Zucchero e Litio tra stelle buchi neri quasar sistemi solari binari ed esomondi alieni nel 50esimo Anniversario della fondazione di ESO

“L’assenza dell’evidenza non è la stessa cosa dell’evidenza dell’assenza”(Donald Rumsfeld). Gli astronomi dell’Eso hanno scoperto con il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) delle molecole di zucchero nel gas che circonda una giovane stella simile al Sole. È la prima volta che lo zucchero viene trovato nello spazio intorno a una stella di tipo “solare”. […]

L’assenza dell’evidenza non è la stessa cosa dell’evidenza dell’assenza”(Donald Rumsfeld). Gli astronomi dell’Eso hanno scoperto con il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) delle molecole di zucchero nel gas che circonda una giovane stella simile al Sole. È la prima volta che lo zucchero viene trovato nello spazio intorno a una stella di tipo “solare”. L’osservazione dimostra che gli elementi costitutivi della vita possono trovarsi al posto giusto e nel momento giusto per essere cucinati e inclusi nei pianeti alieni che si formano intorno alla stella madre. Lo zucchero è il nome comune di una serie di piccoli carboidrati, molecole che contengono carbone, idrogeno e ossigeno, tipicamente con un rapporto atomico tra idrogeno e ossigeno di 2:1 come nell’acqua. La formula chimica della glicolaldeide è C2H4O2 (formattazione “scientifica” Works-Windows permettendo!). Lo zucchero normalmente impiegato nei cibi e nelle bevande è il saccarosio, una molecola più grande della glicolaldeide e un altro esempio di questo insieme di composti. Gli astronomi non hanno scoperto extraterrestri che si nutrono di zucchero bensì hanno trovato molecole di glicolaldeide, una forma semplice di zucchero, nel gas che circonda una giovane stella binaria di massa simile a quella del Sole, nota come IRAS 16293-2422. La glicolaldeide era stata trovata finora in due sole zone nello spazio interstellare: prima in direzione della nube Sgr B2 nel Centro Galattico, utilizzando il telescopio da 12 metri di Kitt Peak (USA) della National Science Foundation nel 2000 e il Robert C. Byrd Green Bank Telescope dell’NSF nel 2004; poi nel nucleo molecolare caldo e denso di G31.41+0.31 utilizzando l’interferometro IRAM al Plateau de Bure (Francia) nel 2008. Ma questa è la prima volta che la glicolaldeide viene trovata così vicina a una stella simile al Sole, a distanze paragonabili con la posizione di Urano dal Sole nel nostro Sistema Solare. La scoperta indica che alcuni dei composti chimici necessari per la vita esistevano in questo sistema nel momento della formazione dei pianeti. Misure di laboratorio accurate della lunghezza d’onda caratteristica delle onde radio emesse dalla glicolaldeide erano essenziali per l’identificazione delle molecole nello spazio. Oltre alla glicolaldeide, la stella IRAS 16293-2422 ospita anche un elevato numero di altre molecole organiche complesse, tra cui il glicole etilenico (con l’acqua è un efficace antigelo), il formiato di metile e l’etanolo. “Nel disco di gas e polvere che circonda la stella appena formata abbiamo trovato la glicolaldeide, una semplice forma di zucchero, non molto diversa dallo zucchero che mettiamo nel caffè – spiega Jes Jørgensen del Niels Bohr Institute (Danimarca), l’autore dell’articolo “Detection of the simplest sugar, glycolaldehyde, in a solar-type protostar with ALMA” sulla rivista Astrophysical Journal Letters – questa molecola è uno degli ingredienti per la formazione dell’RNA che, come il DNA a cui è legato, è uno degli elementi costitutivi della vita”. L’equipe è composta da Jes K. Jørgensen (University of Copenhagen, Danimarca), Cécile Favre (Aarhus University, Danimarca), Suzanne E. Bisschop (University of Copenhagen), Tyler L. Bourke (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory, Olanda; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germania) e Markus Schmalzl (Leiden Observatory). L’elevata sensibilità del radiotelescopio ALMA anche alle lunghezze d’onda più corte tecnicamente impegnative a cui opera, è fondamentale per queste osservazioni eseguite con una schiera parziale di antenne durante la fase di verifica scientifica. Le prime