Un trio stellare di fantasmi dallo Spitzer Space Telescope

Spitzer Space Telescope-planetary nebula

Nello spirito di Halloween, alcuni ricercatori hanno reso pubblico un tris di spettri stellari catturati in luce infrarossa dal Telescopio Spaziale Spitzer della NASA. Tutte e tre le strutture spettrali, chiamate nebulose planetarie, sono in realtà materiale espulso da stelle oramai alla fine della loro evoluzione.

“Qualcuno potrebbe pensare a delle immagini inquietanti” ha affermato Joseph Hora dell’Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass., Principal Investigator del programma di osservazioni Spitzer. “Cerchiamo nelle immagini il significato storico della perdita di massa delle stelle  e per comprendere come si siano evolute nel corso del tempo”.

Tutte le stelle di massa solare terminano la loro evoluzione dopo alcuni miliardi di anni dalla loro formazione, quando l’idrogeno nella regione centrale si esaurisce e la stella perde gli strati più esterni diventando una gigante rossa. Quando la luce ultravioletta proveniente dal nucleo della stella viene ad eccitare gli strati esterni espulsi, i bagliori il materiale risplendono, mostrando le belle forme di luce.

Questi oggetti nelle loro fasi finali, denominati nebulose planetarie, furono chiamate così in modo sbagliato per la loro somiglianza con i pianeti da William Herschel nel 1785. Sono disponibili in una vasta gamma di forme, come illustrato da queste tre immagini nell’infrarosso, ottenute da Spitzer Space Telescope. Il materiale spettrale tenderà ad espandersi nello spazio in poche migliaia di anni prima delle definitiva dissolvenza nel buio dello spazio.

La Nebulosa Cranio Esposto  (Exposed Cranium Nebula)

Alcuni scienziati dello Spitzer Space Telescope hanno denominato questa nebulosa Exposed Cranium, dalla sua forma che ricorda quella del cranio umano. Questo oggetto, che si trova a circa 5000 anni luce di distanza dalla Terra nella costellazione della Vela, ospita una calda massiccia stella nella fase finale della sua evoluzione che sta rapidamente perdendo la sua massa. Le parti interne della nebulosa, che appaiono molli e di colore rosso in questa immagine, sono costituite principalmente da gas ionizzato, mentre il guscio verde esterno è più freddo, composto da molecole di idrogeno.

La Nebulosa Fantasma di Giove 

Il Fantasma di Giove, anche conosciuto come NGC 3242, si trova a circa 1400 anni luce dalla Terra nella costellazione dell’Idra. L’occhio infrarosso di Spitzer mostra l’alone più esterno e più freddo della stella “morente”, qui in rosso. Inoltre, sono evidenti degli anelli concentrici intorno all’oggetto, frutto del materiale che viene buttato fuori periodicamente durante le fasi finali della stella.

La Nebulosa Piccolo Manubrio

Questa nebulosa planetaria, denominata NGC 650 o il Piccolo manubrio, si trova a 2500 anni luce dalla Terra nella Costellazione del Perseo. A differenza delle altre nebulose sferiche, presenta una forma bipolare o di farfalla a causa di una “cintura” o di un disco di materiale spesso, che va dal basso (a sinistra) verso destra. Forti venti portano lontano il materiale dalla stella, sotto e sopra il disco di polvere. Le nuvole verdi e rosse sono composte di molecole di idrogeno incandescente. L’area verde è più calda rispetto a quella rossa.

Fonte JPL-NASA – A Ghostly Trio From NASA’s Spitzer Space Telescope – http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-312

Le immagini ad alta risoluzione si trovano sul JPL/NASA: Nebulosa Cranio  (a sinistra): http://www.jpl.nasa.gov/images/spitzer/20131028/B-PMR1.jpg

Fantasma della Nebulosa Giove (al centro): http://www.jpl.nasa.gov/images/spitzer/20131028/C-NGC3242.jpg

Il piccolo manubrio (a destra): http://www.jpl.nasa.gov/images/spitzer/20131028/D-NGC650.jpg

L’immagine è disponibile su: NASA Archive – Death Beckons Three Aging Stars: http://www.jpl.nasa.gov/images/spitzer/20131028/D-NGC650.jpg

Sabrina

ALMA mostra il posto più freddo nell’Universo

boomerang
La nebulosa Boomerang, denominata “Il posto più freddo nell’Universo” mostra la sua vera forma con ALMA. La struttura blu di sfondo, osservata in luce visibile con l’Hubble Space Telescope, mostra una forma classica a doppio lobo, con una regione centrale molto stretta. La risoluzione di ALMA e la sua capacità di osservare le molecole gassose e fredde mostrano una forma più allungata della nebulosa, quella in rosso. Credit: Bill Saxton; NRAO/AUI/NSF; NASA/Hubble; Raghvendra Sahai.

