Ammassi sonanti, debutto su YouTube!

Il nostro piccolo esperimento sugli ammassi sonanti, di cui abbiamo fornito un resoconto abbastanza di recente, si arricchisce adesso di una parte più direttamente visiva, che accompagna efficacemente il “brano” sonoro. E con l’occasione fa il suo debutto su un apposito canale YouTube, la piattaforma video più diffusa… a livello planetario!

Attraversare un ammasso, ascoltandone "il suono"...
Gentili signore, pregiati signori, prego aprite le vostre orecchie e guardate…. si parte per il viaggio interstellare…

Per rendere più chiaro ed anche più facilmente fruibile l’esperienza sonora del “traversare un ammasso stellare”, della quale appunto vi abbiamo parlato, abbiamo iniziato a realizzare dei filmati (merito di Ivan Ferraro, in verità, come per tutto il resto), in pratica delle piccole animazioni, nelle quali possiamo osservare l’avvicinamento progressivo all’ammasso globulare, e dopo aver attraversato la affollatissima parte centrale, il progressivo allontanamento dalla struttura.

Sono filmati piuttosto brevi, allo stato attuale, però aiutano abbastanza a capire la dinamica di questo esperimento piuttosto peculiare, per il quale – si noti – il suono è costruito in maniera rigorosa e scientifica, risultando legato alle caratteristiche di posizione e magnitudine di un sottoinsieme di stelle rappresentative dell’ammasso in questione (a livello computazionale, il suono viene prodotto considerando i dati delle tremila stelle più luminose).

Così anche l’immagine, lungi dall’essere esclusivamente decorativa, in realtà veicola delle informazioni precise. Il colore e la grandezza delle stelle infatti sono strettamente legate alle caratteristiche fisiche delle stelle medesime – il colore mappa la temperatura effettiva dell’astro (la temperatura equivalente di corpo nero della superficie stellare) e  la magnitudine assoluta è proporzionale alla grandezza con la quale la stella viene rappresentata nell’animazione video.

La cosa spettacolare (e lo posso dire a cuor leggero, tanto non è opera mia), è che la scelta dei parametri con cui generare suono ed immagini, è fatta in maniera tanto accorta da far effettivamente risaltare la differenza tra un ammasso e l’altro. Sebbene non sia facile – per ora – identificare un ammasso da come suona, nondimeno su un campione ristretto di casi (provateci) si impara ben presto a memorizzare la firma sonora del singolo ammasso.

Che poi, a pensarci, è appena un esperimento per esplorare taluni parametri astrofisici (posizione, luminosità delle stelle) mappandoli in un sistema di riferimento  adeguato ai nostri recettori naturali.  L’organismo ha una straordinaria capacità di attraversare dati e rivestirli di significato specifico. Solo bisogna avere in qualche modo la cura di presentarli in ingresso in maniera adeguata, in maniera – diciamo – leggibile. 

E’ anche una faccenda di rinnovata attenzione al corpo, se vogliamo metterla così. Siamo entrati in contatto, in tempi recenti, con il concetto di data mining, intendendo con questo l’estrazione di un sottoinsieme di informazioni “utili” dalla enorme messe di dati tipiche degli esperimenti moderni. Qui ci muoviamo su un binario in un certo modo simile ma con una sua decisa specificità: si tratta qui – potremo dire – di proiettare in maniera accorta i dati su un insieme di autofunzioni che sia comprensibile ai sensori naturali che possediamo.

Ciò che rimane simile, è il paradigma che è sotteso a tutte queste operazioni: quando sono abbondanti i dati (e al giorno d’oggi sono… più che abbondantissimi), ecco che diventa urgente rappresentarli in modo adeguato, perché possano aprirsi ad una ipotesi di senso. Perché, insomma, ci dicano qualcosa.

Sorprendente che una volta che tale processo avviene, il semplice e nudo dato scientifico inizia a parlare alla nostra sensibilità. Si riveste di un significato nuovo, entra in maniera più vibrante e decisa nella nostra esperienza.