osservazioni, con una schiera ridotta di antenne, sono iniziate nel 2011. Ma sia prima sia dopo sono state eseguite una serie di osservazioni di Verifica Scientifica galileiana per dimostrare che ALMA può produrre dati della qualità richiesta. I risultati conseguiti, resi pubblici, utilizzano alcuni dei dati di Verifica Scientifica. La costruzione di ALMA verrà completata nel 2013 quando le 66 antenne di alta precisione saranno pienamente dispiegate ed operative. “Il risultato veramente emozionante dei nostri studi – rivela Cécile Favre dell’Aarhus University (Danimarca) – è che le osservazioni di ALMA mostrano che le molecole di zucchero stanno cadendo verso una delle stelle del sistema: le molecole di zucchero non solo sono al posto giusto per trovare la loro strada verso un pianeta, ma si stanno anche muovendo nella direzione giusta”. Le nubi di gas e polvere che collassano per formare nuove stelle sono molto fredde (di solito intorno ai 10 gradi Celsius sopra lo Zero Assoluto, circa meno 263 gradi Celsius) e molti gas si solidificano come ghiaccio sulle particelle di polvere dove si legano a formare molecole più complesse. Ma la stella, una volta che si è formata nel mezzo di una nube di gas e polvere in rotazione, riscalda le zone interne della nube quasi alla temperatura ambiente, facendo evaporare le molecole chimicamente complesse che formano un gas. Che emette una radiazione caratteristica sotto forma di onde radio. Queste “impronte” radio possono essere ricostruite e rappresentate utilizzando il potente radiotelescopio ALMA. La stella IRAS 16293-2422 si trova a circa 400 anni luce dalla Terra, relativamente vicina (la sua luce è galileiana), il che la rende un bersaglio eccellente per gli astronomi che studiano la chimica e le molecole intorno alle stelle giovani. L’immagine pubblicata dall’ESO mostra la zona di formazione stellare Rho Ophiuchi in luce infrarossa, ripresa dal satellite WISE (Wide-field Infrared Explorer) della NASA. IRAS 16293-2422 è l’oggetto rosso al centro del quadrato piccolo. L’inserto è una rappresentazione artistica delle molecole di glicolaldeide che ne mostra la struttura molecolare. Gli atomi di carbonio sono in grigio, gli atomi di ossigeno in rosso e quelli di idrogeno in bianco. Nell’immagine infrarossa di WISE di Rho Ophiuchi, il blu e l’azzurro rappresentano la luce emessa a lunghezze d’onda di 3,4 e 4,6 micron proveniente in modo predominante dalle stelle. Il verde e il rosso invece rappresentano la luce a 12 e 22 micron, rispettivamente, proveniente soprattutto dalla polvere. Bene, sfruttando la potenza di una nuova generazione di telescopi come ALMA, gli astronomi dell’ESO ora hanno la possibilità di studiare dettagli minuscoli all’interno delle nubi di gas e polvere dove si formano i sistemi planetari. Quanto possono diventare complesse queste molecole di zucchero prima di essere incorporate in nuovi pianeti? “Una domanda cruciale. Questo potrebbe darci qualche informazione su come la vita può iniziare altrove – spiega Jes Jørgensen – le osservazioni di ALMA saranno fondamentali per sciogliere questo enigma”. L’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l’Europa, il Nord America e l’Asia Orientale, in cooperazione con la Repubblica del Cile. In Europa ALMA è finanziata dall’ESO, in Nord America dalla U.S. National Science Foundation (NSF), in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e il National Science Council di Taiwan (NSC) e in Asia Orientale dagli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS), in cooperazione con l’Accademia Sinica di Taiwan (AS). La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall’ESO per conto dell’Europa, dall’Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell’Asia Orientale. L’osservatorio congiunto di ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA. Le scoperte astronomiche proseguono. Pare ragionevole desumere che sia ormai salito a sei il numero delle super Terre potenzialmente adatte a ospitare forme elementari di vita, grazie alla conferma della scoperta di Gliese 163c, un pianeta circa sette volte più massiccio della Terra, in orbita attorno alla fredda stella nana rossa