la missione in orbita terrestre, ad almeno 350 km di altezza, iniziava il momento più delicato dell'intero viaggio: il ritorno a casa. 

Senza più carburante per effettuare una discesa controllata e lenta, lo Shuttle, come tutte le altre capsule, precipitava letteralmente nell'atmosfera. Per perdere quota dall’orbita azionava per pochi minuti i razzi di manovra che ne rallentavano la velocità orbitale. A questo punto il campo gravitazionale terrestre faceva perdere rapidamente elevazione all’astronave. L’impatto con gli strati superiori dell’atmosfera, a una quota di 120 km, avveniva a circa 8 km/s.

Planando senza motori verso terra: ecco l'atterraggio di uno Shuttle

A una velocità così sostenuta l’aria diventa un ostacolo davvero pericoloso da attraversare.

Proprio come un sasso che viene lanciato velocemente al pelo dell’acqua rimbalza invece di affondare, anche lo Shuttle e tutte le capsule che rientrano in atmosfera devono avere la giusta angolazione, altrimenti potrebbero rimbalzare sullo strato d’aria come una grande pietra e perdersi nello spazio. D’altra parte, un ingresso troppo diretto nel mare d’aria vorrebbe dire la distruzione dell’astronave a causa dell’eccessivo calore generato dall’attrito. Per questo motivo la discesa in atmosfera doveva avvenire secondo una particolare angolazione e orientazione, rigidamente controllata dai computer di bordo.

Il rientro violento in atmosfera dello Shuttle aveva la funzione fondamentale di rallentare l’astronave e prepararla per l’atterraggio, che sarebbe avvenuto a oltre 8000 km di distanza dal punto di rientro in atmosfera.

Con una velocità sufficientemente bassa, l’assetto della navetta a poche decine di chilometri dalla superficie cambiava, trasformandosi in un gigantesco aliante che planava nell’aria e rallentava ulteriormente la sua corsa, senza mai utilizzare i razzi, totalmente inadatti all’assetto da aereo di queste fasi. 

L’atterraggio avveniva a una velocità di circa 350 km/h, sensibilmente maggiore di quella dei grandi aerei di linea (circa 260 km/h), tanto da richiedere una pista più lunga e un paracadute per frenarne la corsa.

Certo, le possibilità di manovra non erano simili a quelle di un normale aereo, tanto che dai tecnici fu definito un mattone con le ali, ma osservando gli atterraggi così naturali delle navicelle  su una pista di asfalto, invece di un tuffo incontrollato in mezzo all’oceano di una piccola capsula alta neanche tre metri, per la prima volta nella storia si è avuta la sensazione che la conquista dello spazio non fosse più al limite delle nostre capacità tecnologiche.

Domande e risposte: si può sentire il suono sugli altri pianeti?

Il suono che riusciamo a sentire grazie al nostro apparato uditivo è diretta conseguenza di quelle che sono chiamate onde sonore.

Ogni mezzo materiale, sia esso solido, liquido o gassoso, prevede la propagazione delle onde sonore. Nell’atmosfera terrestre l’aria rappresenta il mezzo di propagazione ideale per le onde sonore, ma anche nell’acqua riusciamo ugualmente a percepire suoni.

Nello spazio aperto la densità del gas è così scarsa che possiamo considerarlo vuoto e di conseguenza non riusciamo a sentire alcun suono perché non vi sono onde sonore che il nostro orecchio riesce a sentire.

Ma le cose cambiano su corpi celesti dotati di atmosfera. Sulla superficie di Marte e Venere, ad esempio, le nostre orecchie potrebbero udire perfettamente i suoni. Anche su Titano, satellite di Saturno con un’atmosfera quattro volte più densa della Terra, i suoni potrebbero sentirsi senza problemi. 