In fin dei conti, se volete, è appena un modo diverso di consultare i normalissimi cataloghi stellari. Ma ecco il fatto, che scorrere un catalogo con gli occhi – pur se pieno di informazioni raccolte e presentate con grande precisione – non restituisce alcuna sensazione particolare. Rimane una distanza tra me che guardo e l’oggetto che sto indagando. Con accorgimenti come questo, concettualmente semplici (un po’ più complessi nella effettiva implementazione, a dire il vero) tale distanza sembra potersi drammaticamente ridurre. Certo l’esperienza che si fa è di natura qualitativa, non è possibile negarlo. In un certo senso viene riportata alla condizione analogica, contro la fredda natura digitale del mero dato numerico.

Ed è come un’onda di ritorno. Dopo aver fatto tanto sforzo per adeguarsi al mondo, uscire da sé per adeguarsi a comprendere il reale, si torna a comprendere quanto il reale sia – da una parte – estremamente più complesso e sfuggente e poliedrico e multiforme rispetto alla pretesa cartesiana di conoscibilità per progressivo accumulo di dati e – dall’altra – di quanto la esistenza stessa dell’uomo (in maniera squisitamente quantistica, potremmo dire) influenza e definisce il reale stesso.

Luce Eterna, e “ammassi sonanti”…

E’ curioso, a pensarci, ma sembra proprio che ogni epoca abbia un suo alfabeto, una sua concordanza di segni, di modalità espressive, che si riverberano in discipline apparentemente distanti. Riverbero che sottolinea in maniera molto persuasiva il pensiero che tutto sia legato da qualche “misteriosa” forza, da qualche sottesa concordanza.

E ribadisce l’evidenza – più volte sottolineata anche in questa sede – che il percorso della scienza non si svolga su un binario asettico e sganciato dalle vicende propriamente umane, ma ne sia invece pervaso tanto da informarne ogni specifica modalità espressiva, arrivando a impressionanti similitudini anche nella stessa forma con la quale i vari contenuti vengono veicolati.

Sembrerebbe insomma di poter dire che ogni epoca ha un suo proprio codice espressivo, una sua specifica tavolozza di “colori”, ed essa attingano sia le discipline artistiche quanto quelle propriamente scientifiche. Una tavolozza che va modificandosi pian piano che la stessa coscienza umana, che interroga il cosmo e se stessa, viene modificandosi e arricchendosi.

Riprendo deliberatamente  il discorso che ho voluto introdurre nel post Le figure della scienza; in quell’occasione a colpirmi fu la notevole similarità tra un plot scientifico di un esperimento in corso (la missione GAIA) e un quadro di Paul Klee. Come se diverse modalità espressive sfociassero in uno stesso codice, parlassero circa la medesima lingua.

Ora è un contesto acustico che desta il mio (e spero il vostro) stupore, relativo ad un esperimento un po’ pazzo in cui sono direttamente coinvolto, e che vi voglio brevemente raccontare.

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Attraversare un ammasso di stelle è un’esperienza – anche – sonora!

Tutti sappiamo cosa siano gli ammassi globulari, questi agglomerati di centinaia di migliaia di stelle (se non milioni, in certi casi) che orbitano a varie posizioni all’interno della Via Lattea (e parimenti dentro le grandi galassie, ellittiche o a spirale che possano essere). Sono fondamentali per ricavare informazioni preziose sulle galassie stesse e sull’Universo nel suo insieme, e al loro studio si devono moltissime acquisizioni dell’astrofisica contemporanea. Ce ne siamo occupati spesso anche in questo blog.

Però non tutti sanno che possono cantare. 

