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Gaia censisce 2 miliardi di stelle

Gaia censisce 2 miliardi di stelle

L’Agenzia Spaziale Europea ha rilasciato il secondo catalogo stellare prodotto dalla missione Gaia. In esso sono state censite quasi un miliardo e settecento milioni di stelle della nostra Galassia, la Via Lattea, con informazioni di precisione sulla loro posizione, la velocità con cui si spostano e alcune loro proprietà fisiche. Ciò lo rende il più grande catalogo esistente. Ma non solo: sono state misurate le posizioni di oltre 14 mila nuovi asteroidi nel nostro Sistema solare e di mezzo milione di quasar nell’Universo più remoto, galassie assai distanti la cui enorme luminosità proviene dall’energia emessa dal loro buco nero centrale supermassiccio. Queste ultime rappresentano la prima realizzazione nella banda della luce visibile del sistema di riferimento celeste per la navigazione spazio-temporale. Una enorme banca dati messa a disposizione di tutta la comunità scientifica basata su 22 mesi di dati raccolti incessantemente da Gaia, che spalanca la porta a nuovi studi con un dettaglio senza precedenti sulle stelle della nostra galassia, la loro distribuzione 3D e la loro evoluzione. Gaia è una missione che vede una importante partecipazione scientifica dell’Italia con l’Istituto Nazionale di Astrofisica, che coinvolte le sue strutture di Bologna, Catania, Firenze, Napoli, Padova, Roma, Teramo e Torino, e l’Agenzia Spaziale Italiana, che partecipa con il centro di processamento dati a Torino, l’unico in Italia dei sei complessivi sul territorio europeo, interamente dedicato alla validazione astrometrica e contenente tutti i dati di missione per un totale di 1,5 petabyte, ovvero 1,5 milioni di gigabyte .

Mario Lattanzi, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e responsabile nazionale, per conto di ASI ed INAF, della partecipazione nazionale alla missione Gaia, sottolinea come a questo punto non solo conosciamo meglio i dintorni del Sistema solare ma iniziamo a tuffarci negli immensi spazi della Via Lattea. “Con errori astrometrici al meglio dei 50 milionesimi di secondo d’arco, equivalenti alle dimensioni apparenti di una mela posta sulla Luna, la storia evolutiva della nostra Galassia e delle sue popolazioni non avrà più segreti in un raggio di oltre 13.000 anni luce dal Sole – dice Lattanzi – Insomma, con la DR2 Gaia diventa maggiorenne e fornisce al mondo scientifico la sua prima mappa stellare dinamica totalmente basata sui dati presi dai suoi strumenti astrometrici a spettro-fotometrici”.

La missione Gaia è stata lanciata nel dicembre del 2013 e ha iniziato le attività scientifiche l’anno seguente. I primi dati, basati su poco più di un anno di osservazioni, sono stati resi pubblici nel 2016 e riportavano le distanze e i moti annuali di due milioni di stelle con la precisone di “appena” 300 milionesimi di secondo d’arco. Il nuovo catalogo, che abbraccia il periodo tra il 25 luglio 2014 e il 23 maggio 2016, contiene le posizioni di quasi 1,7 miliardi di stelle e con una precisione nettamente maggiore. Il catalogo completo fornisce informazioni uniche per indagini che abbracciano una vasta gamma di argomenti astronomici. In aggiunta alle posizioni, i dati presenti includono le informazioni sulla luminosità di tutte le stelle osservate e le misurazioni del colore di quasi tutte, oltre a informazioni sulla variabilità nel tempo di luminosità e colore di mezzo milione di stelle. Esso Contiene anche le velocità lungo la linea di vista (velocità radiale) di un sottogruppo di sette milioni di stelle, le temperature superficiali di circa cento milioni di oggetti stellari e l’effetto di oscuramento prodotto dalla polvere interstellare su 87 milioni di astri.