Gliese 163 che dista da noi 50 anni luce in direzione della costellazione del Dorado. Nel caso delle nane rosse, stelle piccole e poco luminose, la “zona abitabile” (goldilocks zone) di un mondo extraterrestre è molto più vicina alla sua stella. L’esomondo in questione si trova ad appena 25 milioni di chilometri dal suo luminare e compie una rivoluzione completa attorno a Gliese 163 in soli 26 giorni. Gli scienziati hanno scoperto anche un altro pianeta più grande, Gliese 163b, in un’orbita più stretta con un periodo di 9 giorni. Un terzo pianeta, non ancora confermato, potrebbe essere in orbita intorno alla stella ma molto più distante. Secondo gli autori della scoperta, un gruppo di astronomi europei coordinato da Xavier Bonfils dell’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, l’esopianeta Gliese 163c dovrebbe avere una composizione rocciosa con probabile presenza di acqua. E, a seconda delle relative abbondanze, le dimensioni del pianeta alieno dovrebbero essere comprese fra 1,8 e 2,4 quelle della Terra. Pare che riceva in media il 40 per cento di luce in più dalla sua stella di quanto la Terra ne riceva dal Sole. Il che lo rende più caldo. Gli astronomi stimano che la sua temperatura superficiale sia intorno ai 60 gradi Celsius. Apparentemente impossibile per l’uomo e per qualunque forma di vita evoluta come noi la conosciamo. Ma sicuramente una temperatura piacevole per una gran quantità di batteri “estremofili” che, anche sulla Terra, possono proliferare e vivere in condizioni ambientali estreme. Restano da confermare ancora oltre 2321 pianeti extrasolari dei 3130 finora scoperti dal telescopio spaziale Kepler della Nasa, che avrebbero caratteristiche simili (ma non uguali) a quelle della Terra (http://planetquest.jpl.nasa.gov/). Gli astronomi sono fiduciosi di trovare, prima o poi, un esopianeta del tutto identico alla Terra, adatto non solo alla vita batterica ma anche a forme di vita più complesse, salvo poi dimostrare le esatte caratteristiche del DNA alieno, comprese le funzioni degli enzimi che potrebbero differire notevolmente dalle nostre. Diffidate dai lussureggianti esopianeti apparentemente uguali alla Terra! C’è un’alta probabilità che siano velenosissimi per l’Uomo. Come potrebbe benissimo esserlo la Terra per gli Extraterrestri, se esistono e ci evitano (soluzione del Paradosso di Fermi). I duplicati del nostro pianeta azzurro nell’Universo potrebbero trarre in inganno solo gli autori di fantascienza perché, come ci ricorda lo scienziato Paul Davies nel suo libro “Uno strano silenzio. Siamo soli nell’Universo?”, è francamente ridicolo credere di poter trovare là fuori mondi alieni simili al 100 per cento alla nostra cara amata Terra. Anche se il telescopio spaziale Kepler ne scoprisse una (la prima in assoluto nella storia dell’umanità) “le probabilità che una biologia aliena corrisponda a quella terrestre sono davvero bassissime: anche se il DNA è l’unica molecola genetica affidabile, non c’è alcun motivo per cui gli stessi amminoacidi in combinazioni simili dovrebbero essere usati come enzimi da tutte le forme di vita. Le forme di vita aliene e terrestri non sarebbero compatibili”. Insomma, il mostro Alien non nascerebbe affatto nel grembo degli umani o farebbe indigestione. E noi, scendendo su questi nuovi mondi, faremmo la stessa tragica fine perché non potremmo mangiare le piante e gli animali alieni “con tanti saluti – chiosa Paul Davies – ai romanzi di fantascienza di bassa lega in cui gli alieni ci vogliono come fonte di cibo”. Daltra parte la maggior parte degli esopianeti scoperti dalla Nasa all’interno della “zona di abitabilità” della loro stella, non risponde pienamente alle caratteristiche fisiche terrestri. Di quelli (sei) rilevati solo nell’ultimo anno, quattro esomondi (Gliese 581d, Gliese 667c, Gliese 581g e Gliese 163c) orbitano attorno a stelle nane rosse. L’esopianeta HD 85512b attorno ad una stella che è una via di mezzo tra le nane rosse e il nostro Sole. Soltanto la stella attorno a cui orbita Kepler-22b è simile al Sole. Si tratta di esopianeti alieni più grandi della Terra, considerati da alcuni scienziati potenzialmente abitabili almeno