Planck avvalora il modello cosmologico standard

In questi giorni, i cosmologi sono riuniti a Palazzo Costabili, nella città di Ferrara, per discutere gli ultimi risultati ottenuti dal satellite Planck sulla temperatura e la polarizzazione della radiazione cosmica di fondo (post). Il risultato principale è una nuova mappa a tutto cielo che mostra lo stato fisico dell’Universo infante appena 380 mila anni dopo il Big Bang e i cui dati saranno pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics non prima del 22 Dicembre 2014.

Pubblicità

GTC conferma l’esistenza di una popolazione di quasar ‘dormienti’

Miliardi di anni fa, lo stato fisico dell’Universo era certamente diverso: i processi di fusione delle galassie erano frequenti e la formazione di giganteschi buchi neri nei loro nuclei, caratterizzati dall’emissione di una enorme quantità di energia dovuta all’accrescimento del gas dalle regioni circostanti, era la norma. Noti con il termine quasar, questi oggetti così distanti e super energetici hanno delle controparti vicine, meno energetiche, e la cui esistenza solleva una serie di domande: si tratta forse di quasar “dormienti” oppure sono gli stadi finali di quelli più distanti o, ancora, si tratta di due popolazioni completamente differenti?

SDSS J0018, una stella che esplose all’alba dei tempi

Grazie ad una serie di osservazioni realizzate con il telescopio Subaru, un gruppo internazionale di astronomi hanno identificato una stella di piccola massa che esibisce rapporti di abbondanza chimica peculiari tipici del processo di nucleosintesi che ha caratterizzato la formazione di una stella molto massiccia di prima generazione. Finora, nessuna evidenza osservativa ha supportato le simulazioni numeriche che hanno lo scopo di dimostrare l’esistenza di stelle massicce primordiali che avrebbero composto la prima generazione di stelle formatesi subito dopo il Big Bang.

ATLAST, un gigantesco ‘occhio’ nello spazio

Qualche giorno fa, abbiamo scritto della cerimonia inaugurale di quello che sarà il più grande telescopio terrestre del mondo, stiamo parlando dell’European Extremely Large Telescope (E-ELT) il cui specchio primario avrà un diametro di 39 metri. C’è, però, chi pensa già in grande per quanto riguarda i telescopi spaziali di nuova generazione. Infatti, nonostante quasi 25 anni di gloriosa carriera da quando il telescopio spaziale Hubble (HST) ha iniziato la sua missione, grazie alla quale sia gli addetti ai lavori che il grande pubblico hanno potuto ammirare le spettacolari immagini e condividere le grandi scoperte scientifiche, non solo ci si prepara al suo successore, il telescopio spaziale James Webb (JWST) che dovrebbe essere lanciato nel 2018, ma si pensa già ad un progetto più ambizioso per il futuro. Si perché gli astronomi vogliono andare oltre se si pensa che JWST avrà una vita più breve se confrontata con quella di HST.

Nuove molecole attorno a stelle vecchie

Water-building molecule in Helix Nebula. Credit: ESA

Una serie di osservazioni realizzate con il satellite Herschel dell’ESA hanno permesso agli astronomi di individuare alcune molecole fondamentali per la formazione dell’acqua. Quando le stelle di piccola e media taglia, come il Sole, si avvicinano alle fasi finali dell’evoluzione stellare, per poi diventare sempre più dense una volta raggiunto lo stadio di nana bianca, esse spazzano via nel mezzo interstellare gli strati più esterni di polvere e gas creando una sorta di complicatissimo “caleidoscopio” noto come nebulosa planetaria.

ESA: New molecules around old stars

arXiv: Herschel Planetary Nebula Survey (HerPlaNS) – First Detection of OH+ in Planetary Nebulae

arXiv: Herschel spectral-mapping of the Helix Nebula (NGC 7293): Extended CO photodissociation and OH+ emission

Dalle stelle ‘morenti’ probabili indizi sulla vita extraterrestre

È quanto emerge da uno studio recente in base al quale anche le stelle che si trovano nella fase finale della loro evoluzione potrebbero ancora ospitare dei pianeti sui quali la vita, se esiste, dovrebbe essere rivelata con le future osservazioni spaziali entro i prossimi dieci anni. Queste considerazioni incoraggianti derivano da una serie di studi sui pianeti di tipo terrestre che orbitano attorno alle nane bianche. I ricercatori hanno concluso che si potrebbe rivelare l’ossigeno presente nelle atmosfere planetarie molto più facilmente rispetto al caso dei pianeti che orbitano, invece, attorno alle stelle di tipo solare.