O meglio, possiamo farli cantare noi. Se li interroghiamo nel modo giusto. Se ci prestiamo cioè ad accogliere un suono dai dati che abbiamo raccolto finora. E’ un esperimento interessante e forse opportuno: nell’epoca dei Big Data l’enfasi e l’obiettivo della ricerca non è più tanto – come sappiamo – quello di raccogliere più dati possibile (ce ne sono già molti in attesa di elaborazione), ma quello di trovare strategie ottimali per interrogarli utilmente, cioè per estrarre da questi dati il più pregnante significato. A volte interrogare opportunamente un grande set di dati è più difficile che raccoglierli. E la profondità dell’interrogazione è funzione della coscienza umana, ovvero della articolazione della domanda.

Dunque, non è infrequente che attraversando i dati in un modo nuovo, si ricavino informazioni inedite ed importanti. Allora mappare in frequenze audio un ipotetico “attraversamento” di un ammasso globulare, come abbiamo provato a fare (va detto che l’idea originale e gran parte del lavoro si deve al Dott. Ivan Ferraro, collega dell’Osservatorio Astronomico di Roma), è proprio un modo diverso di mappare certe informazioni adeguandole al tipo di segnale ricevuto – in questo caso –  dal nostro apparato uditivo.

Eccoci. Immaginate dunque di attraversare (del tutto ipoteticamente) un ammasso globulare: passarlo da parte a parte, proprio, in linea retta e transitando per il suo centro. E nel cammino, associare ad ogni stella in cui ci imbattiamo, un suono specifico, un timbro, una durata. Legando le qualità acustiche e gli accidenti ai parametri fisici di posizione, luminosità, e così via. Ci siete? Immaginate anche di farlo in maniera stereofonica, per giunta: con calcoli diversi (ma non troppo) per ognuno dei due canali. Ecco, ora ci siamo davvero: adesso avrete un suono caratteristico per ogni ammasso attraversato.

L'ammasso globulare 47 Tucanae (crediti 2MASS)
L’ammasso globulare 47 Tucanae (crediti 2MASS)

Questo insomma è stato fatto nel nostro piccolo esperimento, i cui primi risultati sono stati appena inseriti in gclusters, un database dei parametri degli ammassi globulari della nostra Galassia. Rendendolo così un po’ più frizzante, probabilmente eccentrico e piacevolmente multimediale. Sullo stesso sito potete trovare (in inglese) una pagina con maggiori spiegazioni e qualche dettaglio tecnico sull’esperimento stesso (che al momento coinvolge poco più di sessanta ammassi, ovvero una buona frazione del totale conosciuto per la nostra Galassia).

Naturalmente non si può dire che il suono di questi ammassi sia musica in senso proprio. O almeno, non nel senso al quale siamo abituati per il gusto corrente.

Prendiamo ad esempio l’attraversamento sonoro dell’ammasso 47 Tuc,

oppure ancora, quello dell’ammasso NGC 6101

Notate già le percepibili differenze nelle due… ehm, composizioni. Differenze acustiche che, per la costruzione stessa dei suoni, riflettono le differenze nei profili di densità stellari, nella conformazione generale dell’ammasso, nella distribuzione di luminosità stellare. Differenze acustiche, cioè, che esprimono differenze fisiche. Così, in pratica, è come una impronta sonora dell’ammasso. Diversa per ognuno e – all’orecchio attento – probabilmente riconoscibile.

Interessante, certo. Ma al contempo, diciamo così, non vi è alcun pericolo che diventi un disco per l’estate, ne converrete. La vera musica è un’altra cosa, direte anche.

E qui arriviamo al punto. Ovvero alle concordanze “misteriose” cui accennavamo prima. Perché, e se la vera musica dei tempi moderni (intesa come musica colta, prendendo un momento per buone queste semplici classificazioni di genere) in realtà fosse, almeno in qualche sua declinazione, simile al suono prodotto da questo esperimento?

Chissà.

Impossibile, dite voi?