 

La diversa composizione chimica e densità di questi involucri gassosi ci farebbe percepire suoni diversi. È probabile che su Marte risultino più acuti rispetto alla Terra, un po’ come succede quando si respira l’elio. Su Titano potrebbero sembrare leggermente più ovattati, mentre su Venere, se mai qualcuno un giorno dovesse provarci, probabilmente il suono sarebbe simile a quando ci troviamo sott’acqua a causa della spessa atmosfera, la cui densità raggiunge ben il 6,5% di quella dell’acqua.

Purtroppo fino a questo momento non abbiamo alcuna prova di come si sentirebbero i suoni su questi corpi celesti. Solamente due sonde nella storia hanno trasportato dei microfoni per registrare il suono. Ma la prima, Mars Polar Lander, si è schiantata sulla superficie del pianeta rosso nella fase di atterraggio e per quanto riguarda la seconda, Marx Phoenix, i tecnici hanno rilevato un bug nel software di gestione della videocamera che avrebbe dovuto registrare immagini e suoni durante la discesa, quindi per non rischiare hanno deciso di non attivarla.

Anche nelle atmosfere dei pianeti gassosi si dovrebbe sentire il suono. Il problema è che non avendo una superficie sulla quale atterrare, sarà ben difficile che qualcuno vi trasporti un microfono!

Cosa sono le stelle di neutroni?

La definizione più semplice e sbalorditiva la possiamo avere nel suo stesso nome: è un gigantesco neutrone, dal diametro tipico di 10-20 chilometri.

Ma questa è solamente la punta dell’iceberg, perché le stelle di neutroni sono tra gli oggetti più strani dell’Universo.

Dal collasso di una stella massiccia nascono le stelle di neutroni

Le stelle di neutroni si formano quando una stella molto più massiccia del Sole, almeno 8 volte più, giunge alla fine della propria vita perché ha finito le riserve di carburante da bruciare. La stella a questo punto esplode come una supernova, scagliando nello spazio gran parte della sua materia, ma non tutta.

Il nucleo centrale, nel quale si sviluppavano gran parte delle reazioni di fusione nucleare, collassa su se stesso fino a formare un oggetto di 20 chilometri di diametro nel quale è racchiusa un’enorme quantità di materia, da 1,44 a 3 volte quella del Sole. 

Le immense pressioni dovute alla forza di gravità comprimono le particelle del gas a tal punto da unire protoni ed elettroni per formare neutroni. Questi riescono a essere abbastanza “robusti” per fermare il collasso gravitazionale e far stabilizzare la struttura di questo nuovo oggetto.

Ma una tale massa concentrata in così poco spazio produce sulla superficie della stella di neutroni una forza di gravità incredibile. Se ci trovassimo in questa spiacevole situazione, il nostro corpo peserebbe miliardi di tonnellate e per alzarci di pochi centimetri non basterebbe neanche il razzo più potente mai costruito. Se potessimo raccogliere un cucchiaino di quei neutroni ammassati e riportarlo sulla Terra, peserebbe 100 mila miliardi di volte più di un normale cucchiaio pieno della nostra acqua. 

Riprodurre le stelle di neutroni in laboratorio è impossibile, a meno che non si trovi il modo di comprimere una portaerei nello spazio occupato da un minuscolo granello di sabbia, perché questa è la densità di una stella di neutroni!

Fotografia astronomica: il cratere Copernicus

Con questa immagine termino, per ora, la carrellata di fotografie lunari in alta risoluzione.

Attorno al primo e ultimo quarto, nel bel mezzo della Luna, in prossimità del confine tra luce e ombra (il terminatore), si può scorgere uno dei crateri più grandi e belli: Copernicus. Qualche esperto osservatore con la vista d'acquila afferma di osservarlo anche a occhio nudo, ma senza tentare uno sforzo sovrumano basta già un binocolo per vederlo in modo evidente.
Con un telescopio si può letteralmente entrare dentro il cratere e notare tutti i minuti dettagli al suo interno, tra cui colline e una vera e propria catena montuosa.
L'immagine seguente è una delle mie migliori riprese lunari, ottenuta grazie a un raro momento di stabilità atmosferica.
Telescopio Schmidt-Cassegrain da 35 cm, camera ASI120 MM; somma di 300 frame.