Quel che cometa non è…

Il famoso catalogo di Messier era fatto così, una lista di cose che non sono comete, al fine di aiutare gli astronomi evitando loro perdite di tempo.

Difatti le comete erano, al tempo (intorno alla metà del settecento) tra le cose certamente più interessanti da osservare, e togliere di mezzo oggetti di “scarsa rilevanza” era una esigenza tale da motivare Charles Messier a compilare un catalogo che – ironia della sorte – l’avrebbe reso famoso proprio per quello che contiene.

Il primo oggetto del suo catalogo è la celebre Nebulosa del Granchio, appunto nominata Messier 1 (M1 per andare per le spicce).

Il secondo oggetto, che abbiamo già accennato l’altra settimana, è invece questa meraviglia qui.

Crediti: ESA/Hubble & NASAG. Piotto et al.

Messier 2 (M2, appunto) è uno dei più grandi ammassi globulari che popolano l’alone della nostra Galassia. Ce ne sono più di centocinquanta, e sono stati accuratamente studiati tanto che esistono cataloghi delle loro caratteristiche.

Questa che ammirate è una foto dei quaranta anni luce centrali di questo incredibile ammasso di stelle. L’ammasso è noto anche con il nome alternativo di NGC 7089 e il suo diametro si allarga per circa 175 anni luce. Si ritiene che contenga circa 150.000 oggetti stellari.

Molto di quello che sappiamo riguardo le stelle, lo dobbiamo a questi ammassi. Difatti, avere la possibilità di studiare ambienti così popolati, dove le stelle di dividono per una grande varietà di caratteristiche (grandi, piccole, in fasi particolari dell’evoluzione…) e allo stesso tempo vantano alcune caratteristiche in comune (età e composizione chimica, almeno in prima approssimazione) ha aiutato moltissimo nello sviluppo della disciplina dell’evoluzione stellare.

Questi oggetti non sono solo suggestivi, a vedersi. Sono stati, storicamente, la nostra porta di accesso alla comprensione accurata del fenomeno stella. Ancora oggi tanti interrogativi sulla dinamica degli ammassi globulari attendono una risposta compiuta.

Ciò che cometa non è, insomma, ha ancora molto da dirci. E l’Universo può essere pensato come un sistema complesso, che ci invia un flusso di informazione virtualmente infinita. A noi, alla nostra capacità di ricezione, cogliere e decifrare quel canale, quella frequenza, che abbiamo imparato a capire, che possiamo mappare nella nostra mente.

Charles Messier, probabilmente, non avrebbe avuto grandi speranze di comprendere davvero, se per ipotesi fosse arrivato un uomo dal futuro a parlargli di materia ed energia oscura. Il moto delle comete era l’astronomia di frontiera, era quello il canale su cui l’uomo poteva sintonizzarsi. Molto doveva avvenire perché la mente umana si preparasse a ragionare di temi che oggi, peraltro, sono nell’immaginario comune.

Tra la panoplia di messaggi dal cosmo, scegliamo quello che possiamo comprendere, momento per momento. Che sempre ci dice qualcosa di nuovo.

Se appena ascoltiamo, cioè. Se ci poniamo in ricezione, facendo spazio, lasciando stemperare pensieri e preoccupazioni quotidiane. Facendo silenzio, perché arrivi quel segnale dal cosmo, debolissimo e prezioso, esilissimo e luminoso, che sempre ci spinge avanti. Nella conoscenza di ciò che è lontanissimo, ma anche di ciò che è profondamente innestato in noi, figli delle stelle quali indubbiamente siamo.

Costruendo l’universo…

L’immagine che proponiamo oggi è una suggestiva porzione di un ammasso aperto, appartenente alla nostra Galassia. Per la precisione, è l’oggetto chiamato Messier 11.

Crediti: ESA/Hubble & NASA, P. Dobbie et al

Bisogna dire che M11 è uno degli ammassi aperti più ricchi di stelle che facciano parte della Via Lattea. La sua età dovrebbe essere di poco superiore ai 200 milioni di anni: così si evince, almeno, dall’analisi dei colori e delle luminosità delle stelle che ne fanno parte.