“Nella ricerca di segnali biologici di tipo extraterrestre, le prime stelle che dovremmo studiare sono le nane bianche”, spiega Avi Loeb del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) e direttore dell’Institute for Theory and Computation. Quando una stella come il Sole termina il suo ciclo vitale, spazza nel mezzo interstellare i suoi strati più esterni lasciandosi dietro un nucleo denso, caldo e collassato che viene chiamato nana bianca. Queste stelle morenti hanno le dimensioni della Terra. La stella si raffredda lentamente e si indebolisce nel corso tempo anche se può trattenere ancora a lungo del calore residuo per riscaldare, per così dire, un pianeta vicino anche per miliardi di anni. Dato che una nana bianca è molto più piccola e più debole del Sole, un pianeta dovrebbe trovarsi molto vicino alla stella affinchè l’acqua si trovi sulla superficie allo stato liquido e perciò il pianeta sia abitabile. Inoltre, questo pianeta dovrebbe orbitare attorno alla stella una volta ogni 10 ore e trovarsi ad una distanza di circa 1,5 milioni di chilometri. Prima che la stella diventi una nana bianca, essa passa attraverso la fase di gigante rossa inglobando e distruggendo qualsiasi pianeta che si trovi vicino al suo raggio d’azione. Di conseguenza, un pianeta potrebbe arrivare nella zona abitabile (post) dopo che la stella sia evoluta nella fase di nana bianca. Questo pianeta potrebbe comunque formarsi nuovamente dall’accrescimento di polveri e gas, cioè sarebbe un pianeta di ‘seconda generazione’, oppure potrebbe migrare verso l’interno dalle regioni più distanti. Insomma, se esistono pianeti nella zona abitabile delle nane bianche dovremmo prima o poi trovarli. L’abbondanza di elementi pesanti sulla superficie delle nane bianche implica che una frazione significativa di queste stelle collassate possiede pianeti rocciosi. Loeb e il suo collega Dan Maoz dell’Università di Tel Aviv stimano che una survey delle 500 nane bianche più vicine potrebbe darci alcuni indizi sulla presenza di una o più terre abitabili. Il miglior metodo per rivelare questi pianeti consiste nella ricerca del transito quando la luce di una stella si indebolisce nel momento in cui un pianeta passa davanti al disco stellare. Dato che una nana bianca ha circa le dimensioni della Terra, un pianeta di tipo terrestre dovrebbe bloccare una maggiore frazione di luce e produrre così un segnale caratteristico della sua presenza. Ancora più importante è il fatto che gli astronomi sono in grado di studiare le atmosfere dei pianeti che transitano davanti al disco della propria stella. Quando la luce della nana bianca brilla attraverso l’anello di luce che circonda il disco planetario, l’atmosfera assorbe parte della radiazione. Durante questo momento della fase del transito si producono delle ‘impronte chimiche’ da cui è possibile capire se l’atmosfera contiene vapore acqueo o addirittura ‘segni di vita’ dati dalla presenza di ossigeno. Sulla Terra, l’atmosfera viene continuamente rifornita di ossigeno attraverso la fotosintesi dovuta alle piante. Se un giorno tutte le forme di vita cessassero di esistere sulla Terra, la nostra atmosfera diventerebbe rapidamente priva di ossigeno che si dissolverebbe negli oceani e ossiderebbe la superficie terrestre. Il telescopio spaziale James Webb (JWST), che sarà lanciato in orbita entro la fine di questo decennio, promette di essere un buon strumento per rivelare la presenza di gas nelle atmosfere di questi mondi alieni. Loeb e Maoz hanno simulato uno spettro sintetico sulla base di ciò che JWST potrebbe vedere analizzando l’atmosfera di un pianeta extrasolare che orbita attorno ad una nana bianca. I dati suggeriscono che sia l’ossigeno che il vapore acqueo potrebbero essere rivelati con sole poche ore di osservazione. Ma un altro studio recente mostra che il pianeta abitabile più vicino è molto probabile che si trovi ad orbitare attorno ad una nana rossa. Infatti, secondo Courtney Dressing e David Charbonneau del Dipartimento di Astronomia di Harvard dato che la nana rossa, nonostante sia più piccola e più debole del Sole, è molto più brillante e più grande di una nana bianca, il suo alone di luce potrebbe sovrastare il debole segnale dell’atmosfera di un pianeta che orbita attorno alla stella. Il telescopio spaziale JWST sarebbe perciò costretto ad osservare centinaia di ore di transito e sperare di catturare la composizione chimica dell’atmosfera planetaria. Comunque sia, Loeb rimane convinto che il pianeta più vicino e per il quale possiamo essere in grado di verificare l’esistenza di vita si troverà attorno ad una nana bianca.