Forse. Però, chi ha visto e amato il film 2001 Odissea nello Spazio, magari si ricorderà di un certo brano, un pezzo del compositore Gyorgy Ligeti (1923-2006)  😉

Messier 2: non più di 200 stelle?

Di tutti i notevoli ammassi stellari nelle grandi nubi galattiche che si estendono attraverso Ophiucus, e Scorpio, nessuno ha ricevuto tanta attenzione come Messier II, la ricchissima aggregazione aperta di stelle nella piccola costellazione di Scutune Sobieski. Scoperta da Kirch due secoli e trentacinque anni fa, da allora è stata osservata e descritta in pratica da ogni studente di ammassi, nebulose, e comete…

E’ l’inizio di un articolo dell’astronomo Harlow Shapley pubblicato nel lontano 1917 sulla prestigiosa rivista The Astrophysical Journal; lo utilizziamo come prima parte di una serie di post che dedicheremo alla storia dell’indagine degli ammassi globulari della Via Lattea; storia interessante perché lega intimamente insieme il progredire della tecnologia osservativa con quella del quadro teorico entro cui le conoscenze venivano pian piano sistematizzate. Shapley realizzò allora un catalogo di ben 458 stelle localizzate all’interno di una circonferenza di quattro minuti d’arco di raggio, puntata sul centro dell’ammasso “aperto” Messier 2, sostenendo di aver determinato un indice di colore con un errore inferiore al decimo di magnitudine (niente male, per l’epoca)!

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Crediti immagine: NASA/STScI/WikiSky

 Una faccenda molto interessante riguarda il numero di stelle che avrebbero composto l’ammasso. Nelle conclusioni Shapley  inserisce questa frase, che oggi farebbe saltare sulla sedia un qualsiasi astronomo o astrofilo che la dovesse leggere

sembra probabile che l’ammasso sia propriamente composto da non più di 200 stelle

D’accordo, non possiamo biasimare Shapley, gli strumenti osservativi di cui disponeva non contemplavano certo il Telescopio Spaziale Hubble o qualcuno dei grandi telescopi terrestri di oggi. Nonostante ciò, non possiamo non rimanere colpiti dall’affermazione, se posta a confronto con il quadro attuale delle conoscenze. Oggi sappiamo che le stelle di Messier 2 (e di ogni altro ammasso globulare conosciuto) sono decisamente più di 200: le stime attuali parlano di circa 100.000 stelle, in effetti!

L’ammasso prende il nome di Messier 2 perché, dopo la prima scoperta, fu riscoperto effettivamente da Messier in data 11 settembre 1760. Ha una interessante storia osservativa che può essere consultata collegandosi alla pagina di SEDS (in inglese).

La pagina di M2 del Globular Cluster Database lista alcuni dei principali parametri di questo interessante ammasso globulare.

 

Abell 1185 e gli ammassi intergalattici

Un articolo apparso in rete in data odierna, in forma di preprint, esamina in dettaglio la popolazione di ammassi globulari nel cuore del ricco ammasso di galassie chiamato Abell 1185. Immagini profonde ottenute con Hubble confermano la presenza di diverse migliaia di ammassi, in un campo – ecco la cosa interessante! – in cui in pratica non appaiono galassie.

Sappiamo che gli ammassi globulari sono onnipresenti nelle galassie, poiché si trovano praticamente in tutte, fatta eccezione soltanto per le galassie nane più piccole. Proprio per tale motivo questi giocano un ruolo fondamentale nell’aiutare gli astronomi a comprendere l’origine e l’evoluzione delle galassie stesse.

Accanto a questo, però, sono anche cresciute le evidenze del fatto che esista in molti casi una popolazione di ammassi che invece si trova al di fuori delle galassie. Già negli anni ’50 van den Bergh ipotizzava che un terzo di tutti gli ammassi fosse di “tipo intergalattico”. Da allora numerosi studi non hanno fatto altro che portare nuove conferme a questa idea: vi possono essere diversi ammassi non gravitazionalmente legati ad alcuna galassia!

