L’ultimo saluto ad un grande

La NASA sta per dare in questi giorni l’ultimo saluto ad uno degli osservatori spaziali che hanno veramente fatto la storia dell’astronomia, in questi ultimi anni. Si tratta del Telescopio Spaziale Spitzer, che opera nell’infrarosso. Ci siamo: dopo circa sedici anni di fantastico lavoro, la missione si avvicina al suo termine, fissato per il giorno 30 di questo mese.

Anche noi, nella nostra non cortissima storia, abbiamo varie volte fatto riferimento a questo splendido strumento di indagine del cielo. E non avremmo potuto evitarlo, visto il livello di eccellenza dei risultati scientifici generati dai dati raccolti dalla sonda. E da quanto sia fondamentale questa finestra infrarossa per capire cosa accade nel cielo, ad ogni possibile livello di distanza, dalla Via Lattea fino alle galassie più remote.

Lanciato nel lontano 2003, Spitzer ha consentito passi avanti giganteschi in moltissime branche dell’astronomia. Disegnato per studiare il freddo, il vecchio e il polveroso, tre cose che gli astronomi osservano bene in luce infrarossa appunto. Il che vuol dire, dai mondi lontanissimi al settore intrigante degli esopianeti, raccogliendo informazioni impossibili da ottenere nelle bande ottiche, drammaticamente trattenute dalla polvere cosmica.

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Quel vapore, da così lontano

Ogni tempo ha le sue specifiche domande, e questo si applica certamente anche all’astronomia. E’ proprio in questi anni, infatti, che la questione della eventuale vita extraterrestre ha acquisito una densità e una rilevanza che, per certo, non ha mai avuto in tutta la storia della scienza.

La scoperta di un numero sempre crescente di esopianeti è senz’altro ciò che ci spinge e ci incoraggia su questo specifico binario: ancora sul finire del secolo scorso per contare gli esopianeti conosciuti bastavano le dita delle mani, mentre oggi il numero, sempre in aggiornamento, supera tranquillamente il valore di quattromila. In pochissimi anni, dunque, si è innestata una vera rivoluzione in questo specifico campo, assolutamente senza precedenti. In altri termini: nell’indagine sui pianeti esterni al Sistema Solare c’è un punto di svolta, e quel punto di svolta è adesso.

Dall’angolo di vista dell’indagine scientifica, peraltro, la domanda se esista vita in ambienti extraterrestri, è necessariamente preceduta dalla domanda sul quali e quanti sono gli ambienti “adatti” alla vita.

Un grande passo avanti nell’articolare risposte a questa domanda è per certo la recente scoperta di una significativa quantità di vapor d’acqua nell’atmosfera di un pianeta piuttosto distante, chiamato K2-18b.

L’esopianeta K2-18b, e la sua stella sullo sfondo (e anche, l’altro pianetino)
Credit: ESANASAHubbleArtist: M. Kornmesser

Il pianeta si trova a circa 124 anni luce da noi, verso la costellazione del Leone. Va detto, non è proprio come la Terra, anzi è decisamente più grosso e pesante di questa. Tuttavia, è certo che orbiti ben all’interno della fascia di abitabilità della sua stella. Ah, e riguardo a quest’ultima, possiamo dire che è ben più rossa del nostro Sole (sì, è una nana rossa, per la precisione), ma per le relative distanze, brilla nel cielo del pianeta più o meno con la stessa intensità di quanto faccia la nostra cara stella per noi.

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SPHERE celesti

Per me è un onore scrivere su queste pagine che so venire lette anche da molti professionisti. Anche se non sono uno di questi perché la vita mi ha donato altro, la mia sete per la conoscenza del Cosmo non è mai venuta meno neppure per un attimo. E questo mi ha spinto in direzioni inaspettate e davvero curiose ma sempre avendo in mente il mio unico pallino: l’astronomia.
Col tempo mi sono costruito la mia rete di contatti e di amicizie nel settore e ho conosciuto alcuni di voi di persona, come Marco Castellani che qui mi ospita e anche altri.
Per questo l’articolo che state per leggere è uscito sul mio blog appena un minuto dopo il lancio del comunicato ufficiale. Non svelerò le mie fonti ma vi assicuro che sono tutte legali 🙂
Umberto Genovese

Se poteste tornare alla lontana epoca della formazione del Sistema Solare, quasi  5 miliardi di anni fa, ecco cosa vedreste.