Harvard University: Future Evidence for Extraterrestrial Life Might Come from Dying Stars

arXiv: Detecting bio-markers in habitable-zone earths transiting white dwarfs

Betelgeuse si prepara ad una ‘collisione’ interstellare

Situata nella costellazione di Orione, Betelgeuse è stata di recente osservata dal telescopio spaziale Herschel che ha rivelato una serie di archi che circondano la più vicina super gigante rossa. I calcoli indicano che la stella e le sue strutture ad archi impatteranno una sorta di ‘muro di polveri’ tra 5000 anni.

Betelgeuse, che ha un diametro pari a circa 1000 volte quello del Sole e una luminosità circa 100 mila volte superiore, sta seguendo un percorso evolutivo che la porterà a formare una spettacolare supernova. Le recenti osservazioni nella banda del lontano infrarosso ottenute dal telescopio spaziale Herschel mostrano che i venti stellari stanno interagendo con il mezzo interstellare che circonda la stella e questo crea una onda d’urto man mano che la stella si muove nello spazio alla velocità di circa 30 Km/sec. Una serie di archi di polvere inframmezzati posti davanti alla direzione del moto della stella sono la prova della sua drammatica perdita di massa. In prossimità alla stella, si osserva un inviluppo più interno di materia che ha una struttura asimmetrica. Enormi celle convettive presenti nell’atmosfera stellare esterna sono, con ogni probabilità, il risultato di emissioni localizzate e raggruppate di detriti di polvere formatesi in stadi differenti nel corso della storia evolutiva della stella. Inoltre, si osserva una struttura lineare a grande distanza dalla stella, al di là delle strutture ad archi. Ora, mentre alcuni modelli precedenti hanno suggerito che questa ‘barra’ è il risultato di materia spazzata nel mezzo interstellare nel corso di un precedente stadio dell’evoluzione stellare, le analisi delle nuove immagini suggeriscono che si tratti o di un filamento lineare collegato al campo magnetico galattico oppure che si tratti della parte estrema di una nube interstellare vicina che viene illuminata da Betelgeuse. Nel caso in cui la struttura a barra è un oggetto completamente separato dalla stella, prendendo in considerazione il moto di Betelgeuse e dei suoi archi e la separazione tra queste e la struttura a barra, si calcola che l’arco più esterno colliderà con la struttura a barra tra 5000 anni, mentre Betelgeuse lo farà dopo circa 12.500 anni.

ESA press release: Betelgeuse braces for a collision

arXiv: The enigmatic nature of the circumstellar envelope and bow shock surrounding Betelgeuse as revealed by Herschel

IAU Symposium 296: Supernova environmental impacts

IAU Symposium 296: Supernova environmental impacts – Supernovae play a very important role in energizing and enriching the interstellar medium.

Cyg X-1, un buco nero ‘estremo’

Questa immagine di Cyg X-1, ottenuta nella banda dei raggi-X, è stata realizzata dal telescopio High Energy Replicated Optics (HERO), posto su un pallone sonda.
Credit: NASA.

Scoperto nel 1964, Cygnus X-1 detiene il record della sorgente di raggi-X più potente che siamo in grado di osservare dalla Terra. La stella supergigante blu, designata con la sigla HDE 226868, è una stella massiccia che fa parte di un sistema stellare binario che emette raggi-X, l’altro oggetto è un buco nero. Situato a circa 6000 anni-luce, Cyg X-1 è stato per quasi 50 anni uno degli oggetti celesti maggiormente più studiati. La stella variabile, una super gigante blu, orbita attorno al buco nero ad una distanza pari a circa 1/5 della distanza che separa il Sole dalla Terra (circa 0,2 unità astronomiche) mentre i venti stellari contribuiscono ad accrescere il disco attorno alla sorgente di raggi-X. Inoltre, si osservano un paio di getti attraverso i quali la materia viene spazzata nel mezzo interstellare mentre più in profondità il materiale super caldo determina l’emissione di alta energia. La domanda è: saremo in grado di separare la stella dall’orizzonte degli eventi?

---

arXiv: The Extreme Spin of the Black Hole in Cygnus X-1

New Trends in Radio Astronomy in the ALMA Era – The 30° Anniversary of Nobeyama Radio Observatory

New Trends in Radio Astronomy in the ALMA Era – The 30° Anniversary of Nobeyama Radio Observatory – In 2012, we will celebrate the 30th anniversary of Nobeyama Radio Observatory (NRO) in National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ).