Spitzer, sedici anni di bellezza

Sono ben sedici anni che il Telescopio Spaziale Spitzer percorre pazientemente la sua orbita attorno al Sole, in prossimità del nostro pianeta, e intanto continua a monitorare il cielo in banda infrarossa.

Immagine artistica di Spitzer
(Crediti: NASA)

Questa scelta di campo, di osservare il cosmo ad una lunghezza d’onda più ampia di quanto percepiremmo con gli occhi – abbastanza peculiare, a prima impressione – si è rivelata veramente vincente man mano che le osservazioni raggiungevano Terra, e si costruiva un archivio di straordinaria potenza evocativa (oltreché, ovviamente, di grande rilevanza scientifica). Tanto che la durata prevista della missione, pari ad “appena” due anni e mezzo, è stata prolungata in diverse occasioni, estensioni che hanno permesso a Spitzer di raggiungere con successo il tempo presente. Con il tacito accordo – ormai – di passare le consegne al futuro (ed ancor più performante) James Webb Telescope.

Di fatto, Spitzer ha efficacemente affiancato in questi anni il Telescopio Spaziale Hubble, regalandoci meravigliose immagini di quelle zone di cielo – specialmente le zone di fresca formazione stellare – ove l’investigazione in banda infrarossa risulta fondamentale (come sappiamo, questa banda riesce ad attraversare molto più facilmente zone di gas e polveri, che invece smorzano drasticamente le lunghezze d’onda del visibile).

La Nebulosa Ragno, in banda infrarossa
(Crediti: NASAJPL-CaltechSpitzer Space Telescope2MASS)

Questa straordinaria immagine, fulgido esempio della capacità di Spitzer, ci mostra, sul lato sinistro, la Nebulosa Ragno (nome in codice, IC 417), sede di importantissimi processi di formazione stellare, insieme con la Nebulosa NGC 1931, sul lato destro.

La distanza approssimativa di questi spettacolari oggetti celesti si aggira sui diecimila anni luce (tutto sommato, siamo nell’Universo vicino). L’immagine che ammirate è in realtà una composizione – scientificamente rigorosa – di dati provenienti, appunto, da Spitzer, e dati delle celebre Two Micron All Sky Survey (2MASS, in breve).

Una elaborata composizione di dati infrarossi traslati in banda ottica, per restituirci uno spettacolo degno di essere guardato ed ammirato, prima ancora che compiutamente analizzato. Per celebrare degnamente questi sedici anni di onorato servizio, da parte di uno dei più importanti telescopi con base nello spazio, al quale siamo grati per il preziosissimo scrigno di conoscenza e di bellezza che, nel tempo, è stato capace di dischiuderci.

Ed al quale, dovremo e vorremo certamente tornare con piacere e curiosità, per molti e molti anni a venire.

Ripensando un mondo alieno…

A circa quaranta anni luce dalla Terra, esiste un mondo roccioso chiamato “55 Cancri e” che gira assai… pericolosamente vicino alla sua stella madre. Il pianeta completa infatti un’orbita in appena 18 ore, e risulta ben ventisei volte più vicino alla sua stella di quanto sia vicino Mercurio al Sole. Se ci trovassimo noi in una simile situazione, il terreno sotto i nostri piedi avrebbe la “piacevole” temperatura di circa 1760 gradi…!

Fino a pochi mesi fa gli scienziati ritenevano che – viste le condizioni – 55 Cancri e fosse niente altro che una landa desolata, costituita solo di roccia bollente e secca. Insomma, poco attraente anche solo come meta di una gita “fuori porta”…

newneptune_nasa
Una immagine artistica di 55 Cancri e con la sua stella madre (Crediti: U. Texas, NSF, NASA)

Come in diverse occasioni (scientifiche e non), c’è stata però l’occasione di ripensarci. Il motivo è fornita dai dati provenienti dal telescopio spaziale Spitzer, che suggeriscono come 55 Cancri e potrebbe essere meno asciutto di come immaginato un tempo. In particolare, Spitzer è riuscito nell’intendo di misurare la variazione di luminosità – straordinariamente minima – della luce proveniente dalla stella madre quando il pianeta si trova sulla linea di vista. Come abbiamo visto, 55 Cancri compie un transito ogni poche ore, dunque questo regala diverse occasioni ai ricercatori per metter insieme i dati di cui hanno bisogno per ottenere una stima della grandezza, del volume e della densità del pianeta.

Ebbene, secondo le  stime, 55 Cancri e possiede una massa quasi otto volte quella della Terra, e ha un raggio quasi doppio. Queste proprietà lo pongono a pieno diritto nella categoria degli esopianeti noti come  “super-Terre”, delle quali al presente se ne conoscono qualche dozzina. Tra questi, sono ben pochi a passare davanti alla loro stella (dal nostro punto di osservazione), fatto per il quale 55 Cancri e è comunque uno dei meglio conosciuti.

La cosa forse più interessante è che le informazioni acquisite (concernenti la quantità di luce infrarossa proveniente dal pianeta) sono inoltre compatibili con una teoria (a dire il vero già esistente), che vede 55 Cancri e come un vero e proprio “mondo acquatico”: un nucleo roccioso circondato da strati di acqua in uno stato “supercritico”, dove convive nella forma di liquido e di gas, circondato da uno ulteriore strato di vapore.