Questo è quello che invece vediamo noi oggi, qui sulla Terra, guardando verso  WRAY 15-1443 (e43af3824ba08cb364af93f9409ed983), una giovanissima (5-27 milioni di anni) stellina di classe K5 distante circa 600 anni luce. Essa è parte di un filamento di  materia nebulare nelle costellazioni australi del Lupo e lo Scorpione insieme a decine di  altre stelline altrettanto giovani. È il medesimo scenario che vide la nascita del nostro Sole.

Noi vediamo il disco protoplanetario ancora come è durante la formazione dei pianeti e prima che i venti stellari della fase T Tauri lo spazzassero via, È un disco caldissimo e denso, con una consistenza è una plasticità più simili alla melassa che alla polvere che siamo soliti vedere qui sulla Terra. Qui le onde di pressione e i fenomeni acustici giocano un ruolo fondamentale nella nascita dei protopianeti creando zone di più alta densità e altre più povere di materia. E questa immagine ce lo dimostra chiaramente.

SPHERE. Credit: ESO
Lo strumento di cattura della luce polarizzata ad alto contrasto SPHERE. Crediti: ESO

Se oggi quindi possiamo ben osservare i primi istanti della formazione di un sistema solare questo lo dobbiamo a SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument) (ef35f30377da4dcb6f539c2a72aef405) (ab8a6e7a63a82975989d8dbbdeedc264): uno strumento concepito proprio per catturare l’immagine degli esopianeti e dei dischi protoplanetari come questo.

L’ostacolo principale per osservare direttamente un esopianeta lontano è che la luce della sua stella è così forte che sovrasta nettamente la luce riflessa di questo: un po’ come cercare di vedere una falena che vola intorno a un lampione da decine di chilometri di distanza. Lo SPHERE usa un coronografo per bloccare la regione centrale della stella per ridurne il bagliore, lo stesso principio per cui ci pariamo gli occhi dalla luce più intensa per scrutare meglio. E per restare nell’ambito degli esempi, quando indossiamo un paio di lenti polarizzate per guidare o andare sulla neve, lo facciamo perché ogni luce riflessa ha un suo piano di polarizzazione ben definito e solo quello; eliminandolo con gli occhiali questo non può più crearci fastidio. Ma SPHERE usa questo principio fisico al contrario: esalta la luce polarizzata su un piano specifico e solo quella, consentendoci così di vedere particolari che altrimenti non potremmo mai vedere.

HARPS. Credit: ESO
Lo strumento per il rilevamento delle velocità radiali HARPS. Crediti: ESO

Oggi grazie a SPHERE e al team che l’ha ideato e costruito la ricerca astrofisica europea può vantare anche questo tipo di osservazioni che si sarebbe supposto essere di dominio della sola astronomia spaziale. E invece strumenti come HARPS (ef76f828ef39f83b20104c67c5f7ba3c) e HARPS-N alle Canarie consentono di scoprire sempre nuovi pianeti extrasolari, e ora SPERE ci aiuta a vederne pure alcuni.

 


L'originale di questo articolo è stato pubblicato su Il Poliedrico

Bibliography

Sette mondi per Trappist-1

Ad appena 40 anni luce di distanza, ci sono sette nuovi mondi che orbitano attorno alla stella nana TRAPPIST-1: questa è stata la notizia che da ieri sera, appena uscita dall’embargo, ha girato il web creando una esaltazione che ha trovato debita sponda – come avrete visto –  anche nei telegiornali della sera. Che non è niente male, per una notizia di carattere astronomico. E che è stata subito onorata da Google che ha rapidissimamente predisposto una sua versione dei fatti, davvero notevole per il tratto di dolcezza e simpatia che lo caratterizza.

Quello che trovate su Google oggi… 😉

La cosa indubbiamente eccitante, della scoperta divulgata ieri, è che i pianeti sembrano tutti compatibili con la presenza di acqua allo stato liquido sulla superficie.  E sono proprio di tipo terrestre, a quanto pare.

Ma andiamo con ordine.

