XMM-Newton punta il suo occhio su un buco nero di massa intermedia

di Sabrina Masiero, Dipartimento di Astronomia dell’Università degli Studi di Padova /INAF – Osservatorio Astronomico di Padova

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Questa immagine d’archivio, presa dall’Hubble Space Telescope, mostra la posizione della sorgente X, nella galassia NGC 5408 (indicata da un cerchietto). Questa galassia di tipo irregolare si trova a 15.8 milioni di anni luce dalla Costellazione del Centauro. Credit: NASA/ESA/C. Lang, P. Kaaret, A. Mercer (Università dell’Iowa) e S. Corbel (Università di Parigi).

 

Per decenni gli astronomi si sono concentrati a studiare buchi neri di piccola e grande taglia. Evidenze osservative di buchi neri di massa intermedia sono sempre state più difficili da trovare.
Recentemenete, alcuni astronomi del Goddard Space Flight Center della NASA a Greembelt, Md, hanno osservato una sorgente di raggi X nella galassia NGC 5408, che rappresenta uno dei migliori candidati a ospitare un buco nero di taglia intermedia.

I buchi neri di massa intermedia hanno valori di massa compresa tra le 100 e 10.000 volte quella del Sole. E’ stato possibile osservare buchi neri supermassicci al centro delle galassie (e si stima che ogni galassia ne abbia uno, compresa la nostra) e buchi neri di piccola massa che si formano dal collasso gravitazionale di stelle molto massicce, e che sono stati osservati nella nostra Galassia.

Parecchie galassie vicine contengono oggetti brillanti conosciuti come sorgenti di raggi X ultraluminosi (ultraluminous X-ray sources, ULXs). Essi sembrano emettere molta più energia di qualsiasi altro oggetto di natura stellare, ma inferiore a quella che si misura al centro delle galassie attive, che sono note contenere buchi neri di milioni di masse solari.

Gli ULXs rappresentano dunque dei buoni candidati per buchi neri di taglia intermedia, e quello che si osserva nella galassia NCG 5408, distante circa 15.8 milioni di anni luce dalla costellazione del Centauro, è particolarmente interessante.
Utilizzando l’Osservatorio orbitante XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), Tod Strohmayer e Richard Mushotzky del Goddard Space Flight Center hanno studiato la sorgente conosciuta come NGC 5408 X-1 nel 2006 e nel 2008.

XMM-Newton ha rivelato quello che gli astronomi definiscono un’ “oscillazione quasi periodica”, un “flichering” o lampo quasi regolare dovuto all’accumulo del gas caldo all’interno del disco di accrescimento che si forma attorno all’oggetto massiccio. Il “flichering” è circa 100 volte più lento di quello osservato nei buchi neri di massa stellare. Dalla misura del tempo di oscillazione e dalle altre caratteristiche dell’emissione, Strohmayer e Mushotzky hanno concluso che NGC 5408 X-1 deve contenere tra le 1.000 e le 9.000 masse solari.

Studiato nel radio per molto tempo, questi risultati su NGC 5408 X-1 rivelano che esso è molto più vicino a un buco nero di massa non comune rispetto a quanto si pensava fino a poco tempo fa.
Il lavoro di Strohmayer e Mushotzky sta per essere pubblicato sulla prestigiosa rivista”The Astrophysical Journal”.

Sabrina Masiero

Il “Re degli Anelli” con un anello in più

Saturno e il suo grande anello

Crediti: NASA/JPL-Caltech.

di Sabrina Masiero, Dipartimento di Astronomia dell’Università degli Studi di Padova /INAF-Osservatorio Astronomico di Padova

Questa immagine artistica vuole dare un’idea della posizione del più grande anello recentemente osservato intorno a Saturno e quasi del tutto invisibile. La scoperta è stata fatta dallo Spitzer Space Telescope della NASA. L’anello appare immenso e molto distante dal pianeta gassoso e dai suoi anelli.
La maggior parte del materiale dell’anello è a circa 6 milioni di chilometri dal pianeta e si estende verso l’esterno per più di 12 milioni di chilometri circa. Per ottenere le dimensioni del diametro di questo nuovo anello, dovremmo avere 300 “Saturni” messi in fila uno accanto all’altro. L’anello è molto spesso, circa 20 volte quello del diametro del pianeta. Infatti, il volume totale dell’anello è sufficientemente grande che potrebbe contenere un miliardo di Terre!

Il nuovo alone osservato intorno al sistema di Saturno è inclinato di circa 27 gradi rispetto al piano principale degli anelli e circonda l’orbita della luna di Saturno, Febe (vedi immagine). Sia l’anello che Febe orbitano in direzione opposta rispetto agli anelli di Saturno e alla maggior parte dei suoi satelliti, compreso il più grande, Titano, e Giapeto (qui rappresentato).

Rivelare la presenza di questo enorme anello intorno al “signore degli anelli”, come spesso viene chiamato in modo simpatico il pianeta Saturno, non è stato affatto facile, in quanto esso è estremamente tenue e costituto da rare particelle di ghiaccio e polvere. Se per un qualche motivo ci venissimo a trovare in quella regione, non ci renderemmo conto di essere all’interno dell’anello, dato che le particelle sono molto distanti le une dalle altre. Inoltre, alla distanza di Saturno, la luce solare è così debole che la bassa densità di particelle che costituiscono l’anello non è sufficiente a farla riflettere e quindi a permettere l’osservazione dell’anello stesso. Spitzer è stato in grado di osservare la luce infrarossa, ossia la radiazione calda emessa dagli oggetti, sebbene il materiale dell’anello sia comunque a temperature alquanto basse.