“I nuovi dati di Gaia sono così accurati che ci stanno restituendo una panoramica senza precedenti delle proprietà delle stelle che popolano la Via Lattea e grazie ad esse possiamo già individuare degli indizi interessanti sulla loro storia evolutiva” dice Antonella Vallenari dell’Istituto Nazionale di Astrofisica di Padova – Stiamo davvero inaugurando una nuova era in quella che potremmo definire l’archeologia stellare galattica”. “Il rilascio del secondo catalogo di Gaia rappresenta un importante traguardo scientifico, che è stato raggiunto anche grazie all’ottimo lavoro di analisi dati svolto dal team scientifico italiano in collaborazione con il Data Processing Center presso ALTEC, Torino. A questo si aggiunge l’importante contributo dato dal Centro SSDC di ASI” sottolinea Barbara Negri, responsabile dell’Unità esplorazione e osservazione dell’universo dell’Agenzia Spaziale Italiana.

 

I 20mila esopianeti di TESS

I 20mila esopianeti di TESS

In orbita il satellite astronomico TESS della NASA, destinato a raccogliere l’eredita di Kepler nella caccia agli esopianeti per individuare quelli potenzialmente in grado di ospitare la vita. Il lancio è avvenuto da Cape Canaveral con il razzo Falcon 9 della SpaceX, che ha svolto così la prima missione scientifica per conto della NASA.  TESS impiegherà circa due mesi per inserirsi nell’orbita definitiva ellittica, che avrà un periodo di 14 giorni, da cui potrà esplorare un arco di cielo 350 volte più ampio di quanto sia riuscito a scandagliare Kepler, che nel corso della sua vita operativa è riuscito a individuare oltre 5.000 candidati esopianeti. Per contro, nei primi 24 mesi di attività, TESS dovrebbe riuscire a catalogare 20 mila nuovi pianeti extrasolari. La gravità lunare sarà l’elemento stabilizzatore dell’orbita fortemente ellittica di TESS. Progettato e costruito dal gruppo del Massachusetts Institute of Technology (Mit), il satellite Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) ha le dimensioni di un frigorifero ed è dotato di quattro fotocamere ad ampio spettro, che gli permettono di rilevare anche la luce più flebile e lontana delle stelle, scattando un fotogramma a intervalli di due minuti. La missione Tess sarà fondamentale per pianificare quella del futuro telescopio spaziale James Webb, che la NASA manderà nello spazio nel 2020 come successore di Hubble. Sullo sfondo c’è anche il telescopio spaziale Ariel dell’Agenzia Spaziale Europea, atteso in orbita tra dieci anni, che si concentrerà sui pianeti extrasolari di dimensioni paragonabili alla Terra fino a quelli di tipo gioviano.

 

Ariel svelerà 1.000 esopianeti

Ariel svelerà 1.000 esopianeti

È la missione ARIEL (Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey) dedicata allo studio delle atmosfere dei pianeti in orbita attorno a stelle distanti quella selezionata oggi dallo Space Programme Committee dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) quale prossima missione di classe media. Ariel verrà lanciata nel 2028 e nell’arco di quattro anni osserverà oltre 1000 esopianeti, realizzando un vero e proprio censimento della composizione chimica delle loro atmosfere. I dati raccolti permetteranno di rispondere a domande fondamentali sulla formazione ed evoluzione dei sistemi planetari e se possano esistere attorno ad altre stelle sistemi planetari simili al nostro. La missione ARIEL è stata sviluppata da un consorzio di oltre cinquanta Istituti di quindici nazioni europee: Italia, Gran Bretagna, Francia, Polonia, Spagna, Olanda, Belgio, Austria, Danimarca, Irlanda, Germania, Ungheria, Portogallo, Repubblica Ceca e Svezia. La coordinatrice della missione è Giovanna Tinetti dello University College di Londra.