Dove si trova il posto più freddo nell’Universo? Ora una risposta a tale domanda è arrivata.

La Nebulosa Boomerang, a circa 5 000 anni luce di distanza dalla Terra, nella costellazione del Centauro, è una nebulosa pre-planetaria con un temperatura di un solo Kelvin, pari a circa -272 gradi centigradi. Questo la rende ancora più fredda della temperatura del fondo naturale dello spazio e della radiazione cosmica di fondo., l’eco del Big Bang.

I ricercatori hanno impiegato i potente Atacama Large Millimieter/Submillimeter Array (ALMA) Telescope per indagare le caratteristiche della temperatura e della forma insolita della nebulosa. Il Boomerang è diverso da tutto quello che si osserva intorno. Non è ancora una nebulosa. La sorgente di luce, ossia la stella centrale, non è ancora sufficientemente calda per emettere le enormi quantità di energia e radiazione ultravioletta che illumina tutta la struttura. In questo momento viene illuminata dalla luce delle stelle che brillano al di fuori dei grani di polvere che la circondano. Quando fu osservata per la prima volta, nell’ottico dai telescopi terrestri, la nebulosa appariva essere spostata su un lato e così le venne dato un nome di fantasia. Osservazioni successive con l’Hubble Space Telescope hanno mostrato una struttura a forma di clessidra. Ora è entrato in azione ALMA. Con le sue nuove osservazioni le immagini di Hubble mostrano solo una parte di ciò che sta accadendo e i due lobi osservati in dati precedenti erano probabilmente solo un “gioco di luce” come presentato dalle lunghezze d’onde ottiche.

Questo oggetto è estremamente freddo e intrigante e stiamo imparando molto di più sulla sua vera natura grazie ad ALMA” ha affermato Raghvendra Sahai, ricercatore e principal scientist presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, a Pasadena, California, e primo autore della ricerca pubblicata su The Astrophysical Journal. “Quello che assomiglia ad un doppio lobo, o la forma del Boomerang, dai telescopi ottici terrestri, è in realtà una struttura molto più ampia che si sta espandendo rapidamente nello spazio”.

Che cosa sta succedendo la fuori che renda Boomerang così estremamente interessante? E’ il flusso emesso. La stella centrale si sta espandendo ad un ritmo frenetico e sta abbassando la propria temperatura durante il processo. Il nucleo si raffredda e il guscio in espansione che circonda la stella si raffredda anch’esso. I ricercatori, in particolare, sono stati in grado di determinare la temperatura del gas nella nebulosa, ossia di capire quanto fredda è.

“Quando gli astronomi osservarono questo oggetto nel 2003 con l’Hubble videro una forma di clessidra molto classica” ha affermato Sahai. “Molte nebulose planetarie hanno questo stesso aspetto dal doppio lobo, che è il risultato dei flussi di gas ad alta velocità che viene gettato fuori dalla stella. I getti poi scavano dei buchi nella nube circostante di gas che è stato espulso dalla stella molto prima, nel suo stadio di gigante rossa”.

In realtà i telescopi di ALMA che osservano a lunghezze d’onda millimetriche non hanno osservato quello che ha osservato Hubble. Le osservazioni di Hubble avevano messo in evidenza una figura più completa, una sorta di deflusso quasi sferico di materiale. Secondo il comunicato stampa, la risoluzione senza precedenti di ALMA ha permesso ai ricercatori di determinare perché vi era una tale differenza nell’aspetto generale.

La struttura a doppio lobo divenne evidente quando i ricercatori si focalizzarono sulla distribuzione delle molecole di monossido di carbonio osservate nelle lunghezze millimetriche, ma solo verso la zona centrale della nebulosa. La parte più esterna era una storia diversa. ALMA mostrò una nuvola di gas freddo allungato ma relativamente arrotondato. Ma vi è di più. I ricercatori hanno anche individuato una sorta di percorso di spessore di alcuni grani di polvere che circondano la stella progenitrice, e questo è il motivo per cui la nube esterna ha assunto l’aspetto di un “papillon” in luce visibile. Questi grani di polvere schermano una porzione della luce della stella permettendo un piccolo passaggio delle lunghezze d’onda ottiche provenienti dalle estremità opposte della nube.