In realtà, già nel maggio dello scorso anno, gli astronomi al lavoro con il Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST, per gli amici) avevano annunciato la scoperta di ben tre pianeti attorno al sistema TRAPPIST-1. Da qui, tramite una attenta sinergia di indagine, sono stati il Telescopio Spaziale Spitzer insieme con altri telescopi dell’ESO con base a Terra, a portare il numero dei pianeti del sistema fino al rispettabilissimo numero di sette.

Ricostruzione artistica dei sette “nuovi” mondi, orbitanti intorno a TRAPPIST-1. Crediti: NASA, JPL-Caltech, Spitzer Space Telescope, Robert Hurt (Spitzer, Caltech)

Qual è il vero punto per cui siamo ad una scoperta di grande impatto? In fondo di esopianeti se ne conoscono abbastanza, ormai. Per la precisione, abbiamo cataloghi di qualche migliaio di pianeti extrasolari in una grande varietà di sistemi planetari differenti, scovati con le tecniche più diverse.  Potremmo pensare, niente di nuovo. Solo altri sette che si aggiungono alla lista.

E invece sbaglieremmo drammaticamente.

Sì, perché questi pianeti – a differenza della grande maggioranza di quelli conosciuti – sono probabilmente tutti rocciosi ed anzi simili alle dimensioni della nostra Terra. Stiamo parlando senz’altro del più grande numero di pianeti di tipo terrestri rilevato attorno ad una sola stella.

Stella che, rispetto al nostro Sole, appare piuttosto debole, essendo una stella nana rossa, di suo piuttosto freddina. Ma è anche vero che questi pianeti orbitano sorprendentemente vicino al loro astro, per cui – altra caratteristica decisamente straordinaria – dovrebbero comunque (guarda un po’) presentare temperature superficiali nell’intervallo adeguato per la presenza di acqua liquida sulla superficie.

E soprattutto, non sono così lontani da essere fuori dalla nostra portata conoscitiva.  Anzi. Diventano di fatto i primi candidati per future esplorazioni mirate, che dovranno a questo punto caratterizzare l’atmosfera stessa di questi pianeti potenzialmente abitabili. 

Dovremo arrivare a capire se c’è acqua – o perfino qualche traccia indiretta della presenza di vita – attraverso lo studio dell’atmosfera. E’ un obiettivo eccitante, e per di piu comincia ad essere alla nostra portata: aspettiamo per questo delicato compito la ormai prossima entrata in funzione del successore di Hubble, il James Webb Space Telescope, e l’E-ELT dell’ente spaziale europeo (ESO).

Insomma, l’Universo ci sta regalando continuamente nuove sorprese, sia riguardo la sua natura più intima, profondamente innestata nella struttura dello spazio-tempo (onde gravitazionali) sia riguardo la sua estrema varietà di ambienti e di sistemi planetari (da Proxima b al sistema TRAPPIST-1). Sono evidenze che sempre di più esorbitano dalla sfera degli addetti ai lavori e – grazie alla Grande Rete – innervano velocemente il patrimonio del sapere comune, modificando irreversibilmente il nostro modo di guardare e pensare il mondo, di cercare anche il senso, in esso (a proposito di cercare non è un caso che Google abbia reagito così prontamente, è un segnale di questa rinnovata attenzione per questo prezioso senso di scoperta e di avventura, che ci viene dallo studio del cielo).

Come sempre, alzare lo sguardo implica la possibilità, dolcemente ripetuta e rinnovata, in ogni epoca, di rimanere semplicemente stupiti. E di imparare, parafrasando Shakespeare, che certamente ci sono più cose in cielo e in Terra di quante ne sogni la nostra filosofia. 

Che poi, dite pure quel che volete, ma rimarrà sempre il motivo più stringente e decisivo, per studiare il cosmo.

Nuovi dischi protoplanetari osservati da Hubble Space Telescope

Hubble_dischi protoplanetari in formazione
Immagini in alto: le due immagini nella parte superiore del pannello mostrano dei dischi di detriti intorno a giovani stelle che non erano state osservate nelle immagini di archivio prese dall’Hubble Space Telescope della NASA. Nella illustrazione che si osserva sotto ad ogni foto viene mostrata l’orientazione dei dischi di detriti. Crediti: NASA/ESA, R. Soummer, Ann Feild (STScI).

Alcuni astronomi utilizzando l”Hubble Space Telescope della NASA hanno applicato una nuova tecnica per processare le immagini e ottenere delle foto della luce diffusa nel vicino infrarosso di cinque dischi attorno a giovani stelle e che fanno parte del Mikulski Archive for Space Telescopes database. Questi dischi rappresentano dei dischi di grande importanza a livello astronomico in quanto rivelano la formazione di nuovi pianeti.