L’Italia, con il sostegno dell’Agenzia Spaziale Italiana, esprime due Co-Principal Investigators, Giusi Micela dell’Istituto Nazionale di Astrofisica di Palermo e Pino Malaguti dell’Istituto Nazionale di Astrofisica di Bologna, supportati da un team che include numerosi altri scienziati e strutture dell’INAF a cui si aggiungono l’Università di Firenze, l’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR di Padova e l’Università Sapienza di Roma. “È con profonda soddisfazione che apprendiamo la notizia” commenta Nichi D’Amico, presidente dell’INAF. “Si tratta di una missione spaziale di prestigio che vede la partecipazione in prima linea del nostro Istituto. Anche geograficamente: le due strutture dell’INAF maggiormente coinvolte si trovano una a Palermo e l’altra a Bologna. Una conferma dell’efficacia della qualificata presenza dell’INAF in tutto il territorio nazionale”. “La selezione della missione ARIEL, come missione M4 del programma Cosmic Vision di ESA, rafforza un ruolo di leader per l’Italia sia scientifico che industriale nel campo della ricerca degli esopianeti, già acquisito dal nostro Paese con le altre due missioni CHEOPS e PLATO, entrambe di ESA” ribadisce Barbara Negri, responsabile dell’Unità per l’esplorazione e l’osservazione dell’universo dell’ASI. “La realizzazione da parte italiana degli elementi ottici del telescopio e del cuore dell’elettronica dello strumento rendono il ruolo nazionale ancora una volta cruciale per una missione ESA. Completa il quadro delle attività italiane il coordinamento, insieme a UK, della parte scientifica del segmento di terra che tratterà e analizzerà i preziosi dati della missione”.

La missione ARIEL osserverà pianeti con dimensioni simili a quelle di Giove e Nettuno, spingendosi fino alle cosiddette super-terre, pianeti con un diametro di poco superiore al nostro. I pianeti che verranno studiati avranno temperature principalmente comprese tra 300 0C fino a 2000 0C, e quindi saranno per la maggior parte non abitabili. La scelta di studiare corpi celesti così caldi è dovuta al fatto che, a quelle le loro atmosfere siano ben mescolate. Questa condizione consentirà agli strumenti a bordo di ARIEL di rilevare tutti gli elementi chimici presenti, compresi quelli più pesanti che altrimenti sarebbero nascosti in atmosfere più fredde e stratificate, come nel caso di Giove e Nettuno. ARIEL raccoglierà la luce visibile e infrarossa proveniente dai sistemi extrasolari, grazie ad uno specchio ellittico di circa un metro che sarà realizzato in Italia con una tecnica innovativa e il cui prototipo è stato già realizzato durante la preparazione della missione. La luce raccolta sarà scomposta dal sistema ottico e analizzata dai sensori di bordo, in maniera tale da consentire l’identificazione degli elementi chimici presenti nelle atmosfere degli esopianeti osservati durante il loro transito davanti o dietro la stella madre.

ARIEL sarà lanciato dalla base ESA di Kourou nella Guyana francese con un razzo Ariane 6 e messo in orbita al punto di Lagrange 2 (L2), un punto di equilibrio gravitazionale a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, dove il veicolo spaziale è al riparo dal Sole e ha una visione chiara di tutto il cielo. Da quella posizione sarà possibile osservare e studiare al meglio i pianeti extrasolari già scoperti da altre missioni.

 

Hawking, vita straordinaria

Hawking, vita straordinaria

La scienza dell’universo perde il suo prim’attore: l’astrofisico Stephen Hawking si è spento all’età di 76 anni. Lui, capace di superare la terribile esperienza della Sla, la malattia degenerativa che non gli ha impedito di studiare e affermarsi come uno dei più grandi scienziati della storia. Scompare l’uomo della “Teoria del tutto”, che ha inanellato una serie di studi fondamentali per la conoscenza del cosmo, capace di addentrarsi nella fisica dei buchi neri, individuare un particolare tipo di radiazione che prende il suo nome, elaborare un nuovo concetto di evoluzione dell’universo, disseminare con chiarezza e in chiave divulgativa i suoi elaborati scientifici. Non ha sconfitto la Sla, ma è riuscito ad aggirarla, vincendo l’immobilità fino a provare l’esperienza del volo parabolico e vivere, anche se per manciate di secondi, l’assenza di gravità, fino a sentirsi un superman. Lo attendeva anche volo suborbitale con la Virgin Galactic.

