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Flyeye contro il rischio asteroidi

Flyeye contro il rischio asteroidi

Sarà il Monte Mufara, 1.865 di altezza nella catena delle Madonie, l’avamposto a difesa del rischio asteroidi. Sulla sua cima sarà collocato Flyeye, telescopio europeo frutto della collaborazione tra ESA, ASI e Ohb Italia che lo ha realizzato negli stabilimenti di Turate in provincia di Como, primo strumento al mondo dotato di un “occhio composito”, simile a quello di una mosca. Una tecnica brevettata da Roberto Ragazzoni dell’Istituto nazionale di astrofisica Alto e due tecnici di OhB Italia, Marco Chiarini e Lorenzo Cibin.  Alto sei metri e mezzo, largo quattro e pesante 24 tonnellate, Flyeye consentirà di scoprire asteroidi fino a 40 metri di diametro con un anticipo di almeno tre settimane prima che impattino contro l’atmosfera terrestre, come ha sottolineato Ian Carnelli, responsabile del programma General Studies dell’Agenzia Spaziale Europea.

Flyeye è considerato il telescopio ideale perché la sua configurazione “a occhio di mosca” è la più adatta per tenere sott’occhio una porzione di cielo estremamente ampia e accorgersi al volo se viene attraversata da piccoli oggetti che sfrecciano rapidissimi – come appunto asteroidi o detriti spaziali – come ha spiegato Regazzoni. «Al centro c’è uno specchio principale sferico, e tutt’attorno – come fossero i fotorecettori di una mosca – un insieme di 16 piccoli specchietti secondari, che a loro volta riflettono la luce verso altrettante fotocamere. Il sistema ideale per coniugare un’altissima velocità di risposta e un grande campo di vista».

Flyeye servirà a prevenire eventi come quello accaduto a Chelyabinsk il 15 febbraio 2013, quando la caduta di un asteroide causò il ferimento di centinaia di persone, per lo più a causa dei vetri andati in frantumi, ma che avrebbe potuto avere conseguenze ben più gravi.

Il sito nel Parco delle Madonie è stato scelto dall’Esa sostanzialmente perché caratterizzato da una percentuale di notti con cielo limpido del 58 per cento, tra i valori migliori di Italia, e il livello di luminosità del cielo più basso tra tutti i siti confrontati.

Il Flyeye sarà completamente dedicato alla ricerca di oggetti celesti che passano vicino alla Terra e, per farlo, dovrà scandire quanto più cielo possibile ogni notte.

(credit foto : ESA)

Marte e il dilemma del metano

Marte e il dilemma del metano

Primi risultati scientifici dagli strumenti a bordo della Trace Gas Orbiter (TGO), la sonda della missione ExoMars in orbita attorno a Marte, frutto dell’analisi di un team internazionale che vede la partecipazione dell’Agenzia Spaziale Italiana, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV). I dati raccolti si riferiscono alla ricerca di metano nell’atmosfera del Pianeta Rosso e all’analisi delle polveri sospese. La missione dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e RosCosmos ExoMars ha utilizzato strumenti che vedono un fondamentale contributo italiano, sia dal punto di vista scientifico sia dal punto di vista tecnologico e industriale, con Thales Alenia Space Italia alla guida della progettazione di entrambe le missioni ExoMars e il forte supporto fornito dall’ASI.

“La sonda TGO”, spiegano Giancarlo Bellucci e Giuseppe Etiope, i due ricercatori italiani dell’INAF e dell’INGV che hanno collaborato allo studio, “attraverso i due spettrometri ad alta precisione NOMAD e ACS, ha scandagliato l’atmosfera di Marte a varie latitudini da aprile ad agosto del 2018 non rilevando, in questa fascia spazio-temporale, il metano. Il gas potrebbe però esistere a concentrazioni inferiori rispetto a quelle rilevabili dagli strumenti (0.05 parti per miliardo in volume, o ppbv)”. Tale risultato è solo apparentemente in contrasto con le precedenti rilevazioni di metano effettuate attraverso telescopi terrestri, il rover Curiosity della NASA e, recentemente, attraverso la sonda europea Mars Express, e apre a nuove interpretazioni poiché sulla base delle conoscenze attuali, il metano, una volta rilasciato nell’atmosfera di Marte, dovrebbe diffondersi velocemente ovunque, persistendo per alcune centinaia di anni.

