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

Keplero apre lo scrigno dei pianeti abitabili…

Il primo febbraio di quest’anno rimarrà un giorno importante per la ricerca astronomica: la missione Keplero ha rilasciato i dati raccolti per ben 156.453 stelle osservate, dal 2 maggio, data di inizio osservazioni, fino al 16 settembre 2009. I risultati sono di indubbio interesse: sono stati trovati 1235 candidati, cioè oggetti con caratteristiche che fanno pensare a pianeti veri e propri. Questi risultano associati ad un totale di quasi mille stelle.

Come indica un articolo inviato in rete appena due giorni fa, immediatamente successivo alla presentazione ufficiale del catalogo, la distribuzione delle caratteristiche di queste stelle risulta la seguente: 68 pianeti di dimensioni circa simili alla terra, 288 “super Terre” (da 1,25 al doppio del raggio terrestre), 662 delle dimensioni comparabili a Nettuno (da 2 a 6 volte il raggio terrestre), 165 gioviani (da 6 a 15 volte il raggio terrestre) ed infine 19 che arrivano fino a dimensioni doppie rispetto a Giove (da 15 a 22 raggi terrestri).

Nell’intervallo di temperature appropriato per essere considerati in “zona abitabile”, sono stai trovati 54 candidati con dimensioni che vano da quella della Terra fino a superare quella di Giove. Cinque hanno dimensioni che non raggiungono il doppio di quelle terrestri, ma il 74% risulta più piccola di Nettuno.

In particolare, un sistema ha destato l’interesse più generale del pubblico, ed è quello dei sei mondi in orbita intorno a Kepler -11, una stelle di dimensioni paragonabili al Sole, distante 2000 anni luce da noi, nella costellazione del Cigno. La scoperta – resa possibile dall’analisi dei dati di Keplero – fa di Kepler-11 il più “denso” sistema esoplanetario conosciuti. Rispetto al Sistema Solare, cinque dei pianeti del sistema scoperto da Keplero orbitano intorno alla loro stella a distanza minore di quella che c’è tra Mercurio e il Sole, dunque con un periodo orbitale prevedibilmente corto (che risulta essere tra i 10 e i 47 giorni). Tutti e sei i pianeti sono più grandi della Terra e risultano composti da una miscela di gas e materiali rocciosi.

La loro grandezza, la massa, perfino la loro esistenza, è stata determinata da una attentissima analisi del lieve abbassamento di luce proveniente dalla stella Kepler-11, che si verifica in corrispondenza del passaggio dei pianeti sulla linea di vista (RaiNews24 ha dedicato una trasmissione alla scoperta di Kepler-11, con Stefano Sandrelli in studio e Giampaolo Piotto al telefono).

Un confronto tra il sistema di Kepler-11 e il nostro Sistema Solare (Crediti:Tim Pyle, NASA)

Analisi dettagliatissima delle curve di luce, per “scoprire” e caratterizzare il pianeta in passaggio, insomma. E’ in pratica, quello che sarà chiamato a fare  la missione PLATO, se venisse approvata, ma su una scala molto molto più estesa: tanto per dare un’idea, per PLATO si ragiona su una copertura del cielo di circa il 42% (in gradi quadri, vuol dire più di mille, quanto per Kepler sono circa cento)!

Keplero comunque non è affatto avara di risultati interessanti. Nell’agosto dell’anno scorso, il telescopio e la camera della sonda registrarono un transito simultaneo di tre dei pianeti nel sistema. Come già riportato, usando simili tecniche di “transito” la missione Kepler ha già identificato più di 1200 candidati ad esopianeti nel campo che copre circa un quattrocentesimo di tutto il cielo.

Questa intrigante scoperta suggerisce come vi possano essere tantissimi altri pianeti non ancora scoperti orbitanti attorno alle stelle nella nostra galassia. Proprio gli strabilianti risultati di Keplero ci assicurano che, se venisse lanciato, PLATO potrebbe regalarci sorprese ancora più eclatanti….