Per i più Hawking era da considerarsi un predestinato: è venuto alla luce lo stesso giorno in cui, 300 anni prima, si è spento Galileo Galilei, ed è morto nel giorno della nascita di Albert Einstein, 130 anni dopo. Dal 1976 al 2009 si è seduto dietro la cattedra che fu di Isaac Newton, a Cambridge. Hawking ha accesso letteralmente acceso la luce sui punti oscuri dell’Universo, elaborando la tesi basata sull’integrazione della meccanica quantistica con la teoria della relatività di Einstein, confluita nella famosa “Teoria del tutto”, che ha dato vita al film biografico firmato dal regista James Marsh nel 2014. L’ultima, importanza formulazione sull’esistenza dell’universo è stata sviluppata insieme al fisico Thomas Hertog, del Cern di Ginevra, secondo cui non ci sarebbe stato un solo inizio, ma il cosmo che conosciamo sarebbe ciò che è rimasto dopo una serie di eventi rapidi e concatenati dopo il Big Bang. Di una cosa si può essere certi. La scomparsa di Stephen Hawking non chiude un capitolo, ma lascia aperte molte finestre da cui affacciarsi per svelare i tanti segreti dell’universo.

Mega cicloni ai poli di Giove

Mega cicloni ai poli di Giove

Come un coreografico balletto, gruppi ben ordinati di enormi cicloni grandi migliaia di chilometri piroettano nell’atmosfera attorno ai poli del pianeta Giove. A scoprirli è stato un gruppo internazionale di ricercatori guidato da Alberto Adriani dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, a cui hanno partecipato altri colleghi dell’INAF, del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) e dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), grazie all’analisi delle immagini raccolte dallo strumento JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper) a bordo della sonda Juno della Nasa. “Con le accuratissime riprese nell’infrarosso inviateci da JIRAM abbiamo scoperto, per la prima volta, la complessa danza dei vortici atmosferici in prossimità del polo nord e del polo sud di Giove” commenta Adriani, responsabile scientifico di JIRAM e primo autore dell’articolo pubblicato sulla rivista Nature che descrive la scoperta. “In particolare, esistono due cicloni che stazionano in corrispondenza di ciascun polo, circondati da strutture vorticose che fanno loro da corona”.

In prossimità del ciclone sul polo nord stazionano altri otto cicloni di uguali dimensioni, mentre cinque sono quelli dislocati intorno al ciclone situato sopra il polo sud. Le dimensioni di questi cicloni sono enormi, paragonabili a quelle del raggio del nostro pianeta: al nord possono raggiungere un diametro di 4 mila chilometri e al sud addirittura superare i 6 mila chilometri da un estremo all’altro. Anche le velocità dei venti all’interno di queste strutture atmosferiche sono notevoli e oscillano tra i 150 e i 350 chilometri orari. “Nelle osservazioni ripetute, compiute in questi mesi da JIRAM, abbiamo notato una sostanziale stabilità della configurazione dei vortici polari su Giove – aggiunge Adriani –, tanto stabile da bloccare il movimento di quelle strutture cicloniche che si formano a latitudini più basse e tentano di muoversi verso i poli”.

Mai prima d’ora era stato possibile osservare le regioni polari del pianeta più grande del Sistema solare. La sonda Juno è riuscita in questo compito grazie al suo inserimento in un’orbita polare attorno a Giove e agli avanzati strumenti scientifici che porta a bordo, tra cui JIRAM, una sorta di “macchina fotografica” nell’infrarosso in grado di osservare sia le emissioni aurorali che quelle termiche del pianeta. “La realizzazione di questo strumento costituisce un importante successo tecnologico e scientifico per la comunità italiana ed è frutto dell’importante e determinante sforzo di coordinamento effettuato dall’ASI per consentire alla Leonardo S.p.A, industria che ha realizzato lo strumento, di lavorare in perfetta sinergia con l’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (IAPS) dell’INAF, a cui appartiene il responsabile scientifico”, aggiunge Angelo Olivieri, Responsabile di Programma ASI per JIRAM.

L’analisi dei dati dello strumento JIRAM è frutto anche di una collaborazione con ricercatori dell’Istituto di Scienze dell’atmosfera e del clima del Consiglio Nazionale delle Ricerche (ISAC-CNR), che hanno messo a disposizione del team di Adriani le loro competenze sull’atmosfera. “Lo sfruttamento delle conoscenze acquisite sull’atmosfera terrestre hanno permesso l’interpretazione dei dati acquisiti sulle regioni polari di Giove”, commenta Bianca Maria Dinelli, responsabile del team ISAC-CNR che partecipa a questo progetto.

