da Sorrentino | Nov 30, 2012 | Astronomia, Primo Piano
Un disco di polvere composta di grani delle dimensioni del millimetro è stato scoperto attorno ad una stella nana bruna, ma ha tutte le caratteristiche degli analoghi dischi di materia che circondano le stelle appena formatesi. Una scoperta sorprendente, in quanto gli astronomi non ritenevano possibile che un simile agglomerato di polveri di queste dimensioni potesse esistere attorno a un oggetto celeste così piccolo. Questi risultati, ottenuti da un’equipe guidata da ricercatori italiani e dell’INAF grazie all’utilizzo del telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) suggeriscono una revisione delle attuali teorie sulla formazione dei pianeti rocciosi, che nell’universo sarebbero dunque molto più comuni di quanto finora ritenuto.
“Spiegare la presenza di un disco di polvere con queste caratteristiche attorno ad una stella così piccola è davvero difficile nel quadro della nostra attuale comprensione sulla formazione dei pianeti” dice Leonardo Testi, astronomo dell’INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri attualmente in forza all’ESO, che con la sua collega Antonella Natta, sempre della struttura di ricerca fiorentina, ha partecipato alla scoperta, i cui risultati sono stati pubblicati on line in un articolo della rivista The Astrophysical Journal. “Un risultato che viene da lontano, frutto di una decennale attività di ricerca avviata dal personale dell’Osservatorio di Arcetri con le osservazioni del Telescopio Nazionale Galileo e del VLT. E grazie alle eccezionali doti di sensibilità che possiede ALMA siamo finalmente giunti a questa scoperta”.
Il livello di dettaglio raggiunto dalle osservazioni di ALMA, molto migliore dei telescopi precedenti, ha permesso all’equipe anche di identificare la presenza di monossido di carbonio intorno alla nana bruna. Anche questo è un record, poiché è la prima volta in cui del gas molecolare freddo è stato rivelato in un disco di questo tipo. Questa scoperta, insieme a quella delle dimensioni dei grani di polvere, suggerisce che il disco sia molto più simile di quanto si sospettasse a quelli intorno alle stelle giovani.
Lo scenario oggi maggiormente accettato dagli scienziati indica che i pianeti rocciosi si formino in seguito a collisioni casuali e successive aggregazioni di quelle che inizialmente sono particelle microscopiche nel disco di materiale che circonda. Questi piccoli granelli, la polvere cosmica, sono simili a fuliggine molto fine o alla sabbia. Nelle regioni intorno a una nana bruna – un oggetto stellare ma troppo piccolo per brillare come una stella – gli astronomi pensavano che i grani di polvere non potessero crescere perché i dischi erano poco densi e le particelle si sarebbero mosse troppo in fretta per incollarsi le une alle altre dopo la collisione. Inoltre, le teorie prevalenti dicono che ogni grano che riesce a formarsi si muove rapidamente verso la nana bruna centrale, sparendo dalle zone esterne del disco, dove potrebbe essere rivelato.
L’oggetto celeste attorno al quale è stato scoperto il disco di polveri è la giovane nana bruna ISO-Oph 102, nota anche come Rho-Oph 102, che si trova nella regione di formazione stellare Rho Ophiuchi in direzione della costellazione di Ofiuco. Di massa circa 60 volte quella di Giove, ma solo 0,06 volte quella del Sole, la nana bruna è troppo piccola per innescare le reazioni termonucleari che producono la luce delle stelle ma emette tuttavia calore, che è generato dalla sua lenta contrazione gravitazionale, e brilla così di un colore rossastro, molto più debole di una stella normale.
Un obiettivo scientifico ideale per esaltare le qualità di ALMA, che raccoglie la luce di lunghezza d’onda intorno al millimetro, proprio quella emessa dal materiale del disco riscaldato dalla nana bruna. I grani del disco non emettono molta radiazione a lunghezze d’onda maggiori della propria dimensione, perciò si misura una brusca diminuzione di luminosità alle lunghezze d’onda più lunghe. ALMA è uno strumento perfettamente in grado osservare con precisione questa decrescita e misurare così le dimensioni dei grani. Gli astronomi hanno confrontato la luminosità del disco a lunghezze d’onda di 0,89 mm e 3,2 mm. Il calo di luminosità tra 0,89 mm e 3,2 mm non era così ripido come previsto, mostrando così che almeno alcuni dei grani hanno dimensione di un millimetro o più.