“Questo è importante per la comprensione di come le stelle terminano la loro evoluzione e diventano nebulose planetarie” ha affermato Sahai. “Utilizzando ALMA siamo stati letteralmente e figurativamente in grado di gettare nuova luce sull’agonia di una stella simile al nostro Sole”. C’è ancora qualcosa da dire, al di là di queste scoperte. Anche se il perimetro della nebulosa sta cominciando a scaldarsi, esso è solo un po’ più freddo della radiazione cosmica di fondo. Che cosa potrebbe causare tutto questo? Basta chiederlo ad Einstein. Einstein lo definì effetto fotoelettrico.

Fonte National Radio Astronomy Observatory – ALMA Reveals Ghostly Shape of “Coldest Place in the Universe” – https://public.nrao.edu/news/pressreleases/alma-reveals-coldest-place-in-the-universe

Sabrina

Da Mercurio a Zooniverse, in mille immagini

La galleria web che la sonda MESSENGER sta pazientemente creando con il suo lavoro in orbita intorno al pianeta più vicino al Sole, è arrivata da pochi giorni ad un traguardo significativo: sono mille le immagini disponibili sul sito!

Per l’occasione, l’immmagine numero rilasciata con il numero mille… non è una vera e propria fotografia del pianeta, ma è realizzata come collage di immagini rilasciate in precedenza, in maniera da indicare suggestivamente la simbolica cifra raggiunta.

collage
Tutto il lavoro di MESSENGER in una sola immagine… o quasi!
(Crediti: NASA/JPL)

La scelta del collage appare più che opportuna: il team ritiene – a buon diritto, secondo noi –  che nessuna fotografia vera e propria possa l’enorme ricchezza dei dati scientifici resi disponibili attraverso le immagini di Mercurio fornite dalla sonda MESSENGER.

Le immagini riversate quotidianamente sul web, fino dall’inizio della missione, sono state un modo efficace per tenere informato il grande pubblico dei progressi e dei risultati della missione, praticamente in tempo reale. Una cosa che fino a pochi anni fa esulava anche dai pensieri degli scienziati più… fantascientifici!

In pratica, il team ha inviato sul web una nuova immagine di Mercurio ogni singolo giorno lavorativo, un impegno che a nostro avviso la dice lunga sulla considerazione con la quale enti come la NASA riguardano l’aspetto più specificamente divulgativo del loro compito istituzionale.

E’ veramente una epoca nuova per l’esplorazione del cosmo, un’epoca in cui non è infrequente che risultati ed immagini di primo livello siano portati in tempi brevissimi su Internet a disposizione virtualmente di ogni persona curiosa e desiderosa di sapere.

Va detto ormai non ci si limita nemmeno più ad una fruizione “passiva” del lavoro fatto da altri; progetti come Zooniverse hanno ormai infranto la classica barriera tra scienziati e appassionati, rendendo disponibile potenzialmente ad ognuno l’attività esaltante di ‘fare scienza’. In un certo senso, ritornando alla condizione che è stata propria dell’uomo per secoli e secoli, prima che la specializzazione del sapere e l’accumulo delle conoscenze venisse a creare delle spiacevoli (ma inevitabili) separazioni tra ‘esperti’ e ‘non esperti’.

Ai tempi più remoti, la scienza era appannaggio di tutti, la vera scienza. Bastava essere curiosi, come Pitagora, come Aristotele, come Galileo. O come tanti, spesso senza una specifica preparazione, ma con tanta voglia di capire come funziona il mondo.

Chissà, forse un pochino ci stiamo tornando, a questa condizione?

Elaborazione da una Press Release di MESSENGER

La più grande rete

galassieOvunque
Crediti: ESA/Hubble & NASA Ringraziamenti: Judy Schmidt

E’ l’immagine della settimana del sito SpaceTelescope.org, e mostra l’ammasso di galassie chiamato MACS J0152.5-2852, catturato in grande dettaglio dalla Wide Field Camera 3 a bordo del Telescopio Spaziale Hubble. Per apprezzarla debitamente, considerate come in pratica ogni oggetto che potete scorgere nell’immagine è in realtà una intera galassia, ognuna contenente miliardi di stelle.