L’ammasso di galassie Abell 1185 (Credits CFHT / Coelum)

Al momento non si sa molto riguardo la possibile natura od origine di questi ammassi intergalattici. Una ipotesi è che siano “normali” ammassi globulari strappati alla galassia di appartenenza da interazione gravitazionali. Rimasti dunque “a zonzo” per lo spazio proprio come detriti dell’evoluzione cosmica. D’altra parte, gli ammassi globulari sono strutture molto dense, e dunque è facile che possano resistere anche alla disgregazione – parziale o addirittura completa – della galassia nella quale si sono originati…

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Ammassi “alieni” riempiono la Via Lattea…?

Circa un quarto degli ammassi globulari nella nostra Via Lattea sarebbero in realtà “invasori” da altre galassie. E’ questo il sorprendente risultato di uno studio di un gruppo di scienziati dell’Università di Swinburne (Australia). In un articolo accettato per la pubblicazione nella rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, il professor Duncan Forbes ed i suoi collaboratori dimostrano come molti degli ammassi globulari presenti nella nostra galassia siano in realtà degli “stranieri”, ovvero si siano originati altrove e solo in un secondo tempo siano stati “annessi” alla Galassia (ricordiamo che la Via Lattea annovera al suo interno circa 150 di queste strutture, quasi tutte catalogate ed accuratamente studiate).

Va detto che anche in precedenza, più volte gli astronomi avevano sospettato che alcuni ammassi globulari – ognuno dei quali contiene un numero di stelle variabile tra poche decine di migliaia ad alcuni milioni – tradissero un’origine “esterna”, ma di fatto era sempre stato difficile identificare con sicurezza quali fossero. Nel presente studio, usando i dati del Telescopio Spaziale Hubble, i ricercatori hanno potuto effettuare una accurata “rassegna” degli ammassi globulari nella Via Lattea. Il lavoro ha permesso di redigere un catalogo di qualità mai raggiunta prima, comprendente l’età e i rapporti di abbondanza chimica di ognuno di questi ammassi.

“Utilizzando questo database siamo riusciti ad identificare delle caratteristiche peculiari in molti di questi ammassi globulari, che ci hanno mostrato il segno di una origine esterna” ha detto Forbes. La parte interessante e “nuova” è però quella del dato quantitativo, realmente impressionante: si stima che circa un quarto degli ammassi globulari sia stato accresciuto dall’esterno; il che implica che – già solo con questo meccanismo – siano decine di milioni le stelle della nostra Galassia in realtà originatesi in ambienti esterni.

Il lavoro dei ricercatori sembra indicare anche come la Via Lattea abbia probabilmente “cannibalizzato” le piccole galassie nane nei suoi dintorni, in misura decisamente maggiore di quanto si riteneva tempo addietro. I ricercatori hanno riscontrato evidenze di come gli ammassi accresciuti fossero all’origine dentro queste piccole strutture, una sorta di “mini galassie” contenenti fino a cento milioni di stelle, che si trovavano in prossimità della grande Via Lattea , e dunque risentivano della sua potente interazione gravitazionale.

Circa un quarto degli spettacolari ammassi globulari della Via Lattea, in realtà vengono da fuori…!
Crediti: NASA / The Hubble Heritage Team / STScI / AURA

La cosa interessante è che – per quanto le galassie nane siano state frammentate ed inglobate nella nostra galassia, gli ammassi globulari di queste ultime sono riusciti a sopravvivere intatti, senza grandi influenze dal processo di “annessione” alla Via Lattea.

Il loro studio – alla luce dei più recenti risultati – conferma una volta di più, di come le galassie non si possano quasi mai rappresentare come “isolate” ma come entità interagenti anche in misura frequente, ed apre dunque delle eccitanti prospettive per una maggiore comprensione della storia dell’evoluzione della nostra stessa Via Lattea.

Royal Astronomical Society Press Release

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