Nonostante questi risultati di grande rilievo, ALMA non è ancora nel pieno delle sue potenzialità scientifiche, che raggiungerà nel prossimo anno, quando saranno operative tutte le 66 antenne che comporranno la sua configurazione definitiva. Nel prossimo futuro, una volta completato, ALMA sarà così potente da ottenere immagini dettagliate del disco di Rho-Oph 102 e di altri oggetti. “Saremo presto in grado non solo di rivelare la presenza di piccole particelle nei dischi, ma anche di costruire una mappa della loro distribuzione nel disco circumstellare e di spiegare come interagiscono con il gas da noi trovato nel disco. Questo ci aiuterà a comprendere meglio come si formano i pianeti” sottolinea Luca Ricci, astronomo italiano del California Institute of Technology, USA, che ha guidato la scoperta.
da Sorrentino | Nov 29, 2012 | Eventi, Politica Spaziale, Primo Piano
La facoltà di Ingegneria dell’Università La Sapienza ha ospitato il 28 novembre l’International Aerospace Day celebrato a un anno dalla scomparsa del prof. Carlo Buongiorno, alla presenza di personalità di rilievo del panorama aerospaziale. Il Ministro dell’Istruzione, Università e ricerca, Francesco Profumo, ha dichiarato in una nota di saluto come la Conferenza Ministeriale dell’ESA svoltasi a Napoli abbia registrato un importante successo per l’Italia e per l’Europa sia dal punto di vista politico che da quello dei contenuti, sottolineando che “l’Italia considera lo Spazio un settore strategico di grande rilievo grazie alla sinergia tra ricerca scientifica e industria, e ha messo in evidenza come, in ogni fase dell’azione del governo, si siano fortemente cercati il dialogo e il confronto con il mondo dell’industria e della ricerca”. Una valutazione che ha trovato puntuale riscontro nell’analisi del presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana, Enrico Saggese.
Lo sforzo economico non indifferente sostenuto dal nostro paese ha permesso all’Italia di rimanere il terzo Paese contribuente dei programmi ESA, fornendo un importante contributo alla crescita del suo ruolo nel settore dei lanciatori. In particolare lo sforzo economico italiano è stato finalizzato al consolidamento del successo del lanciatore Vega, importante risultato della tecnologia italiana e misura dello stretto rapporto realizzato tra ricerca e industria. Inoltre parte importante dello sforzo economico italiano si è indirizzato a favorire la partecipazione italiana alla costruzione del nuovo lanciatore Ariane 6 che sostituirà Ariane 5, giunto ormai alla conclusione del suo servizio come lanciatore commerciale. Ma non solo di economia si è parlato in questa giornata dedicata al ricordo di un pioniere della ricerca sui lanciatori, ma anche dei progressi fatti dalla ricerca nel campo dell’esplorazione spaziale.
Intervento di altissimo rilievo scientifico è stato quello di Charles Elachi, direttore del Centro NASA JPL che coordina le principali missioni americane di esplorazione spaziale. Egli ha ricordato come la collaborazione tecnologica tra Stati Uniti e Italia, è stata in grado di raggiungere importanti obiettivi e dovrà essere rafforzata nel futuro. Elachi ha descritto le varie fasi della missione di Curiosity, l’ultimo rover lanciato dalla NASA per l’esplorazione di Marte, la cui missione rappresenta un’incredibile dimostrazione del livello della tecnologia raggiunta dall’uomo. In particolare ha confermato che la missione ha portato a risultati sensazionali: intorno al luogo di atterraggio, durante l’analisi della composizione chimica del terreno, Curiosity ha trovato composti organici che sono alla base della vita. Questo risultato ha destato grande interesse nel mondo scientifico e ha riaperto la questione se esista o meno vita su altri pianeti. Va tuttavia sottolineato che Curiosity non possiede a bordo strumenti in grado di esaminare l’esistenza di composti biologici e quindi dare una risposta definitiva alla domanda.
da Sorrentino | Nov 29, 2012 | Astronomia, Primo Piano, Stazione Spaziale
La Stazione Spaziale Internazionale si appresta a modificare il proprio assetto per consentire il migliore posizionamento dello strumento SOLAR dell’Agenzia Spaziale Europea, installato nel laboratorio Columbus nel febbraio 2008. Il cambiamento per motivi scientifici è dettato dalla necessità di consentire una migliore vista sul Sole per controllarne l’attività. Lo strumento, progettato per lavorare soltanto 18 mesi, sta per tagliare il traguardo dei cinque anni. Per prendere le misurazioni, SOLAR deve essere nel raggio diretto di visuale del Sole, ma la normale orbita della Stazione Spaziale oscura la vista per due settimane ogni mese. Così, per una rotazione completa del Sole occorrono 25 giorni. La soluzione è ruotare tutta la Stazione, ma muovere 450 tonnellate di avamposto orbitante delle dimensioni di un blocco di appartamenti non è impresa facile. Oltre a calcolare l’orbita corretta per mantenere SOLAR in vista del Sole, bisogna assicurarsi che i pannelli solari che alimentano la Stazione non rimangano al buio. Le antenne di comunicazione devono essere ri-orientate per rimanere in contatto con la Terra ed altri esperimenti scientifici devono essere ricalibrati.