Le galassie non sono distribuite a caso nello spazio, come potremmo essere tentati di pensare guardando la foto. Al contrario: ogni indagine abbastanza estesa nello spazio mostra come esse si organizzino in tipiche concentrazioni, che legano tra loro anche centinaia di “esemplari”, mantenuti vicini dalla reciproca attrazione gravitazionale.

Già la distribuzione delle galassie all’interno degli ammassi è un campo di studi interessante. Sono ben noti degli andamenti tipici, che legano il tipo di galassia alla sua posizione “preferita”: ad esempio, le galassie ellittiche (gli oggetti più sul giallo che vedete nell’immagine) si trovano spesso più vicino al centro degli ammassi, mentre le galassie a spirale (dal colore tipicamente più bluastro), preferiscono dimorare negli ambienti più esterni, dove si presentano anche più isolate.

In generale, investigare la struttura a grande scala dell’universo è una materia affascinante: anche di recente, programmi come VIPERS (che sta per VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey) hanno fornito risultati molto interessanti, per i quali in realtà l’universo potrebbe essere pensato come una gigantesca “ragnatela di galassie”. Dalla struttura di queste gigantesca ragnatela possono derivare informazioni importanti riguardo i temi più cruciali della cosmologia contemporanea, come le verifiche della relatività generale e la conferma della necessità dell’energia oscura per far “tornare i conti”.

La stessa struttura a larga scala – la “mappa di ciò che esiste”, che sempre l’uomo ha tentato di rappresentarsi, prima con le forme del mito e poi dell’indagine scientifica – è una di quelle nozioni che sembra possa essere capace di rivelare ogni volta maggiori particolari, a seconda del periodo storico in cui osservata. Come al solito, possiamo “leggere” nella natura solo le cose che siamo già preparati a comprendere!

Un esempio in questo senso è la scoperta della Grande Muraglia, questo “muro” di galassie esteso per più di 500 milioni di anni luce e largo un massimo di circa 200 milioni. L’esistenza di tale struttura era rimasta sconosciuta a lungo, perché per rilevarla era necessario localizzare in uno spazio tridimensionale migliaia di galassie. Questo è stato possibile soltanto alla fine degli anni ’80, mettendo insieme le informazioni della posizione delle galassie con quella della distanza, ricavata attraverso l’analisi dello spostamento verso il rosso della loro radiazione.

Insomma la stessa posizione delle galassie è un libro aperto, che attende via via gli strumenti per essere propriamente interrogato. Così siamo certi che le sorprese nell’indagine del cielo non sono finite, né probabilmente potranno mai finire, finché ci sarà qualcuno con il naso per aria…

Derivato da una Press Release di SpaceTelescope.org

Spettacolari immagini della galassia M82

I dati provenienti da tre grandi osservatori NASA sono stati combinati per ottenere una visione “multibanda”, davvero spettacolare, della galassia M82, un tipetto piuttosto “turbolento”…

L’immagine e’ stata ottenuta combinando dati alle varie lunghezze d’onda: Hubble ha fornito i dati relativi alla banda ottica (in giallo-verde), che mostrano il disco di una galassia di dimensioni modeste, apparentemente “normale”.

Altre osservazioni Hubble, concepite per rilevare il gas caldo a 10.000 gradi Celsius (in arancione) rivelano invece un quadro assai più movimentato, mettendo in evidenza il fuoriuscire di materia dal nucleo della galassia. A questi si aggiungono i dati del telescopio spaziale Spitzer (in rosso) mostrano il gas freddo e la polvere, anch’essi in fase di “espulsione”.

Anche i dati della sonda Chandra concorrono a formare il quadro, rivelando, in banda X (in blu) che il gas e’ stato scaldato fino a temeperature di milioni di gradi, in seguito ai violenti fenomeni di espulsione.

Credit: X-ray: NASA/CXC/JHU/D.Strickland; Optical: NASA/ESA/STScI/AURA/The Hubble Heritage Team; IR: NASA/JPL-Caltech/Univ. of AZ/C. Engelbracht


Tutta la frenetica attività può essere ricondotta al centro della galassia, dove si stanno formando stelle ad un ritmo potremmo dire “forsennato”, circa 10 volte più alto di quello della nostra Galassia…

Chandra Press Release