Questa scoperta offre una possibile soluzione al mistero della luna Giapeto. Dopo alcuni anni che Giovanni Cassini scoprì Giapeto ne 1671, egli fece l’ipotesi, tra l’altro corretta, che un lato della luna era bianca e l’altro scuro. Gli astronomi ritengono che la scoperta di questo nuovo immenso anello, che orbita in direzione opposta a quella di Giapeto, sia la causa dei colori differenti delle due facce del satellite.
Questo è ancora tutto da provare.

L’immagine di Saturno, di Febe e di Giapeto sono state prese dalla sonda spaziale Cassini della Nasa. Le dimensioni di Febe in relazione a quelle di Giapeto sono state aumentate per rappresentarlo meglio: Febe, infatti, è circa 200 chilometri di diametro, mentre Giapeto misura 1.500 chilometri circa. L’anello è, invece, una semplice rappresentazione pittorica.

Per ulteriori informazioni si visiti il sito della NASA alla pagina: http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA12256 .

Sabrina Masiero

Un centro galattico come non si era mai visto

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Spettacolare immagine ottenuta dalle osservazioni combinate in luce infrarossa ed X. La radiazione, in parte oscurata dalla polvere, rivela un’intensa attività molto vicino al “core” galattico.
Crediti: NASA, ESA,SSC, CXC, STScI

 

di Sabrina Masiero, Università degli Studi di Padova

Per celebrare (in modo singolare) l’Anno Internazionale dell’Astronomia 2009 (IYA2009), i grandi osservatori della NASA, ossia l’Hubble Space Telescope, lo Spitzer Space Telescope e il Chandra X-ray Observatory, hanno fornito un’immagine spettacolare e unica nel suo genere della regione centrale della nostra Galassia. Le osservazioni, infatti, sono state compiute tenendo conto della radiazione infrarossa e X, che filtra attraverso la polvere che oscura il centro galattico e che rivela un’intensa attività vicina al “core” galattico.
Il centro della nostra Via Lattea è localizzato all’interno della regione brillante di colore chiaro (alla destra dell’immagine).

Il contributo fornito da ognuno dei telescopi è in varie bande (e dunque in vari colori):

– il giallo rappresenta le osservazioni compiute dall’Hubble Space Telescope nel vicino infrarosso. Queste osservazioni delineano le regioni di alta energia dove nuove stelle stanno nascendo e rivelando, allo stesso tempo, centinaia di migliaia di stelle.

– Il rosso rappresenta le osservazioni nell’infrarosso compiute dallo Spitzer Space Telescope. La radiazione e i venti stellari creano un arrossamento delle nubi di polvere che mostrano delle strutture molto complesse simili a gocce sferiche e compatte o a filamenti.

– Il blu e violetto rappresentano le osservazioni in X compiute dal Chandra X-ray Observatory. I raggi X vengono emessi dal gas riscaldato fino a milioni di gradi dalle esplosioni delle stelle e prodotti dalla fuoriuscita di materia dal buco nero supermassicci nel centro della Galassia. La chiazza luminosa di colore blu a sinistra della foto, è l’emissine da un doppio sistema di stelle che contiene probabilmente o una stella a neutroni oppure un buco nero.

Mettendo insieme queste osservazioni in vari colori, il risultato finale è una delle immagini più dettagliate mai avute prima del misterioso core della nostra Galassia.

Per ulteriori informazioni, visitate il sito della NASA: http://www.nasa.gov/topics/universe/features/milkyway_heart.html .

Sabrina Masiero

Sorvolando Tritone

Tritone

Immagine di Tritone, il satellite più grande di Nettuno, realizzata utilizzando le mappe topografiche ricavate dalle immagini della sonda Voyager 2 nel suo fly by col pianeta (agosto 1989). Cortesia: JPL – NASA. Disponibile su: http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA12187 .

 

di Sabrina Masiero, Dipartimento di Astronomia dell’Università degli Studi di Padova

 

Un volo simulato della superficie di Tritone, il satellite più grande di Nettuno, è stato realizzato un paio di mesi fa, utilizzando le mappe topografiche ricavate dalle immagini della sonda Voyager 2 della Nasa, durante il fly by nell’agosto 1989.

Tritone è stato l’ultimo corpo roccioso visitato dalla sonda Voyager nel suo viaggio epico di circa dieci anni tra i pianeti giganti e gassosi del nostro Sistema Solare. Il Voyager in realtà, mappò solamente un emisfero, quello che esso mostra al suo pianeta Nettuno, ma fu in grado di rivelare una superficie giovane, segnata da bolle di ghiaccio e anomalie, da cavità vulcaniche e flutti di lava composti di acqua e altri tipi di ghiacci.
Come si può vedere da questo video, realizzato da Paul Schenk (http://www.lpi.usra.edu/lpi/schenk) al Lunar and Planetary Institute e diffuso dalla Nasa, (http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA12187) , Tritone è composto da rilievi piuttosto bassi, da picchi e colline, tipicamente di poche centinaia di metri d’altezza, senza la presenza di grandi montagne o bacini profondi. La mancanza di caratteristiche topografiche significative è una conseguenza del grande calore interno di Tritone e della bassa compattezza del ghiaccio.

Il video è stato ricavato usando una nuova mappa topografica di Tritone, ottenuta combinando un mosaico di varie immagini originali del Voyager 2, con una risoluzione di circa 1.65 km.

I dati grezzi sono stati recuperati dall’Archivio Dati del Planetary Data System. Il Jet Propulsion LaboratorY (JPL), una divisione del California Institute of Technology di Pasadena (California), gestisce la missione da parte del Science Mission Directorate della Nasa, a Washigton, D.C. La stessa sonda spaziale Voyager e le camere a bordo furono progettate, sviluppate e assemblate sempre al JPL.

Sabrina Masiero