SOLAR ha iniziato a registrare una rotazione completa del Sole il 19 novembre. Il primo dicembre la Stazione impiegherà due ore per girarsi di circa 7 gradi così che le osservazioni possano continuare. Manterrà questa angolazione per dieci giorni prima di tornare all’assetto originale. Le operazioni sono seguite dal Centro Belga di Supporto Utenti ed Operazioni che controlla SOLAR. Le osservazioni con SOLAR stanno migliorando la nostra conoscenza del Sole, permettono agli scienziati di creare al computer modelli accurati e di predirne il comportamento. Tanto più i dati acquisiti sono accurati, quanto meglio possiamo capire l’influenza della nostra stella più vicina sulla Terra. Recentemente, il ciclo solare di undici anni ha mostrato delle irregolarità e il prossimo picco di attività è previsto per il 2013, quindi le letture a spettro di SOLAR sono di particolare interesse per gli scienziati.
da Sorrentino | Nov 27, 2012 | Missioni, Programmi, Stazione Spaziale
La stazione spaziale internazionale in orbita terrestre diventerà il laboratorio avanzato di fisiologia umana in vista delle missioni di lungo periodo che dovranno permettere agli astronauti di sbarcare su Marte. Nella primavera 2015 sarà lanciata la missione che vedrà l’americano Scott Kelly e il russo Mikhail Kornienko, selezionati da NASA e Agenzia Spaziale Federale Russa Roscomos, rimanere a bordo un anno intero raccogliere dati sull’adattamento dell’uomo a lunghi periodi in assenza di gravità. Una così lunga permanenza era stata già affrontata in passato dai cosmonauti russi a bordo della stazione Mir. Il 22 marzo 1995 l’astronauta e medico russo, Valery Polyakov, ha toccato terra dopo aver trascorso in orbita 449 giorni. Kelly e Kornienko saranno lanciati a bordo di una capsula russa Soyuz dal Cosmodromo di Baikonur in Kazakistan nella primavera del 2015, e atterreranno in Kazakistan nella primavera del 2016. Un anno intero per simulare dal vivo le condizioni che si creano quando un essere umano deve affrontare condizioni ambientali tali da modificare il comportamento dell’organismo, la densità ossea, la massa muscolare e la visione. Missioni di lungo termine riguardano l’approdo su Marte ma anche le missioni sugli asteroidi. Non a caso sono stati scelti due veterani dello spazio.
Kelly, pilota dello space shuttle nella missione STS-103 nel 1999 e comandante di STS-118 nel 2007, è stato ingegnere di bordo della Expedition 25 sulla Stazione Spaziale Internazionale nel 2010 e comandante della Expedition 26 nel 2011, accumulando oltre 180 giorni nello spazio. Kornienko, nel corpo dei cosmonauti dal 1998, ha svolto il ruolo di ingegnere di bordo negli equipaggi della Expedition 23/24 sulla stazione nel 2010, e ha trascorso oltre 176 giorni nello spazio. Kelly e Kornienko inizieranno un programma biennale di addestramento tra Stati Uniti, Russia e gli altri Paesi partecipanti alla ISS.
da Sorrentino | Nov 22, 2012 | Telescienza
Una nuova ricerca, pubblicata online dalla rivista Nature, fornisce una spiegazione della base fisiologica che pone a rischio la sopravvivenza degli ecosistemi forestali a seguito di cambiamenti climatici. Lo studio mette in evidenza come la maggior parte degli alberi, compresi quelli che crescono nelle foreste pluviali, utilizzi il proprio sistema idraulico in condizioni prossime ai limiti di sicurezza, rendendoli vulnerabili agli episodi di aridità estrema o prolungata. Questa scoperta spiega come il declino degli ecosistemi forestali indotto da episodi intensi di aridità si stia verificando non solo nelle regioni più aride, ma anche nelle foreste normalmente non considerate a rischio in quanto diffuse in aree più umide.