Revisionando vecchi file e dati, un gruppo di astronomi guidati da Remi Soummer dello Space Telescope Institute (STScI) di Baltimore, Maryland, ha potuto fare questa straordinaria scoperta, un vero e proprio tesoro a livello planetario.

Le stelle in questione sono state inizialmente osservate dal Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) di Hubble Space Telescope sulla base di alcune evidenze piuttosto insolite misurate con lo Spitzer Space Telescope della NASA e dall’Infrared Astronomical Satellite che era in orbita nel 1983. I dati precedenti avevano fornito degli interessanti indizi sulla presenza di dischi di polvere attorno a queste stelle. Piccole particelle di polvere nei dischi possono diffondere la luce e di conseguenza rendere visibile il disco stesso. Ma quando per la prima volta Hubble Space Telescope osservò tali stelle tra il 1999 e il 2006, non furono evidenziati dischi in formazione dalle immagini ottenute da NICMOS.

Recentemente con il miglioramento del processo di elaborazione delle immagini, tra cui alcuni algoritmi, Soummer e il suo team hanno rianalizzato le immagini dell’archivio. Questa volta hanno potuto notare in modo del tutto inequivocabile i dischi di polvere e di detriti e determinarne pure le loro dimensioni.

Lo strumento NICMOS, che ha iniziato a raccogliere i dati nel 1997, sta iniziando a mostrare il suo grande potere: dato che l’Hubble Space Telescope è attivo da 24 anni, NICMOS fornisce un archivio di dati estremamente importante , osservazioni di lunga durata che permettono di venire analizzate e confrontate fra loro nel corso del tempo.

“Ora con queste nuove tecnologie nell‘image processing possiamo andare a consultare l’archivio e fare una ricerca più precisa di quella che era possibile in precedenza con i dati di NICMOS” ha affermato Dean Hines dell’STScI.

“Queste scoperte aumentano il numero dei dischi di polvere e di detriti osservati in luce diffusa da 18 a 23. Con questa importante aggiunta alla popolazione nota e grazie alla varietà di forme di questi nuovi dischi, Hubble aiuta gli astronomi a comprendere meglio come si formano i sistemi planetari e come si evolvono” ha affermato Soummer.

La polvere nei dischi si ipotizza venga prodotta da collisioni tra piccoli corpi planetari come gli asteroidi. I dischi di detriti sono composti di particelle di polvere formate dalle collisioni. Le particelle più piccole sono costantemente spazzate via verso l’esterno dalla pressione di radiazione della stella. Ciò significa che devono essere reintegrati di continuo da altre collisioni. Questo gioco di scontro continuo doveva essere molto comune nel nostro Sistema Solare circa 4,5 miliardi di anni fa. La luna e il sistema di satelliti attorno a Plutone sono considerati dei sottoprodotti di queste collisioni.

“Una stella particolarmente interessante è HD 141943” ha affermato Christine Chen, esperta nei dischi in formazione e membro del team di ricercatori. “E’ un gemello esatto del nostro Sole durante l’epoca di formazione dei pianeti terrestri nel nostro Sistema Solare”. Hubble ha trovato che la stella mostra un disco visto di taglio con una asimmetria. Questa asimmetria potrebbe essere la prova che il disco sia gravitazionalmente perturbato dalla presenza di uno o più pianeti non ancora osservati.

“Essere in grado di vedere questi dischi ora ci permette di pianificare ulteriori osservazioni per poterli studiare in più grande dettaglio utilizzando gli strumenti di Hubble e i grandi telescopi a Terra” ha aggiunto Marshall Perrin dell’STScI.

“Stiamo pure lavorando per implementare le stesse tecniche come un metodo di elaborazione standard per il James Webb Space Telescope della NASA” ha affermato Laurent Pueyo dello STScI. “Questi dischi saanno gli obiettivi principali per il Telescopio Spaziale Webb”.

Fonte Orbiter.ch: Astronomical Forensics Uncover Planetary Disks in NASA’s Hubble Archive – http://orbiterchspacenews.blogspot.it/2014/04/astronomical-forensics-uncover.html?spref=fb

Sabrina