Insomma, un’altra evidenza del fatto che i pianeti extrasolari sono capaci di riservarci molte sorprese. Complice l’avanzamento tecnologico, nei prossimi anni avremo certamente modo di stupirci diverse volte. E potremmo finalmente arrivare a capire se la nostra Terra è davvero un ambiente peculiare, e in quale grado. In ogni caso, sarà interessante stare con gli occhi aperti…

NASA Press Release

Galassie super rosse, scoperto un “anello mancante” ?

Così rosse da diventare invisibili. Perlomeno, agli occhi di Hubble. C’è stato bisogno della nota sensibilità infrarossa del telescopio spaziale Spitzer per poterle individuare. Stiamo parlando di alcune galassie rossissime sperse nei più remoti angoli dell’universo. Gli astronomi stanno già studiando e catalogando queste galassie di “nuova specie”. Senza ancora poter dire con sicurezza come mai siano così rosse.

Spitzer è riuscito là dove anche il Telescopio Spaziale Hubble avrebbe certamente fallito. Ce l’ha fatta grazie alla sua estrema sensibilità alle bande infrarosse dello spettro. Una caratteristica vincente, visto che il gruppetto di galassie appena scoperte presentano una luminosità in infrarosso che è circa sessanta volte maggiore di quella che si ha nel colore più rosso che Hubble possa ancora rilevare.

Una rielaborazione un pò di fantasia delle quattro galassie "super rosse" scoperte da Spitzer (Crediti: D.A. Aguillar, CfA)

Come mai tanto rossore? Le galassie, come sappiamo, possono esser rosse per una serie di ragioni. Intanto, possono essere piene di gas e polvere. La presenza di polvere cosmica “arrossa” la radiazione delle stelle, spostando lo spettro di emissione dal visibile alle bande meno energetiche (rosso, infrarosso, per l’appunto). Altra spiegazione: potrebbero essere presenti molte stelle vecchie. Il cui colore predominante è appunto il rosso. Infine, potrebbero essere galassie estremamente lontane, la cui luce viene “stirata” dall’espansione stessa dell’universo, verso lunghezze d’onda più ampie e dunque – ancora – verso le regioni spettrali del rosso e dell’infrarosso.

Gli scienziati ritengono che tutti e tre i motivi potrebbero essere validi, per spiegare la luce proveniente da queste galassie. Le galassie individuate da Spitzer sono quattro, raggruppate insieme: tutto fa pensare che siano fisicamente associate. A motivo della loro grande distanza, le possiamo vedere come fossero ad un solo miliardo di anni dal Big Bang — proprio l’era in cui le prime galassie si venivano formando. La luce che ci arriva oggi da loro infatti è partita proprio a quell’epoca.

Gli studi su tale gruppo di galassie sono appena iniziati. Ci vuole senz’altro una ulteriore determinazione di redshift, per verificare e confermarne la distanza. Inoltre gli astronomi sono alla ricerca di altre galassie simili, in diversi punti dello spazio.

Per ora comunque c’è margine per considerarle una “nuova specie” di galassie. Secondo le parole di Giovanni Fazio, nel team che ha effettuato l’indagine, potrebbero anche costituire un “anello mancante” nell’evoluzione galattica. Altre informazioni potete trovarle nella press release dell’ Harvard Smithsonian Center for Astrophysics.

Quella zona calda sull’esopianeta…

Recenti osservazioni dal Telescopio Spaziale Spitzer hanno rivelato l’esistenza di una “strana” zona più calda su un pianeta distante, nella “posizione sbagliata”…

Il pianeta gigante in oggetto è chiamato Andromedae b, ed è in orbita stretta attorno alla sua stella, con una faccia costantemente affacciata verso la luce ed il calore della stessa. Appartiene ad una classe di pianeti nota come “Gioviani caldi” chiamati in questo modo a motivo delle loro alte temperature e delle composizioni prevalentemente gassose.

In questo quadro, si potrebbe legittimanente pensare che la zona più calda del pianeta sia quella direttamente esposta alla radiazione della stella attorno cui orbita; tuttavia alcune osservazioni hanno mostrato come la zona più calda possa invece trovarsi in una locazione un pò “spostata”. Gli astronomi ritengono che forti venti stellare potrebbero essere responsabili per questa strano “spostamento” della zona più calda: avrebbero in pratica “spinto” il gas caldo in zone diverse dalla sua formazione.

Spitzer ha scoperto che la parte più calda di un remoto pianeta, non è proprio sotto il suo sole. Anzi... (Crediti: NASA/JPL-Caltech)

Il problema però sorge con i dati recenti di Spitzer: questi infatti hanno mostrato come la zona calda in Andromedae b sia spostata di ben 80 gradi da dove gli scienziati si sarebbero attesi di trovarla!

