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Cassini compie 10 anni: tante le scoperte sul sistema di Saturno

Il logo della Cassini nel suo decimo anniversario, 30 Giugno 2014. Credit: NASA/JPL
Oggi ricorre il decimo anniversario della sonda Cassini, una missione congiunta NASAESAASI sul sistema di Saturno e delle sue lune. La sonda, che trasportava il lander europeo Huygens, entrò nell’orbita del gigante il 30 Giugno 2004 per una missione che inizialmente doveva durare quattro anni. Continua a leggere Cassini compie 10 anni: tante le scoperte sul sistema di Saturno

Hubble va a ‘caccia’ di un oggetto della fascia di Kuiper

This is an artist’s rendering of the New Horizons spacecraft encountering a Kuiper Belt object, a city-sized icy relic left over from the birth of our Solar System. The Sun, more than 6.7 billion kilometers away, shines as a bright star embedded in the glow of the zodiacal dust cloud. Jupiter and Neptune are visible as orange and blue “stars” to the right of the Sun. Image Credit: JHUAPL/SwRI

Dopo una serie di considerazioni e analisi, il comitato che gestisce il tempo del telescopio spaziale ha deciso di utilizzare Hubble per esplorare le regioni più esterne del Sistema Solare alla ricerca di un oggetto che la missione New Horizons della NASA potrebbe visitare dopo l’incontro ravvicinato con Plutone previsto nel mese di Luglio 2015. La missione avrà lo scopo di osservare una piccola regione del cielo per tentare di individuare un oggetto della fascia di Kuiper in modo che la sonda possa essere programmata per visitarlo più da vicino. La fascia di Kuiper è composta da una enorme quantità di corpi “ghiacciati”, residuo della formazione del Sistema Solare avvenuta circa 4,6 miliardi di anni fa. Nella fascia sono stati scoperti più di 800 oggetti (Kuiper belt objects, o KBO). Il più grande è il pianeta nano Eris, scoperto nel 2005, mentre prima di allora si riteneva che il primato spettasse a Plutone, assieme al suo satellite Caronte.

NASA: NASA Hubble to Begin Search Beyond Pluto for a New Horizons Mission Target

HST: NASA’s Hubble to Begin Search Beyond Pluto for a New Horizons Mission Target

Fu ‘colpa’ della materia scura la causa dell’estinzione dei dinosauri?

Secondo le ipotesi attuali, circa 66 milioni di anni fa l’impatto sulla Terra di un oggetto massiccio causò la scomparsa dei dinosauri. A seguito di questo evento drammatico, seguì un’era glaciale su scala globale e circa tre quarti delle specie viventi furono estinte. La domanda è: da dove arrivò quell’oggetto? Oggi, due fisici di Harvard credono di avere la risposta, una idea che sembra essere collegata ad una delle componenti più enigmatiche dell’Universo: la materia scura. Continua a leggere Fu ‘colpa’ della materia scura la causa dell’estinzione dei dinosauri?

Due presunti ‘giganti’ al di là di Plutone

Nonostante esistano dei dubbi sull’esistenza di un “pianeta X” al di là di Plutone, oggi le incertezze sembrano svanite perchè secondo un gruppo di ricercatori spagnoli ci sarebbero ben due pianeti super giganti “nascosti”, per così dire, nelle regioni più esterne del nostro Sistema Solare. Continua a leggere Due presunti ‘giganti’ al di là di Plutone

HD 140283, certificata come la stella più ‘vecchia’

Grazie ad una serie di osservazioni effettuate mediante il telescopio spaziale Hubble, un gruppo di astronomi sono stati in grado di determinare il ‘certificato di nascita’ di una stella che è stata a lungo studiata.