“In particolare”, prosegue Giancarlo Bellucci dell’INAF, “il metano su Marte sembra apparire e scomparire velocemente, suggerendo la presenza di un meccanismo di distruzione in grado di rimuovere efficientemente tale gas dall’atmosfera. Diversi meccanismi sono già stati proposti e alcuni di questi sembrano essere in grado di spiegare le variazioni spazio-temporali osservate. Tuttavia, si tratta ancora di risultati preliminari di simulazioni o di esperimenti eseguiti in laboratorio su campioni limitati, la cui validità e importanza statistica dovrà essere dimostrata da ulteriori studi”. Alcuni ricercatori considerano plausibile la variabilità della presenza di metano nell’atmosfera marziana.

“Il metano”, chiarisce Giuseppe Etiope dell’INGV, “potrebbe essere prodotto all’interno del pianeta e la sua migrazione e fuoriuscita nell’atmosfera potrebbe avvenire solo in certe zone, geologicamente idonee, specialmente dove esistono faglie e fratture nelle rocce. Abbiamo già verificato in studi precedenti che, come sulla Terra, questa fuoriuscita di gas dalle rocce può essere episodica e saltuaria. Questo spiegherebbe in parte le variazioni di metano rilevate finora. Rimane però l’ipotesi del meccanismo di rimozione rapida del gas dall’atmosfera: questo è l’aspetto da scoprire nel prossimo futuro. Comunque la sonda TGO non rileva metano in concentrazioni al di sotto di 0.05 ppbv. Con questo limite è ancora possibile avere emissioni locali di metano, simili ad alcune osservate sulla Terra, che una volta diluite nell’atmosfera marziana darebbero luogo a una bassa concentrazione di fondo. Il metano potrebbe dunque essere rilevato solo in prossimità della zona di emissione e in un periodo non troppo lontano dall’evento di rilascio”.

Inoltre, al fine di analizzare le polveri sospese, i due spettrometri a bordo della sonda TGO hanno realizzato le prime misurazioni ad alta risoluzione dell’atmosfera marziana durante una tempesta di sabbia con il metodo dell’occultazione solare, osservando cioè come la luce del Sole viene assorbita nell’atmosfera, rivelando così la composizione chimica dei suoi costituenti. “La misura del profilo verticale dell’acqua in condizioni di tempesta di polvere globale ha permesso di determinare gli effetti del riscaldamento atmosferico sulla distribuzione del vapore acqueo”, spiega Giancarlo Bellucci. “In condizioni normali, infatti, il vapore acqueo condensa sotto i 40 km. A causa della tempesta globale, invece, l’atmosfera si riscalda e il vapore acqueo può migrare a quote più elevate. Questo meccanismo era previsto dai modelli di circolazione atmosferica ma questa è la prima volta che viene osservato. La sonda TGO, inoltre, ha anche misurato per la prima volta la distribuzione verticale di un isotopo dell’acqua, importante per la comprensione della storia dell’acqua su Marte”. Ciò ha permesso di ricostruire la distribuzione verticale del vapore acqueo e dell’acqua semi-pesante (in cui uno dei due atomi di idrogeno è sostituito da un atomo di deuterio, una forma di idrogeno con un neutrone aggiuntivo) dalla prossimità della superficie marziana fino a oltre 80 km di altezza. I nuovi risultati evidenziano l’azione che esercita la polvere presente nell’atmosfera sul vapore d’acqua, così come la perdita di atomi di idrogeno nello spazio. “Alle latitudini settentrionali”, conclude Ann Carine Vandaele, del Royal Belgian Institute for Space Aeronomy (BIRA-IASB) e principal investigator di NOMAD, “abbiamo osservato nuvole di polvere a quote di circa 25-40 km che in precedenza non erano state rilevate, mentre alle latitudini meridionali abbiamo visto strati di polvere spostarsi a quote più alte”.