per forme di vita semplici. Saranno le osservazioni dirette delle loro atmosfere, grazie ai potenti osservatori spaziali come il JWST della Nasa, a sciogliere ogni riserva o servirà una missione umana in situ con una reale astronave interstellare? I grandi osservatori astronomici spaziali, infatti, potranno pure rilevare direttamente anche le piccole lune di taglia terrestre in orbita attorno a tutti gli altri giganti gassosi finora scoperti. Ma la prova del nove sull’esistenza della vita aliena in questi lontani mondi, solo l’Uomo potrà fornirla. La possibilità dell’esistenza di pianeti abitabili intorno a stelle nane rosse, è un tema scientifico serio di ampio dibattito etico. Perché, in casi di estrema urgenza per l’Umanità, bisognerà terraformarli per renderli abitabili. Gli effetti mareali indotti dalla stella madre su questi esomondi potrebbero provocare l’ulteriore riscaldamento della loro superficie o addirittura far sì che il pianeta alieno rivolga sempre la stessa faccia alla stella. Questi astri sono in genere più attivi e il loro vento stellare può erodere le atmosfere esoplanetarie molto più velocemente. Fattori che potrebbero precludere la possibilità di vita su pianeti più piccoli, ma non sui pianeti con atmosfere più spesse, come nel caso delle cosiddette super Terre. Il nostro Sistema Solare, a quanto pare, non possiede alcuna super Terra. I suoi otto pianeti ufficiali sono per metà di tipo terrestre e per l’altra metà giganti gassosi di Idrogeno, Elio ed Ammoniaca come Giove e Saturno circondati dai loro micro “sistemi solari” di piccole lune. Allo studio della struttura fisica delle super Terre attorno a stelle nane rosse, si aggiunge la sfida di osservare le piccole esolune di taglia terrestre, magari eclissate eternamente e ben protette dagli effetti mareali e dai micidiali venti stellari alieni. Qui la vita potrebbe attecchire. Sì, ma di che tipo? Sempre che un improvviso massivo Gamma Burst proveniente da una supernova, da un buco nero, dallo scontro di due stelle di neutroni o di due “stelle nere” (entro i mille anni luce) non la incenerisca per sempre. L’osservatorio orbitante infrarosso WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) della NASA, ha scoperto milioni di buchi neri supermassici (quasar) la cui massa è compresa tra milioni e miliardi di masse solari. Questi mostri gravitazionali che tessono e condizionano la struttura dello spaziotempo universale, sono talmente potenti da permettere a un cammello opportunamente sfilacciato in sottilissimi fotoni di passare per la cruna di un ago! Erano sfuggiti alle ricerche (survey) effettuate in precedenza in compagnia di oltre un migliaio di galassie battezzate dagli astrofisici “hot DOG” (Dust-Obscured Galaxies) la cui luminosità in taluni casi supera di centomila miliardi di volte quella del Sole. Il telescopio spaziale WISE, nel corso della survey infrarossa di tutto il cielo, ha identificato una cornucopia (“bonanza”) di quasar. Si tratta di buchi neri supermassicci ospitati nel nucleo di galassie che divorano la materia e la luce circostanti producendo quantità impressionati di energia che irradiano nel Cosmo sotto forma di getti polari ipercollimati di micidiali radiazioni X e gamma. Se l’energia di uno di questi fasci provenienti dagli abissi dello spaziotempo investisse la Terra, sarebbe finita in pochissimi istanti. L’Uomo sparirebbe istantaneamente dalla faccia del pianeta azzurro. Le “hot DOG” sono una nuova classe di galassie avvolte da un inviluppo di polveri molto calde e farcite con buchi neri supermassicci: oggetti rarissimi, al punto che nel corso di una perlustrazione dell’intero cielo ne sono state individuati appena un migliaio. Oggetti estremi in grado di emettere una luce equivalente o superiore a centomila miliardi di volte quella prodotta dal Sole: una cascata di radiazioni elettromagnetiche tali da renderle fra le galassie più brillanti che si conoscano. È tanto difficile osservarle perché per rilevarne il bagliore ci vogliono gli strumenti giusti. I nostri occhi nudi non le vedono: le polveri che avvolgono questi oggetti sono impenetrabili al punto da renderli invisibili. Occorre una vista