Si tratta dell’oggetto più vecchio che conosciamo e di cui abbiamo ricavato in maniera accurata la sua età”, dichiara Howard Bond della Pennsylvania State University e dello Space Science Telescope Institute. Il valore stimato dell’età della stella è di 14,5 miliardi di anni, con una incertezza di 0,8 miliardi di anni, che a prima vista ne farebbe l’oggetto più vecchio della sua categoria ma andrebbe in contraddizione con l’età dell’Universo che è di 13,7 miliardi di anni. Nonostante questi risultati siano in contraddizione, alcune stime precedenti che risalgono al 2000 danno dei valori ancora maggiori, ossia di 16 miliardi di anni. Naturalmente, ciò crea un problema per i cosmologi. “Forse, il nostro modello cosmologico è sbagliato o forse i modelli dell’evoluzione stellare sono sbagliati o, ancora, potrebbe essere sbagliata la stima della distanza della stella”, dice Bond. Dunque il passo più importante da fare è stato quello di determinare in maniera accurata la distanza della stella. La stima dell’età ottenuta mediante le osservazioni realizzate con il telescopio spaziale Hubble riducono l’intervallo degli errori delle misure per cui l’età della stella andrebbe a sovrapporsi nell’intervallo dei valori che definiscono l’età dell’Universo, così come è stato determinato indipendentemente dal tasso di espansione dello spazio, dall’analisi della radiazione cosmica di fondo e dalle misure del decadimento radioattivo. Questa vera “stella di Matusalemme”, catalogata con la sigla HD 140283, è già conosciuta agli astronomi da almeno un secolo a causa del suo elevato moto proprio, una evidenza del fatto che l’oggetto sembra essere una sorta di “visitatore spaziale” che arriva nei dintorni del nostro ambiente stellare. L’orbita allungata della stella è dovuta ad un evento di cannibalismo galattico e perciò essa transita nelle vicinanze del Sistema Solare alla fantastica velocità di circa 1.200.000 Km/h. Di fatto, essa impiega circa 1.500 anni per descrivere un tratto di orbita equivalente alla distanza angolare sottesa dalla Luna Piena. Si pensi che il suo moto proprio angolare è così rapido, circa 0,13 milliarcosecondi/ora, che lo stesso telescopio spaziale Hubble è stato in grado di fotografare letteralmente il suo movimento dopo qualche ora di osservazione. La stella, che si trova attualmente nella fase di gigante rossa, può essere osservata con un binocolo potente come oggetto di 7° magnitudine nella costellazione della Bilancia.

Durante gli anni ’50, gli astronomi conclusero che questa stella presentava una mancanza di elementi pesanti rispetto alle altre stelle vicine dell’ambiente galattico. Le stelle dell’alone galattico sono state le prime a formarsi e rappresentano una popolazione stellare molto vecchia. Questo significa che la stella si è originata molto tempo prima che lo spazio fosse riempito di elementi pesanti che sono prodotti nelle stelle attraverso la nucleosintesi stellare. L’abbondanza di elementi pesanti è di circa 250 volte inferiore a quella presente nel Sole o nelle altre stelle vicine. Il potere esplorativo del telescopio spaziale Hubble è stato sfruttato per ricavare con una precisione più elevata la distanza ottenendo un valore di 190,1 anni-luce. Il metodo che hanno utilizzato Bond e colleghi per stimare la distanza della stella è quello della cosiddetta parallasse trigonometrica. La parallasse delle stelle vicine può essere misurata osservando lo stesso oggetto da due angoli diversi che corrispondono a due punti di osservazione estremi dell’orbita terrestre. La distanza vera della stella può quindi essere ricavata direttamente attraverso una semplice triangolazione. Una volta determinata la distanza, gli astronomi possono ricavare la luminosità intrinseca della stella e di conseguenza si può risalire alla sua età. Prima delle osservazioni effettuate con il telescopio spaziale Hubble, il satellite Hipparcos dell’ESA aveva permesso di ottenere una misura precisa della parallasse della stella benché avesse fornito un valore per l’età con una incertezza di 2 miliardi di anni. La parallasse misurata da Hubble è comunque virtualmente identica a quella ricavata da Hipparcos anche se la precisione di Hubble è cinque volte superiore. Dunque, il lavoro di Bond è stato quello di restringere l’intervallo degli errori in modo tale che le stime dell’età della stella fossero cinque volte più precise. Utilizzando tutta una serie di parametri descritti nei modelli dell’evoluzione stellare, gli astronomi hanno trovato che da un lato la stella possiede una quantità di idrogeno insufficiente per iniziare il ciclo della fusione nucleare, il che implica che essa bruci il combustibile molto più velocemente, e dall’altro che essa possiede un elevato rapporto ossigeno/ferro rispetto a quanto previsto dai modelli. Questi risultati contribuiscono a far abbassare il valore stimato dell’età della stella. Bond è convinto che nuovi dati relativi all’abbondanza dell’ossigeno potrebbero ulteriormente abbassare l’età della stella dato che essa si sarebbe formata qualche tempo dopo il Big Bang quando cioè l’Universo era già ricco di ossigeno. Dunque, abbassare il limite superiore del valore stimato per l’età della stella potrebbe portarla ad essere, in maniera inequivocabile, più giovane rispetto all’età dell’Universo. Questo oggetto peculiare molto antico ha certamente subito tutta una serie di cambiamenti durante il suo ciclo vitale. È molto probabile che la stella si sia originata in una galassia nana che successivamente è stata catturata gravitazionalmente dalla Via Lattea che andava a formarsi nel corso di 12 miliardi di anni.