Alla ricerca, coordinata dalla University of Western Sidney (Australia) e dalla Ulm University (Germania), hanno contribuito 24 scienziati tra i maggiori esperti mondiali nel campo del bilancio idrico delle piante: tra questi, il Dott. Andrea Nardini del Dipartimento di Scienze della Vita, Università degli Studi di Trieste. Sono stati raccolti tutti i dati scientifici esistenti relativi alle misure della resistenza all’embolia delle diverse specie di alberi a livello globale. I risultati rivelano come circa il 70% delle oltre 200 specie di alberi analizzate (da 81 siti diversi, distribuiti in tutto il pianeta) trasporti acqua a valori di tensione con un margine di sicurezza molto ridotto rispetto a valori potenzialmente catastrofici per l’integrità del loro sistema idraulico. In altre parole, i valori del margine di sicurezza nei diversi sistemi forestali sono indipendenti dai rispettivi valori della precipitazione annuale.
Nel fusto degli alberi si nasconde un complesso sistema vascolare che ogni giorno, su scala planetaria, trasporta miliardi di litri di acqua dal suolo all’atmosfera. Questo sistema idraulico è basato su un meccanismo tanto efficiente quanto potenzialmente instabile, continuamente messo a rischio dagli stress ambientali, come l’aridità. Uno dei principali problemi che le piante incontrano durante episodi di aridità, infatti, è il mantenimento dell’integrità funzionale del loro sistema vascolare. Il sistema è vulnerabile e può essere compromesso dalla formazione di bolle d’aria (un’embolia, simile a quella che può bloccare il sistema circolatorio umano). Quando il suolo diventa arido, la tensione cui è sottoposta l’acqua nel sistema vascolare diventa molto elevata, fino a portare alla rottura della colonna d’acqua nei vasi della pianta. Questo fenomeno, detto “cavitazione”, causa la formazione di bolle d’aria nel sistema vascolare, che bloccano il trasporto dell’acqua dal suolo alle foglie. Quando lo stress idrico è intenso o prolungato, l’embolia si accumula e si propaga nel sistema vascolare portando le piante verso disseccamento e morte.
La vulnerabilità all’embolia è tra i principali fattori che determinano la risposta degli alberi all’aridità. Tuttavia, le diverse specie mostrano grandi differenze nelle loro capacità di prevenire la formazione dell’embolia e questo rende difficile fare previsioni su come le foreste possono essere alterate. Il database ha messo in evidenza che le specie che crescono nelle foreste umide sono meno resistenti all’embolia rispetto a quelle che crescono in regioni con scarse precipitazioni. Tuttavia, quando la vulnerabilità all’embolia viene confrontata con la disponibilità di acqua tipica per l’habitat di ciascuna specie, emerge chiaramente come la maggior parte degli alberi utilizzi il proprio sistema di trasporto dell’acqua al limite della soglia di rischio per la propagazione dell’embolia, rendendo tutti gli alberi altamente vulnerabili a episodi di aridità estrema, indipendentemente dal loro habitat di origine. Quindi, anche se la vulnerabilità all’embolia è molto variabile nelle diverse specie di alberi, la loro vulnerabilità all’aridità è sostanzialmente la stessa in tutti gli ecosistemi forestali.
Questa scoperta spiega come mai il declino degli ecosistemi forestali indotto da episodi intensi di aridità si stia verificando non solo nelle regioni più aride, ma anche nelle foreste normalmente non considerate a rischio in quanto diffuse in aree più umide. Sembra quindi che gli alberi abbiano sviluppato una strategia idraulica ‘rischiosa’, che bilancia le opposte esigenze di accrescimento e protezione dal rischio di mortalità, ma si traduce in ridotti margini di sicurezza.
Per gli alberi, e quindi per il pianeta, le conseguenze di eventuali periodi anomali di aridità e/o di elevate temperature sono potenzialmente drammatiche. Per esempio, un rapido collasso delle foreste causato dall’aridità potrebbe convertire questi ecosistemi da depositi di carbonio a grandi aree di emissione di CO2. Tuttavia, i risultati dello studio non indicano necessariamente un imminente futuro apocalittico per le foreste a livello globale. Le foreste potrebbero rispondere ai cambiamenti climatici in molti modi, solo alcuni dei quali sono ben compresi. Per esempio, alcune specie di alberi potrebbero mostrare fenomeni di acclimatazione e adattamento rapidi in un determinato habitat, oppure colonizzare nuovi ambienti, alla ricerca delle condizioni migliori per la loro sopravvivenza. La sopravvivenza degli alberi dipenderà in larga misura dal tempo che le diverse specie avranno a disposizione per rispondere ai cambiamenti, e quindi dalla velocità degli stessi.
La ricerca è pubblicata con il titolo “Global convergence in the vulnerability of forests to drought”. Nature online, 21 novembre 2012
Link: https://dx.doi.org/10.1038/nature11688