speciale ai raggi infrarossi, la banda dello spettro elettromagnetico nella quale le polveri calde appaiono luminosissime. Lanciato nel dicembre del 2009, il telescopio WISE ha scandagliato per oltre un anno il cielo infrarosso raccogliendo una pletora di dati straordinari. E le galassie “hot DOG” non sono l’unica specialità offerta da WISE. Le scoperte sono state molteplici, dagli asteroidi che transitano in prossimità della Terra minacciandone l’esistenza, agli oggetti più distanti dell’Universo osservabile. Ma dell’abbondante messe di WISE fanno parte anche i circa 2,5 milioni di buchi neri supermassicci distanti fino a 10 miliardi di anni luce, due terzi dei quali mai osservati prima perché oscurati dallo spesso inviluppo di polveri che li circonda. Le osservazioni di WISE combinate con quelle effettuate a lunghezze d’onda maggiori raccolte dal Caltech’s Submillimeter Observatory dell’osservatorio di Mauna Kea (Hawaii, USA) hanno rivelato che queste galassie estreme mostrano una temperatura almeno due volte superiore rispetto a quella delle altre galassie brillanti nell’infrarosso. Per spiegare questa intensissima emissione di radiazione infrarossa gli astronomi suggeriscono che le polveri in cui sono inviluppate queste remote galassie siano state riscaldate dalla potentissima attività di un buco nero supermassiccio ospitato nel loro nucleo. Le galassie “hot DOG” stanno suscitando un grande interesse tra gli scienziati anche per il contributo che offrono alla comprensione dei meccanismi di formazione delle galassie e del tessuto gravitazionale dello spaziotempo. “I buchi neri supermassicci osservati nel cuore di queste galassie da record – rivela Peter Eisenhardt del Jet Propulsion Laboratory (JPL), un autore della scoperta – sembrano essersi formati prima del guscio di stelle e di polveri che li circonda”. L’uovo sarebbe arrivato prima della gallina! La prima osservazione delle galassie oscure in una fase iniziale della loro formazione, prevista dalla teoria ma finora mai osservata, si deve agli astronomi dell’ESO. Questi oggetti sono sostanzialmente galassie ricche di gas, ma senza stelle. Un’equipe internazionale, utilizzando il Very Large Telescope dell’ESO, ha rivelato questi oggetti sfuggenti osservando la luce da essi emessa quando vengono illuminati da un quasar. Le galassie oscure sono piccole galassie ricche di gas dell’Universo primordiale, poco efficienti nella formazione stellare. Sono previste da alcune teorie di formazione delle galassie e si pensa che siano i mattoni costitutivi delle galassie odierne, brillanti e piene di stelle. Gli astronomi pensano che possano aver fornito la maggior parte del gas alle grandi galassie che in seguito hanno formato le stelle che vediamo oggi. Poichè sono sostanzialmente prive di stelle, queste galassie oscure non emettono molta luce e ciò le rende molto difficili da individuare. Per anni gli astronomi hanno cercato di sviluppare nuove tecniche per confermarne l’esistenza. Piccoli assorbimenti nello spettro di sorgenti di fondo avevano fatto pensare alla loro presenza. Nella nuova ricerca dell’ESO questi oggetti sono stati osservati direttamente per la prima volta. “Il nostro approccio al problema della rivelazione di una galassia oscura è stato semplicemente quello di illuminarle con una lampada molto brillante – spiega Simon Lilly (ETH Zurigo, Svizzera), coautore dell’articolo “Detection of dark galaxies and circum-galactic filaments fluorescently illuminated by a quasar at z=2.4” di Cantalupo et al., pubblicato sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” – abbiamo cercato la luce fluorescente di un gas illuminato dalla luce ultravioletta di un quasar vicino e molto brillante. La luce del quasar fa splendere la galassia oscura attraverso un processo simile a quello per cui i vestiti bianchi si illuminano grazie alle lampade ultraviolette nelle sale da ballo”. La fluorescenza è l’emissione di luce da parte di una sostanza illuminata da una sorgente luminosa. Nella maggior parte dei casi la luce emessa ha una lunghezza d’onda maggiore di quella della sorgente luminosa. Le lampade fluorescenti trasformano la radiazione ultravioletta, invisibile