La prima foto di un buco nero

La prima foto di un buco nero

La foto del secolo è stata svelata dall’Event Horizon Telescope, gruppo di otto radiotelescopi da terra che opera su scala planetaria, nato grazie ad una collaborazione internazionale e progettato con lo scopo di catturare le immagini di un buco nero. Si tratta della rivoluzionaria osservazione di un gigantesco buco nero nel cuore della galassia Messier 87, a cui hanno contribuito due ricercatrici dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, Elisabetta Liuzzo e Kazi Rygl, come parte del progetto BlackHoleCam che vede responsabile scientifico un altro italiano, Ciriaco Goddi. Il successo del progetto, che ha permesso di svelare la prima prova visiva diretta mai ottenuta di un buco nero supermassiccio e della sua ombra, è stato annunciato in contemporanea in tutto il mondo e viene presentato in una serie di sei articoli pubblicati in un numero speciale di The Astrophysical Journal Letters. Un’impresa scientifica senza precedenti compiuta da un team di oltre 200 ricercatori. L’immagine rivela il buco nero al centro di Messier 87, un’enorme galassia situata nel vicino ammasso della Vergine. Questo buco nero dista da noi 55 milioni di anni luce e ha una massa pari a 6,5 miliardi e mezzo di volte quella del Sole.

L’EHT collega gli otto radiotelescopi dislocati in diverse parti del pianeta dando vita a un telescopio virtuale di dimensioni pari a quelle della Terra, uno strumento con una sensibilità e una risoluzione senza precedenti. L’EHT offre agli scienziati un nuovo modo di studiare gli oggetti più estremi dell’universo previsti dalla teoria della relatività generale di Einstein, proprio nell’anno del centenario dell’esperimento storico che per primo ha confermato questa teoria.

I buchi neri sono oggetti estremamente compatti, nei quali una quantità incredibile di massa è compressa all’interno di una piccola regione. La presenza di questi oggetti influenza l’ambiente che li circonda in modo estremo, distorcendo lo spazio-tempo e surriscaldando qualsiasi materiale intorno. “Se immerso in una regione luminosa, come un disco di gas incandescente, ci aspettiamo che un buco nero crei una regione scura simile a un’ombra, un effetto previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein che non abbiamo mai potuto osservare direttamente prima”, aggiunge il presidente dell’EHT Science Council Heino Falcke della Radboud University, nei Paesi Bassi. “Quest’ombra, causata dalla curvatura gravitazionale e dal fatto che la luce viene trattenuta dall’orizzonte degli eventi, rivela molto sulla natura di questi affascinanti oggetti e ci ha permesso di misurare l’enorme massa del buco nero di M87”.

Le osservazioni dell’EHT sono state possibili grazie alla tecnica nota come Very-Long-Baseline Interferometry (VLBI) che sincronizza le strutture dei telescopi in tutto il mondo e sfrutta la rotazione del nostro pianeta per andare a creare un enorme telescopio di dimensioni pari a quelle della Terra in grado di osservare ad una lunghezza d’onda di 1,3 mm. La tecnica VLBI permette all’EHT di raggiungere una risoluzione angolare di 20 micro secondi d’arco. Un livello di dettaglio tale da permetterci di leggere una pagina di giornale a New York comodamente da un caffè sul marciapiede di Parigi.

I telescopi che hanno contribuito a questo risultato sono stati ALMA, APEX, il telescopio IRAM da 30 metri, il telescopio James Clerk Maxwell, il telescopio Alfonso Serrano, il Submillimeter Array, il Submillimeter Telescope e il South Pole Telescope. L’enorme quantità di dati grezzi – misurabile in petabyte, ovvero milioni di gigabyte – ottenuta dai telescopi è stata poi ricombinata da supercomputer altamente specializzati ospitati dal Max Planck Institute for Radio Astronomy e dal MIT Haystack Observatory. Un risultato incredibile, che promette di essere un punto non di arrivo ma di partenza nella strada per la comprensione del nostro Universo.