“Non ci aspettavamo di trovare uno ‘spot caldo’ con un così grande spostamento”, ha detto Ian Crossfield, primo autore di un articolo riguardo tale scoperta, in pubblicazione sulla rivista Astrophysical Journal. “E’ chiaro che noi riusciamo a comprendere assai meno di quanto pensavamo, sull’energetica delle atmosfere dei gioviani caldi”.

Questi importanti risultati sono parte di una serie di nuove acquisizione sulle condizioni dell’atmosfera negli esopianeti, un campo aperto proprio da Spitzer già dal 2005, quando fu il primo telescopio a rilevare in maniera diretta dei fotoni provenienti da un esopianeta, ovvero un pianeta orbitante attorno ad un’altra stella.

Gli scienziati concordano sul fatto che il risultato per Andromedae b è assolutamente inatteso, e viene preso come un chiaro indizio di quanto ancora vi sia da comprendere nelle atmosfere planetarie.

La scoperta porta un ennesimo impulso allo studio nel campo degli esopianeti (insieme agli oggetti ad alto redshift, senz’altro uno dei “trend” più forti nell’indagine astronomica di questi ultimi tempi).

E’ proprio il caso di dirlo, l’esplorazione dei cieli – ad ogni distanza – porta sempre nuove sorprese (e probabilmente così sarà sempre in futuro!)

NASA JPL Press Release

Dove non crescono i pianeti

Pianeti extrasolari? Non cercateli intorno alle coppie di stelle molto vicine tra loro. Secondo un nuovo studio basato su osservazioni del telescopio spaziale Spitzer della NASA e pubblicato qualche giorno fa in un articolo della rivista The Astrophysical Journal Letters, le stelle binarie “compatte” probabilmente non sono il posto ideale dove trovare pianeti e men che meno essere i luoghi più ospitali per la vita.

Spitzer, che opera nella banda della radiazione infrarossa, ha infatti scoperto una sorprendente quantità di polvere attorno a tre coppie di stelle in avanzata fase evolutiva. Gli astronomi ritengono che questa polvere potrebbe essere ciò che rimane di alcuni pianeti un tempo orbitanti attorno ai sitemi stellari, letteralmente sbriciolati in seguito a tremende collisioni.

“Dal nostro studio risulta evidente che le collisioni tra pianeti sono eventi catastrofici tutt’altro che rari” dice Marco Matranga, primo autore dell’articolo, dell’ Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ed attualmente astronomo in visita presso l’Osservatorio Astronomico INAF di Palermo. ”Teoricamente è possibile che questi urti avvengano tra pianeti potenzialmente abitabili e qualora fosse presente una qualsiasi forma di vita, questa risulterebbe annientata.”

Le stelle doppie oggetto di questo studio sono veramente vicinissime. Appartengono alla classe denominata “RS Canum Venaticorum” (in breve RSCVns) e sono distanti fra loro circa 3,2 milioni di chilometri, appena il due per cento della distanza che separa la Terra dal Sole, e per questa caratteristica ciascun astro impiega solo pochi giorni per compiere un’orbita attorno all’altro. “Se una qualunque forma di vita esistesse davvero in questi sistemi binari, e fosse in grado di osservare il cielo, avrebbe una vista spettacolare” contiuna Matranga. “I cieli avrebbero due soli enormi, come quelli sopra il pianeta Tatooine nel film ‘Guerre Stellari’”.

Visione artistica di un imminente scontro planetario intorno a un sistema di due stelle. Crediti: NASA/JPL-Caltech

Queste stelle “gemelle” hanno dimensioni simili al Sole e probabilmente hanno un’eta’ di pochi miliardi di anni, all’incirca la stessa che aveva il Sole quando la vita ha cominciato a svilupparsi sulla Terra. Ma questi oggetti celesti ruotano molto più velocemente e, come risultato,  possiedono un intenso campo magnetico. L’attivita’ magnetica provoca intensi venti stellari – simili al vento solare ma molto piu’ burrascosi – che rallentano la rotazione delle stelle e, su intervalli di tempo molto lunghi, provocano l’avvicinamento delle due componenti. Mentre le due stelle si avvicinano, il loro campo gravitazionale cambia, causando disturbi nelle traiettorie dei corpi planetari che orbitano attorno ad entrambe le stelle. Le comete e qualunque pianeta attorno al sistema stellare potrebbero così avvicinarsi per poi collidere tra di loro, provocando in alcuni casi urti catastrofici. Tra questi oggetti celesti sono inclusi anche i pianeti che potrebbero teoricamente orbitare all’interno della “zona abitabile” del sistema binario, una regione dove le temperature presenti permettono l’esistenza di acqua allo stato liquido.

La scoperta di polveri in questi sistemi stellari ha sorpreso il team che ha analizzato i dati di Spitzer. Infatti la polvere di solito viene dissipata e spazzata via dalle stelle durante la loro evoluzione. E dunque deve essere in atto qualche fenomeno – molto probabilmente le collisioni planetarie – responsabile della produzione della polvere osservata. “I nostri dati ci dicono che i pianeti in sistemi binari compatti non hanno vita facile: le collisioni potrebbero essere davvero eventi frequenti in questi ambienti spaziali” commenta Jeremy Drake dell’ Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge (USA), Principal Investigator della ricerca.

Notizia apparsa su Media INAF