ai nostri occhi, in luce visibile. La fluorescenza appare naturalmente in alcuni composti, come rocce o minerali, ma può anche essere aggiunta di proposito, come nei detergenti che contengono sostanze chimiche fluorescenti per far apparire più bianchi (che si può) i tessuti alla luce naturale. L’equipe, composta da Sebastiano Cantalupo (University of California, Santa Cruz, USA), Simon J. Lilly (ETH Zurigo, Svizzera) e Martin G. Haehnelt (Kavli Institute for Cosmology, Cambridge, Regno Unito), ha sfruttato la grande area di raccolta, la sensibilità del Very Large Telescope e una serie di esposizioni molto lunghe, per rivelare la debole fluorescenza delle galassie oscure. Hanno utilizzato lo strumento FORS2 per il rilievo di una zona di cielo intorno al quasar brillante noto come HE 0109-3518, cercando la luce ultravioletta che viene emessa dall’Idrogeno gassoso soggetto a un’intensa radiazione. I quasar sono galassie molto brillanti, grandi e lontane che si pensa siano alimentate da buchi neri supermassicci nel nucleo. La loro luminosità li rende dei fari molto potenti che aiutano ad illuminare la zona circostante, per sondare l’epoca in cui si formarono le prime stelle e le prime galassie a partire dal gas primordiale. A causa dell’espansione dell’Universo, questa luce viene di fatto osservata in una banda violetta quando arriva al VLT. Questa emissione dell’Idrogeno è nota come radiazione Lyman-alfa e viene prodotta quando gli elettroni degli atomi dell’Idrogeno cadono dal penultimo all’ultimo livello di energia. È un tipo di luce ultravioletta. Poichè l’Universo è in espansione accelerata, la lunghezza d’onda della luce emessa viene “stirata” mentre attraversa lo spazio e il tempo. Più spazio l’onda deve percorre e più la lunghezza d’onda aumenta. Il rosso rappresenta la lunghezza d’onda più lunga visibile al nostro occhio, perciò questo processo, che è letteralmente uno spostamento in lunghezza d’onda verso la parte rossa dello spettro, prende il nome di “red-shift”, cioè spostamento verso il rosso. Il quasar HE 0109-3518 si trova ad un redshift z=2,4 e la luce ultravioletta delle galassie oscure viene spostata verso lo spettro visibile. Un filtro a banda stretta è stato progettato appositamente per isolare la lunghezza d’onda specifica della luce fluorescente “spostata verso il rosso”. Il filtro è centrato a circa 414,5 nanometri per catturare l’emissione Lyman-alfa a cui è applicato un redshift di 2,4 (ciò corrisponde a una tonalità di violetto) e ha una banda passante larga solo 4 nanometri. “Dopo molti anni di tentativi di rivelare l’emissione di fluorescenza dalle galassie oscure – rivela Sebastiano Cantalupo (University of California, Santa Cruz, USA), primo autore della ricerca – i nostri risultati mostrano le potenzialità del nostro metodo per scoprire e studiare questi oggetti affascinanti e finora invisibili”. L’equipe ha trovato quasi 100 oggetti gassosi entro pochi milioni di anni luce dal quasar. Dopo un’attento vaglio per escludere gli oggetti in cui l’emissione potrebbe essere prodotta da formazione stellare interna alle galassie, piuttosto che alla luce del quasar, la ricerca si è infine ristretta a una dozzina di oggetti. Pare che queste siano finora le identificazioni più convincenti di galassie oscure nell’Universo primordiale. Gli astronomi sono anche stati in grado di determinare alcune delle proprietà delle galassie oscure. Stimano che la massa del gas in esse contenuto sia circa un miliardo di volte la massa del Sole, valore tipico per galassie di piccola massa e ricche di gas nell’Universo primordiale. Sono stati anche in grado di stimare che l’efficienza di formazione stellare è soppressa di un fattore superiore a 100, rispetto alle tipiche galassie che formano stelle in un’epoca cosmica equivalente. L’efficienza di formazione stellare si calcola come la massa delle stelle di nuova formazione diviso la massa del gas disponibile per formarle. L’equipe ha scoperto che questi oggetti avrebbero bisogno di più di 100 miliardi di anni per convertire il loro gas in stelle. Questo risultato è in accordo con studi teorici recenti che hanno suggerito che, ad alto