Per quanto suggestivo, un ammasso aperto è tipicamente surclassato – in termini di numero di stelle che ne fanno parte – da uno qualsiasi degli ammassi globulari, che possono contenere anche (nei casi più estremi, come Omega Centauri) anche milioni di stelle. Qui, appunto, se ne trovano “appena” qualche migliaio. Un bell’ammasso globulare come Messier 2 ne contiene circa centocinquantamila, molto concentrate e disposte in una suggestiva simmetria sferica. Sappiamo anche che gli ammassi globulari sono molto più vecchi, con stelle di età paragonabile all’età stessa del nostro Universo (quei tredici miliardi di anni e qualche spicciolo, come ci dicono le stime più recenti).

Comunque sia, il fatto evidente – quasi invadente – è che il fenomeno stella appare quanto mai ubiquo nell’Universo. Sappiamo bene l’importanza che gli astri hanno avuto e ancora oggi hanno, nel nostro tragitto d’uomini. Sappiamo bene oggi come funziona una stella, almeno nei suoi termini più generali (molti particolari ci sfuggono ancora, anche se il quadro teorico è ormai ben consolidato).

Conosciamo bene anche – in un ottica diciamo biologica – la loro funzione nel cosmo, che è duplice (sempre fondamentale).

Da un lato la stella si propone come unica fucina cosmica per gli elementi più pesanti di idrogeno ed elio (con pochissime eccezioni): dunque le stelle che ammiriamo in cielo, oltre a stupirci per la loro bellezza, stanno proprio in questo momento occupate in qualcosa di abbastanza importante. Stanno, in questo esatto istante, costruendo l’universo.

Insieme a ciò, la stella è l’unico oggetto celeste che mette in piedi (e se va bene, garantisce per qualche miliardo di anni) una interessante zona di “vivibilità” al suo intorno. Parliamo di ambienti con temperature intorno alla zona di acqua liquida, con variazioni contenute. La casa per la vita così come la conosciamo, o la possiamo ipotizzare.

In vari modi dobbiamo la nostra esistenza alle stelle. Noi per certo, e chissà se in qualche remoto angolo della Galassia, c’è chi sta pensando la stessa cosa. Non possiamo ancora esserne sicuri, anche se per certi versi sembrerebbe probabile. Quel che invece è già assodato, è che se vive, lo deve a una stella.

Esattamente come noi.

Le strane meraviglie di NGC 3201

Questa bella immagine di Hubble dell’ammasso globulare NGC 3201 ci consente di tornare su questi straordinari agglomerati di stelle, importantissimi per la comprensione dell’Universo e dell’evoluzione delle galassie.

L’ammasso globulare NGC 3201 (Crediti: ESA/Hubble & NASA, Ringraziamenti: Sarajedini e collaboratori)

Questi ammassi sono agglomerati molto densi di stelle (centinaia di migliaia, in alcuni casi anche milioni), tanto che (più o meno) solo il Telescopio Spaziale Hubble riesce a cavarsela egregiamente nel mappare le zone centrale, grazie al suo grande potere risolutivo. Loro, gli ammassi, si trovano praticamente in tutte le grandi galassie, anche se il loro ruolo nella formazione delle stesse rimane ancora non completamente chiarito.

Ma NGC 3201 peraltro ha delle peculiarità importanti, che lo rendono unico tra i circa 150 ammassi globulari che impreziosiscono la nostra Galassia. Intanto, possiede una velocità molto alta rispetto al nostro Sole, e la sua orbita è retrograda (si muove ad alta velocità allontanandosi dal centro galattico). Inoltre il moto delle stelle più interne fa pensare alla presenza di un buco nero centrale.

Le peculiarità del suo moto suggeriscono, per questo strano ammasso, una sua probabile origine extragalattica. Insomma, potrebbe essere nato altrove, e ad un certo punto catturato nella nostra Via Lattea. Niente di strano, in questo: noi abitiamo una galassia molto grande, con un “potere di attrazione” non indifferente.

Se non fosse che la storia, in realtà, è più complessa di così! Le abbondanze chimiche delle stelle in NGC3201 ci racconterebbero una storia differente: infatti, sono simili a quelle di vari altri ammassi della Galassia, cosa che fa comunque pensare ad un ambiente di formazione comune.

Qual è la soluzione del rebus? Non è chiaro, e la maggior conoscenza della Galassia (a cui si sta lavorando alacremente, anche con missioni come Gaia) sicuramente potrà aiutare a ricostruire un quadro coerente.

C’è insomma molto ancora da capire di questi intriganti oggetti. Ma già ora possiamo gustare la innegabile bellezza di questi impareggiabili scrigni di stelle. Gelosi custodi – ancora oggi – di molte informazioni sull’Universo che dovremo imparare a leggere, e comprendere.

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)  😉