Nasce SKA Observatory

Nasce SKA Observatory

Il Salone dei Ministri del Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca ha ospitato la cerimonia di firma del Trattato internazionale che istituisce lo SKA Observatory (SKAO), l’organizzazione intergovernativa (IGO) per la supervisione della costruzione del più grande radiotelescopio del mondo. SKAO si appresta così a diventare la seconda organizzazione intergovernativa dedicata all’astronomia nel mondo, dopo l’European Southern Observatory (ESO). I negoziati sono stati guidati dall’Italia, una delle prime Nazioni ad aver preso parte al progetto per la costruzione dello Square Kilometre Array. La Convenzione è stata condivisa dal Ministro Marco Bussetti, in rappresentanza dell’Italia, insieme a rappresentanti di alto livello degli altri sei Paesi membri del progetto: Australia, Cina, Paesi Bassi, Portogallo, Sudafrica e Regno Unito. All’evento erano presenti anche rappresentanti di India, Svezia e Nuova Zelanda, Paesi che hanno partecipato attivamente a tutte le fasi negoziali, oltre che di Canada, Francia, Corea del Sud, Malta, Spagna, Stati Uniti e Svizzera, nazioni interessate al progetto e impegnate a tracciare il percorso per una futura partecipazione allo SKA Observatory. La firma giunge al termine di circa quattro anni di negoziati e accordi e dà il via al processo legislativo nei Paesi firmatari per l’entrata in vigore dello SKA Observatory. Il Trattato – ha sottolineato il ministro Bussetti – rappresenta un momento destinato a segnare la nostra storia presente e futura, la storia della Scienza e della conoscenza dell’Universo. Un momento storico anche per l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), il cui presidente Nichi D’Amico ha ricordato che l’ente è uno dei pochi al mondo che possiede, al proprio interno, le risorse intellettuali e strumentali per osservare l’Universo a tutte le lunghezze d’onda, da terra e dallo spazio, coprendo l’intero spettro elettromagnetico. La comunità scientifica italiana – ha concluso – avrà, grazie al progetto SKA, uno strumento formidabile per spingersi ancora più lontano nello studio del cosmo”. “Come il telescopio di Galileo a suo tempo, SKA rivoluzionerà la nostra comprensione del mondo che ci circonda” – ha aggiunto Philip Diamond, direttore generale della SKA Organisation

Che cos’è lo Square Kilometre Array

SKA sarà il più grande network di radiotelescopi del mondo, costituito da due reti di antenne e infrastrutture distribuite su tre continenti e in entrambi gli emisferi. Le due reti, composte da centinaia di antenne a parabola a media frequenza e da migliaia di antenne a bassa frequenza, saranno distribuite su una superficie di centinaia di chilometri in Australia e Sudafrica, mentre il quartier generale si trova già nel Regno Unito. Le antenne di SKA saranno fondamentali per la fisica del XXI secolo e si uniranno a progetti come il James Webb Space Telescope della NASA, il Large Hadron Collider del CERN, il rilevatore di onde gravitazionali LIGO e il reattore a fusione ITER. Il grande radiotelescopio SKA aiuterà gli scienziati a colmare lacune fondamentali nella nostra comprensione dell’Universo, consentendo agli astronomi dei Paesi partecipanti al progetto di studiare le onde gravitazionali e testare la teoria della relatività di Einstein in ambienti estremi, indagare sulla natura dei misteriosi lampi radio veloci, conosciuti anche come Fast Radio Burst (FRB), mappare centinaia di milioni di galassie e cercare segni di vita extraterrestre. Per fare tutto questo saranno necessari due dei super computer più veloci del mondo, in grado di elaborare una enorme quantità di dati provenienti dai telescopi: circa 600 petabyte che dovrebbero essere archiviati e distribuiti alla comunità scientifica mondiale ogni anno. Praticamente l’equivalente dei dati provenienti da oltre mezzo milione di computer portatili. Dalla fine del 2020, circa 700 milioni di euro di contratti per la costruzione di SKA verranno affidati ad aziende e industrie nei diversi Paesi membri del progetto, offrendo un importante ritorno economico sull’investimento iniziale e la formazione di un indotto costituito da spin-off industriali nei settori dell’astronomia e della ricerca scientifica e non solo. Oltre mille ingegneri e scienziati in venti Paesi sono stati coinvolti nella progettazione di SKA negli ultimi cinque anni, con nuovi programmi di ricerca, iniziative educative e collaborazioni per formare la prossima generazione di ricercatori.