redshift, aloni di bassa massa ma ricchi di gas possono avere un tasso di formazione stellare molto basso come conseguenza del basso contenuto di metalli, cioè di elementi più pesanti dell’Elio. “Le nostre osservazioni con il VLT hanno fornito la prova dell’esistenza di nubi oscure, compatte e isolate. Con questo studio – fa notare Sebastiano Cantalupo – abbiamo fatto un passo avanti fondamentale verso la rivelazione e la comprensione dei primi stadi sconosciuti della formazione delle galassie e di come le galassie abbiano acquisito il loro gas”. Lo spettrografo MUSE a campo integrale, in prova al VLT nel 2013, sarà uno strumento molto potente per lo studio di questi oggetti. Il telescopio spaziale Kepler, nel frattempo, ha scoperto l’ennesimo sistema planetario intorno a due Soli. Uno dei due esopianeti osservati in orbita attorno alla stella binaria Kepler-47, con un periodo di rivoluzione di 303 giorni, è il mondo extrasolare con il più lungo intervallo di transito conosciuto. È nella “fascia abitabile”. Il sistema planetario alieno Kepler-47 dista circa 4900 anni luce dalla Terra. Come tutti i pianeti e i sistemi extrasolari finora scoperti e confermati da Kepler, si trova in direzione della costellazione del Cigno che è la porzione di cielo scandagliata dal telescopio spaziale della NASA. La “circumbinarietà” di Kepler-47 non è il suo unico primato. Che cosa vedremmo se potessimo raggiungere quel lontano sistema solare alieno a bordo della nostra nave interstellare privata? Al centro c’è la coppia di stelle in rapida rotazione (sette giorni e mezzo) l’una attorno all’altra. La maggiore delle due è grande quanto il nostro Sole, mentre la compagna è circa tre volte più piccola e 175 volte più debole. La scoperta del sistema binario Kepler-47 prova che più pianeti si posso formare ed esistere nell’orbita di due stelle, come il celebre Tatooine di Luke Skywalker nel kolossal Guerre Stellari di George Lucas. Pura fantascienza fino a qualche anno fa. Il pianeta più vicino, Kepler-47b, è anche il più piccolo con un diametro pari a tre volte quello della Terra. Il pianeta più esterno, Kepler-47c, è un gigante gassoso, grande quattro volte e mezza la Terra. Gli astrofisici credono che potrebbe avere un’atmosfera con piccole nuvole d’acqua. Compie un’orbita completa attorno alle due stelle in 303 giorni. La sua orbita lo colloca nella cosiddetta “fascia verde”, la zona nella quale il mix fra distanza dalla stella madre e luminosità di quest’ultima è tale da essere compatibile con la presenza di acqua allo stato liquido sulla superficie del pianeta. Una delle condizioni necessarie per la vita su base carbonio, almeno come oggi la intendiamo. I ricercatori non si sbilanciano più di tanto perché finora non hanno potuto osservare le possibili piccole lune di taglia terrestre attorno al gigante Kepler-47c. “Mentre il gigante gassoso probabilmente non è in grado di sostenere la vita – fa notare William Welsh della San Diego State University (Usa), coautore dello studio – sarebbe interessante investigare direttamente, se esistono, le lune di taglia terrestre che potrebbero ospitare forme di vita”. Obiettivo ben la di là delle capacità di Kepler. Questi satelliti naturali, se esistono, potrebbero ospitare forme elementari di vita come si ipotizza esistano oggi sotto i cinquemila metri di crosta gelata della luna Europa attorno a Giove. Ma Kepler-47c, il primo esopianeta circumbinario conosciuto a trovarsi nella fascia verde delle sue stelle, dimostra che la diversità dei sistemi planetari della nostra Galassia è la regola aurea. Questa scoperta, annunciata e pubblicata il 30 Agosto 2012 nel corso della 28esima Assemblea Generale dell’Unione Astronomica Internazionale (IAU conta 10mila astronomi professionisti di 90 nazioni per promuovere e salvaguadare la Scienza Astronomica nel mondo in tutti i suoi aspetti con la cooperazione internazionale) di Beijing in Cina, rappresenta un importante passo avanti del telescopio spaziale Kepler nella ricerca di esopianeti delle dimensioni della Terra orbitanti nella zona “abitabile” delle rispettive stelle. Tra gli 809 esomondi finora confermati ed analizzati dagli scienziati