 

Luce sulla stella più antica

Luce sulla stella più antica

Un potente telescopio terrestre in terra d’Australia è riuscito ad abbattere il muro dell’universo visibile oltre il quale neppure il telescopio spaziale Hubble è riuscito ad arrivare. Grazie all’antenna radio dell’esperimento Edges, gli astronomi sono riusciti a captare il segnale più antico dell’Universo primordiale, il debole sussurro cosmico delle prime stelle che permette di datarne la formazione a 180 milioni di anni dopo il Big Bang. Per spiegarne il timbro e la potenza, gli astronomi hanno definito il segnale come «il battito d’ali di un colibrì nel bel mezzo di un uragano». Un segnale proveniente da un universo più freddo di quanto si ipotizzasse, la qual cosa, secondo un altro studio, a cura di Rennan Barkana dell’Università di Tel Aviv e pubblicato su Nature, sarebbe frutto dell’interazione con la materia oscura.

Nel contempo, un team di ricercatori, tra cui alcuni dell’Istituto nazionale di astrofisica, Istituto nazionale di fisica nucleare e Agenzia spaziale italiana, coinvolti nella missione Fermi della NASA e nello studio dell’universo nelle onde radio, ha individuato la prima pulsar al millisecondo visibile solo in raggi gamma, la cui esistenza è stata acquisita grazie alla potenza di calcolo di decine di migliaia di computer domestici, messi in rete da ogni parte del mondo grazie a un progetto di scienza condivisa. Si tratta del progetto di calcolo distribuito Einstein@Home, un’iniziativa di citizen science lanciata nel 2005 a cui partecipano decine di migliaia di volontari contribuendo con la potenza di calcolo dei loro computer, che viene sfruttata da un salvaschermo speciale attivato durante i periodi di inattività. Il progetto ha l’obiettivo di individuare deboli segnali astrofisici prodotti da stelle di neutroni in rapida rotazione grazie all’analisi dei dati del telescopio spaziale Fermi, il satellite della Nasa dedicato allo studio della radiazione gamma di alta e altissima energia, a cui l’Italia collabora con ASi, INAF e INFN. Focalizzandosi sull’analisi di sorgenti non identificate con caratteristiche simili a quelle delle pulsar, questa rete di computer ha scoperto due nuove stelle di neutroni in rapida rotazione. Mentre finora tutte le altre pulsar al millisecondo – che cioè compiono un giro completo attorno al loro asse in un tempo compreso tra 1 e 10 millisecondi – erano state osservate anche con i radiotelescopi, una delle due scoperte da Einstein@Home è la prima in assoluto scoperta grazie alla sua sola emissione pulsante nei raggi gamma e potrebbe essere la capostipite di centinaia di altri oggetti celesti dalle caratteristiche simili. Luminose e intermittenti come dei potenti fari cosmici puntati verso la Terra, le stelle di neutroni sono resti compatti derivati da potenti esplosioni di supernova e sono composte da materiali estremamente densi; misurano circa 20 chilometri e pesano più del nostro Sole. Grazie ai loro forti campi magnetici e alla loro rapida rotazione, emettono onde radio e raggi gamma. Quando questi fasci di radiazione incrociano la Terra durante la loro rotazione, la stella di neutroni diventa visibile come una sorgente radio o gamma pulsante. La prima delle pulsar descritta nello studio è stata classificata come Psr J1035−6720 e ruota alla frequenza di 348 volte al secondo; la seconda si chiama Psr J1744−7619 e ruota 213 volte al secondo. Le caratteristiche di queste due stelle di neutroni sono state estratte dai dati di Fermi-Lat in combinazione con le osservazioni radio del Parkes Radio Telescope. Mentre la pulsar Psr J1035-6720 emette un insolitamente debole segnale radio, da PSR J1744-7619 non sono state rilevate emissioni radio. Questo la rende la prima pulsar millisecondo in “silenzio radio” mai avvistata.