PLATO, scoperta e studio di pianeti extrasolari

La missione PLATO è una delle tre selezionate dall’ente spaziale europeo (ESA) per lo studio di fattibilità nell’ambito di un programma chiamato “ESA Cosmic Vision” 2015-2025. Lo scopo principale della missione è lo studio di sistemi planetari extrasolari tramite identificazione ed analisi dei “transiti” (il passaggio del pianeta davanti alla sua stella).

PLATO (PLanetary Transits and Oscillations of stars) è arrivata quasi all’esame finale. A metà dell’anno prossimo (giugno 2011) ci sarà infatti la scelta di due missioni da finanziare, in una rosa di tre, tra le quali c’è appunto anche PLATO. Il suo obiettivo è la completa caratterizzazione dei pianeti e delle loro stelle ospiti. Questo implica l’analisi sismica delle stelle attorno alle quali orbitano i pianeti. Tramite PLATO si confida di poter ottenere stime precise di età, massa e raggi delle stelle, che sono parametri importantissimi per ricavare le stesse quantità, questa volta per i pianeti.

Una delle idee portanti del progetto è che tutti i sistemi planetari che PLATO scoprirà potranno essere successivamente osservati da Terra e dalla spazio, con altri strumenti (ecco perché PLATO è stato pensato per rilevare solo le stelle più luminose, ma in un amplissimo arco di cielo). Questo, allo scopo di completare la caratterizzazione dei parametri delle orbite, e definire le proprietà fisico-chimiche dei pianeti e delle loro atmosfere.

PLATO è ideato per cercare pianeti attorno a stelle brillanti. In particolare l’attenzione del progetto è verso pianeti simili alla Terra, ovvero piccoli pianeti in orbite con durata paragonabile ad un anno attorno a stelle di tipo solare.

Una immagine di fantasia di un pianeta in transito davanti alla sua stella (Crediti: NASA, ESA and G. Bacon)

Tra i requisiti scientifici primari sono stati individuati  cinque “campioni” di stelle (al momento i cataloghi sono in corso di definizione), per un totale di più di 250.000 oggetti stellari. Il monitoraggio fotometrico è abbastanza lungo (si pensa superiore ai tre anni). Come già accennato, il campo di vista è molto ampio… anzi davvero enorme: superiore ai mille gradi quadrati (per un veloce confronto, si pensi solo che CoRoT copre appena quattro gradi quadrati, e Keplero arriva a circa cento). La copertura di cielo di PLATO è stimata attorno al 42%, davvero un punto di forza per la missione.

L’equipaggiamento osservativo è di tutto rispetto: abbiamo ben 34 camere a largo campo, divise in quattro set di otto camere ognuna. Ogni set punterà la stessa zona di cielo (per massimizzare il rapporto segnale/rumore); in più sono previste due camere “fast” che dovranno fornire informazioni di “colore” raccogliendo la luce in due diverse bande.

Interessante e innovativa (ed anche … rischiosa) l’idea di far svolgere una gran parte di attività di elaborazione dei dati direttamente a bordo della sonda. Questa è di fatto una necessità, perché altrimenti il flusso richiesto di dati verso terra sarebbe così elevato da risultare tecnicamente improponibile. Già così – tra scienza e informazioni di gestione della sonda – si prevede di dover gestire una vera valanga di dati (circa 110 Gbits al giorno)

Nel Progetto PLATO in Italia sono coinvolti numerosi istituti scientifici. Sono oltre quaranta i ricercatori (tra cui il sottoscritto…) coinvolti in questa prima fase del progetto. I maggiori contributi del team italiano si attendono su diversi aspetti: identificazione delle regioni di cielo dove puntare i telescopi, definizione dei cataloghi di oggetti stellari da far “digerire” a PLATO prima del lancio, stima delle capacità fotometriche delle camere,  studio dell’attività delle stelle indagate da PLATO, stime preventive del numero di pianeti extrasolari che PLATO potrebbe scoprire… insomma, ce ne è di roba da fare.. sperando che PLATO passi l’esame finale, a metà del prossimo anno.

Auguri PLATO! GruppoLocale seguirà da vicino il tuo percorso verso (speriamo) la realizzazione ed il lancio: a proposito, se tutto va bene, PLATO partirà nel 2018. Sembra lontano ma non lo è. I lavori fervono…

Maggiori informazioni e altri dettagli sul sito italiano di PLATO.