NASA: Hubble Finds Birth Certificate of Oldest Known Star

arXiv: HD 140283: A Star in the Solar Neighborhood that Formed Shortly After the Big Bang

Europa potrebbe ospitare oggi forme di vita aliena

E’ la convinzione di un gruppo di astronomi americani che stanno cercando indizi relativi all’esistenza di forme di vita aliena nel Sistema Solare. La conclusione deriva dal fatto che la luna di Giove possiede un oceano che rappresenta un ambiente molto più promettente rispetto alla superficie arida di Marte che è attualmente al centro dell’attenzione del governo degli Stati Uniti.

“Europa è il luogo ideale nel Sistema Solare dove potrebbe esistere la vita”, dichiara Robert Pappalardo, uno scienziato planetario del Jet Propulsion Laboratory (JPL) a Pasadena, in California. “Ed è il luogo che dovremmo esplorare oggi più che mai dato che abbiamo l’idea per realizzare una missione spaziale che riteniamo sia adatta per arrivare su Europa a costi contenuti. La luna di Giove è l’ambiente ideale in termini di abitabilità grazie al suo sottile spessore di ghiaccio e al suo oceano sottostante. Inoltre, sappiamo che esistono degli ossidanti sulla sua superficie”. Su richiesta della NASA, gli scienziati hanno rivisto la proposta per effettuare una missione spaziale su Europa riducendo notevolmente i costi. In questo modo, il JPL e l’Applied Physics Laboratory (APL) presso la Johns Hopkins University in Maryland hanno sviluppato un nuovo progetto scientifico, chiamato Clipper, che ha un costo totale di due milioni di dollari se si esclude la parte relativa al lancio. Sulla scia del successo della sonda Cassini, Clipper dovrebbe orbitare attorno a Giove e realizzare una serie di voli ravvicinati attorno a Europa. Se il progetto verrà approvato, la sonda potrebbe essere lanciata entro il 2021 in modo da arrivare su Europa dopo 3-6 anni di volo (per confronto occorrono circa 6 mesi per raggiungere Marte). Nonostante la NASA abbia, però, annunciato alla fine dello scorso anno che non ci sono fondi per la missione Clipper, esiste comunque un programma per inviare su Marte un nuovo robot simile a Curiosity entro il 2020, un progetto che dovrebbe costare circa 2,5 miliardi di dollari. Ad ogni modo, una volta che la sonda Juno raggiungerà l’orbita di Giove nel 2016, il governo americano non avrà più sonde operative nelle regioni più distanti dello spazio interplanetario. La NASA potrebbe perciò partecipare alla missione congiunta con l’ESA denominata JIME (Jupiter Icy Moon Explorer) la cui sonda dovrebbe arrivare a destinazione entro il 2030. “Se Europa rappresenta il luogo ideale del Sistema Solare dopo la Terra dove la vita potrebbe esistere, Encelado, una luna di Saturno, dovrebbe essere presa in considerazione allo stesso modo”, dice Amanda Hendrix, uno scienziato planetario presso il Planetary Science Institute in Tucson, in Arizona. “Essa possiede almeno uno sottostrato di acqua, se non un oceano, ed è presente attività geologica. Inoltre, presenta un discreto calore verso il polo sud e sta espellendo particelle d’acqua sottoforma di geyser e altre componenti formando uno spettacolare pennacchio”. Insomma, secondo Pappalardo non bisognerebbe ignorare quei pianeti o quelle lune che hanno una elevata priorità scientifica. Lo scienziato americano sostiene che la vita su Marte può essere esistita diversi miliardi di anni fa ma oggi Europa potrebbe ospitare la vita.

Dal pianeta nano Eris probabili indizi sulla gravità quantistica

Alcune recenti osservazioni sul rivale di Plutone, Eris, potrebbero fornirci nuovi indizi per spiegare i due più grandi misteri della moderna cosmologia: la materia scura e l’energia scura. E’ noto che molte galassie possiedono una maggiore attrazione gravitazionale rispetto ad altre galassie e che può essere spiegata solamente tenendo conto di una maggiore distribuzione della massa visibile. Tuttavia, alle galassie supermassicce viene spesso attribuita una ulteriore presenza di materia invisibile, la materia scura, che interagisce con la materia ordinaria attraverso la gravità. Finora, però, nessuno ha mai rivelato direttamente le particelle che compongono questa enigmatica componente che rappresenta il 23% circa del contenuto materia-energia dell’Universo.