Luna piena al perigeo

Luna piena al perigeo

Nuovo appuntamento con il perigeo dell’orbita lunare il 19 febbraio, con il nostro satellite naturale nella sua fase piena alla minima distanza dalla Terra (356.761 km), che fa apparire il disco decisamente più grande. Fenomeno apprezzabile a occhio nudo e preda non solo di astronomi e astrofili, ma di milioni di persone pronte a catturarne l’immagine con i più svariati strumenti ottici e fotografici. Proprio quarant’anni fa Richard Nolle, che in realtà era un astrologo, coniò il termine “superluna”, adottato dai media ma decisamente poco amato dalla comunità scientifica. Martedì 19 febbraio la luna sorge in Italia tra le 17.20 e le 18.00 e apparirà un poco più grande del solito, con il disco maggiorato di circa il 7% rispetto al consueto e il 30% più luminoso. Fenomeno destinato a ripetersi il 19 marzo, ma in questo caso la distanza del perigeo sarà raggiunta un giorno e cinque ore prima della luna piena.

Super-terre gemelle

Super-terre gemelle

Hanno più o meno la stessa dimensione, circa una volta e mezza il raggio della Terra, ma una eccezionale diversità nella densità media e dunque nella composizione chimica. Sono gli esopianeti Kepler-107b e Kepler-107c, due super-terre calde che hanno masse rispettivamente di circa tre e nove masse terresti e orbitano attorno alla loro stella a distanze molto ravvicinate da essa: 6,7 e 9 milioni di chilometri rispettivamente, cioè il 4,5% e il 6% della distanza Terra-Sole. A caratterizzarle è stato un team internazionale di ricercatori guidati da Aldo Bonomo dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) a Torino, grazie ai dati raccolti dallo spettrografo HARPS-N installato al Telescopio Nazionale Galileo sulle Isole Canarie. Lo studio ha mostrato che la super-terra più massiva e densa Kepler-107c contiene nel suo nucleo una frazione in massa di ferro che è almeno il doppio della sua “gemella” Kepler-107b. Tale diversità in composizione può essere spiegata ipotizzando che la super-terra Kepler-107c, poco dopo la sua formazione, abbia subìto un impatto frontale ad elevata velocità con un protopianeta della stessa massa o più collisioni con protopianeti di massa inferiore. Questi impatti avrebbero squarciato il suo mantello roccioso di silicati (composti del silicio, ossigeno e magnesio o altri metalli) riducendone l’abbondanza rispetto al ferro e rendendo così la super-terra Kepler-107c più densa.

Collisioni giganti fra protopianeti si sono verificate nel Sistema solare e hanno verosimilmente dato origine al sistema Terra-Luna, dopo l’impatto del nostro pianeta con un protopianeta delle dimensioni di Marte, all’elevata obliquità dell’orbita di Urano e alla composizione ricca di ferro di Mercurio. “È però la prima volta che, con ogni probabilità, ne vediamo gli effetti in un sistema planetario extrasolare”, afferma Bonomo, primo autore dell’articolo della scoperta pubblicato sulla rivista Nature Astronomy. “Solo con lo scenario di un impatto fra protopianeti riusciamo a spiegare il fatto che le due super-terre Kepler-107b e c abbiano essenzialmente la stessa dimensione ma composizioni così diverse. Ne siamo rimasti sorpresi”. Le due super-terre fanno parte del sistema planetario Kepler-107 che contiene altri due pianeti di piccola taglia: Kepler-107d e Kepler-107e. Si tratta di un sistema planetario estremamente compatto perché le orbite dei suoi quattro pianeti sono vicine fra loro e tutte contenute dentro quella di Mercurio. I periodi orbitali dei pianeti b, c, d ed e, e cioè le durate del loro “anno”, sono rispettivamente pari a 3.2, 4.9, 8.0 e 14.7 giorni. Secondo modelli di dinamica planetaria, la configurazione orbitale dei pianeti implica che questi si siano formati molto più lontano dalla loro stella rispetto alle orbite attuali e siano successivamente migrati verso di essa. I quattro pianeti del sistema Kepler-107 erano già stati scoperti dal telescopio della NASA Kepler grazie all’osservazione dei loro transiti, ovvero delle diminuzioni di luce stellare durante il passaggio dei pianeti davanti alla stella, il che dà anche un’informazione sulla dimensione dei pianeti stessi.

(nell’immagine: rappresentazione artistica dell’impatto gigante sull’esopianeta Kepler-107c. L’immagine è stata riadattata partendo da quella realizzata da NASA/JPL-Caltech)