In realtà, da una vecchia nozione della fisica potrebbe derivare una spiegazione. Essa afferma che lo spazio vuoto è una sorta di oceano che ha la forma a ‘schiuma’ (post), completamente turbolento e riempito di coppie di particelle virtuali costituite di materia e antimateria e che appaiono e svaniscono istantaneamente in modo tale che risulta impossibile osservarle. Nonostante esse siano molto piccole, cioè entità quantistiche, Dragan Hajdukovic, un fisico teorico del CERN, ritiene che queste particelle virtuali possano avere delle cariche gravitazionali opposte simili alle cariche elettriche. In presenza di un campo gravitazionale, le particelle virtuali dovrebbero generare un campo di forze secondario che, nel caso delle galassie, potrebbe spiegare la discrepanza legata alla massa. Inoltre, l’idea di Hajdukovic spiegherebbe anche l’energia scura, quell’altra componente misteriosa che rappresenta circa il 73% del contenuto materia-energia dell’Universo e che si ritiene sia la causa dell’espansione accelerata dello spazio. Se le particelle virtuali avessero delle cariche gravitazionali, allora anche lo spaziotempo dovrebbe essere permeato di una piccola carica che farebbe allontanare tutte le galassie le une dalle altre. Per verificare come funziona la gravità su scala quantistica, Hajdukovic pensa di prendere in prestito, per così dire, un ‘trucco’ già utilizzato da Albert Einstein. A causa degli effetti gravitazionali presenti nel Sistema Solare, come le reciproche interazioni dovute agli altri pianeti, è noto dalla relatività generale che l’orbita ovale di Mercurio precede, ossia ruota molto lentamente. Einstein dimostrò che è proprio il campo gravitazionale del Sole che crea una curvatura dello spaziotempo influenzando così l’orbita di Mercurio. Secondo Hajdukovic, la gravità quantistica potrebbe determinare una discrepanza simile nelle orbite di corpi celesti più distanti. Ed è qui che interviene Eris e la sua luna Disnomia. L’enorme distanza a cui si trova il pianeta nano rispetto al Sole fa sì che gli effetti della relatività generale siano trascurabili. A queste distanze può essere valida la fisica newtoniana per cui si calcola un tasso di precessione dell’orbita di Disnomia di circa 13 secondi d’arco per secolo. Se, però, esistono gli effetti dovuti alla gravità su scala quantistica, il tasso di precessione dovrebbe essere di circa -190 secondi d’arco per secolo secondo i calcoli di Hajdukovic. Lo scienziato ritiene che per eseguire queste misure si potrebbero utilizzare gli attuali strumenti di osservazione sia da terra che dallo spazio. Dunque, se da un lato Einstein fu fortunato con il vicino pianeta Mercurio, dall’altro si può dire la stessa cosa con Hajdukovic la cui teoria potrebbe essere verificata osservando gli oggetti trans-nettuniani. Naturalmente c’è chi è scettico, come Gary Page della Longwood University in Farmville, Virginia, il quale sebbene non creda che le osservazioni da terra possano essere così sensibili da rivelare l’effetto ammira comunque lo sforzo del collega e il suo tentativo di verificare la validità o meno delle sue idee.

arXiv: Can observations inside the Solar System reveal the gravitational properties of the quantum vacuum?

‘Geyser’ galattici

Grazie ad una serie di osservazioni condotte con il radiotelescopio di 64m presso Parkes in Australia, gli astronomi hanno rivelato ‘mostruosi’ flussi di particelle cariche che vengono emesse dalle regioni centrali della Via Lattea, distribuendosi nello spazio fino a coprire oltre la metà del cielo sopra l’orizzonte. Queste gigantesche strutture corrispondono alle cosiddette “Fermi bubbles” già rivelate dal telescopio spaziale Fermi nel 2010.

Si tratta di enormi flussi di energia, circa un milione di volte superiore a quella emessa da una supernova, che non costituiscono comunque un serio pericolo per il nostro Sistema Solare. La velocità con la quale si propagano è supersonica, pari a circa 1000 Km/sec, e la direzione di propagazione è perpendicolare al piano galattico. Se osserviamo queste strutture nella loro interezza, esse si estendono per circa 50.000 anni-luce verso le regioni più esterne della Galassia, una lunghezza equivalente a circa la metà del diametro della Via Lattea. Questi flussi di energia si manifestano nella banda delle microonde sottoforma di emissione diffusa che era stata già rivelata sia dai satelliti WMAP e Planck ma soprattutto dal telescopio spaziale Fermi nel 2010. Questi tre satelliti non permettono, però, di determinare con certezza la sorgente di energia mentre le recenti osservazioni nella banda radio hanno fornito quegli indizi che stavano cercando da tempo i ricercatori. Tra le varie opzioni che sono state considerate dagli astronomi ne riportiamo due: una riguarda l’ipotesi di una violenta emissione di alta energia di tipo quasar proveniente dal buco nero centrale della Via Lattea; l’altra si basa sull’ipotesi di venti stellari ad altissima temperatura associati a stelle che stanno esplodendo. Le osservazioni suggeriscono che si tratta della seconda ipotesi. Di fatto, i flussi di particelle pare siano dovuti a varie generazioni di stelle presenti nelle regioni più interne della Galassia che si stanno formando e stanno esplodendo, un processo che dura da almeno cento milioni di anni. Per ottenere questi indizi, i ricercatori hanno analizzato i campi magnetici, misurando un parametro caratteristico delle onde radio e cioè la polarizzazione. Questi risultati permettono inoltre di rispondere ad una delle grandi domandi che riguarda la Via Lattea: come fa la nostra galassia a generare e a mantenere il suo campo magnetico?

CSIRO press release: Our Galaxy's "geysers" are towers of power

Nature Letter: Giant magnetized outflows from the centre of the Milky Way

Tau Ceti potrebbe ospitare un pianeta abitabile ‘molto vicino’

Un gruppo internazionale di astronomi hanno scoperto che Tau Ceti, una delle stelle di tipo solare più vicine al Sole, potrebbe ospitare cinque pianeti, uno dei quali si troverebbe nella cosiddetta zona abitabile.

Tau Ceti è una nana gialla, si trova ad una distanza di circa 12 anni-luce, è visibile persino ad occhio nudo nella costellazione della Balena e la sua classificazione spettrale la pone nella classe delle stelle di tipo solare. Le masse dei suoi cinque pianeti sono comprese tra due e sei volte la massa terrestre e ciò ne fa il sistema planetario meno massiccio mai rivelato. Uno dei pianeti si troverebbe nella cosiddetta zona abitabile, dove sono presenti le giuste temperature per favorire l’acqua allo stato liquido, e si calcola che la sua massa sia pari a circa cinque volte quella terrestre, un valore che lo rende tra il più piccolo dei pianeti finora rivelati nella zona abitabile e che orbitano attorno a stelle di tipo solare. “Questa scoperta ci dice che virtualmente ogni stella è dotata di un sistema planetario e che perciò la Via Lattea deve essere ricca di tali sistemi dove sono presenti pianeti di tipo terrestre potenzialmente abitabili” dichiara Steve Vogt dell’Università della California a Santa Cruz. “Stiamo ora cominciando a capire come la natura favorisca sistemi planetari multipli dove i pianeti percorrono le loro orbite in meno di 100 giorni. Ciò è decisamente diverso rispetto a quanto avviene nel nostro Sistema Solare dove non ci sono pianeti all’interno dell’orbita di Mercurio. In un certo senso, il nostro sistema planetario sembra l’eccezione alla regola piuttosto che il caso più comune”. Finora, sono stati scoperti più di 800 pianeti extrasolari che orbitano attorno ad altre stelle e quelli che sono particolarmente vicini e appartengono a sistemi stellari come il Sole diventano di fondamentale importanza. Tau Ceti è così vicina e brillante che in un futuro prossimo sarà possibile studiare persino le atmosfere dei suoi pianeti. La scoperta di questi sistemi planetari vicini al nostro suggerisce che tali sistemi extrasolari sono molto comuni nella Galassia perciò studiarli in dettaglio ci permette di ottenere ulteriori indizi su come essi hanno origine.


Press release: New neighbours? Closest single star like our Sun may have habitable planet

UC Santa Cruz release: Closest single star like our Sun may have a habitable planet

arXiv: Signals embedded in the radial velocity noise. Periodic variations in the tau Ceti velocities