di Kepler, non è stata scoperta ancora nessun’altra Terra! “A differenza del transito di un singolo pianeta in orbita attorno a una sola stella, i pianeti dei sistemi binari – spiega Jerome Orosz della San Diego State University (Usa) – sono un bersaglio mobile: gli intervalli di tempo tra i transiti e la loro durata possono variare in modo significativo, da giorni ad ore, e quindi sono fondamentali l’estrema precisione e la costanza delle osservazioni con il telescopio Kepler”. Entrambi i pianeti extraterrestri sono piuttosto piccoli rispetto agli standard di poche settimane fa. Essi non influenzano gravitazionalmente in maniera significativa e misurabile né le loro stelle né le loro rispettive orbite. Le loro masse non possono essere misurate direttamente. Gli astronomi possono soltanto stabilire dei limiti superiori basandosi sulle loro dimensioni, dimostrando scientificamente che si tratta certamente di pianeti alieni, rocciosi o gassosi con masse comprese approssimativamente e rispettivamente tra otto e venti volte quella della Terra, e non di stelle nane brune. “Poiché un terzo di tutte le stelle del Cosmo appartengono a sistemi binari o multipli – spiega Jerome Orosz – la scoperta di pianeti nei sistemi solari binari ha implicazioni molto importanti non soltanto per la stima del numero totale dei pianeti alieni esistenti, ma anche per lo studio delle modalità di formazione dei sistemi planetari”. L’ESO costruisce e gestisce alcuni dei telescopi più avanzati al mondo, tra cui il Very Large Telescope all’Osservatorio del Paranal. Questi enormi strumenti di osservazione cosmica hanno permesso alcune delle più suggestive scoperte sull’Universo. Ora, per la prima volta nella sua storia, tutti i cittadini del mondo possono decidere cosa osservare con il VLT o persino vincere un fantastico viaggio nello spettacolare Deserto di Atacama per aiutare gli astronomi dell’Eso a realizzare le osservazioni del cielo. Il primo dei due concorsi istituiti in occasione del 50esimo Anniversario della fondazione dell’Eso che si celebra il 5 ottobre 2012, si intitola “Scegli cosa far osservare al VLT”. Di solito gli astronomi devono preparare in anticipo un progetto dettagliato di osservazione, spiegando alla comunità scientifica internazionale perchè vogliono utilizzare il VLT. Solo una piccola parte delle loro richieste può essere accettata. Per i semplici cittadini, a quanto pare, sarà molto più semplice. L’ESO ha già preselezionato alcuni oggetti celesti interessanti visibili in cielo nella notte del 50esimo Anniversario dell’ESO – il 5 ottobre 2012 – ed adatti al campo di vista del VLT nel cielo australe. Tutto ciò che serve è esprimere sul sito ufficiale dell’Eso il proprio voto per l’oggetto preferito. Quello più votato sarà osservato con il VLT nel giorno del 50esimo Anniversario. Verrà quindi estratto il nome di un vincitore, oltre a dieci nomi per il secondo posto, tra chi ha votato (non necessariamente per l’oggetto vincente). Il vincitore riceverà uno degli iPad più recenti della Apple Inc., mentre il premio per il secondo posto saranno alcuni prodotti dell’ESO tra cui libri, dvd e altri gadget. Che ne dite di visitare il VLT per contribuire voi stessi ad osservare l’oggetto prescelto?Per averne la possibiltà, è possibile partecipare al secondo concorso, “Un Tweet per il VLT!”. Occorre scrivere con un tweet (in una qualsiasi delle lingue ufficiali degli stati membri dell’ESO) il motivo per cui vorreste visitare il VLT all’Osservatorio di Paranal dell’ESO in Cile. Una giuria sceglierà il fortunato vincitore a cui sarà offerto un viaggo in Cile, alloggio compreso. Il vincitore avrà l’opportunità di visitare il VLT in occasione del 50esimo Anniversario dell’ESO il 5 ottobre 2012 e di partecipare all’osservazione dell’oggetto prescelto dal concorso “Scegli cosa far osservare al VLT”. Le osservazioni saranno anche mostrate in diretta streaming a tutto il mondo, all’interno delle celebrazioni del Cinquantesimo Anniversario dell’ESO. Il VLT è come un teleobiettivo molto potente, perciò il suo campo di vista è minuscolo. Ciò significa che un oggetto molto grande, come la Nebulosa di Orione o la Nebulosa Carena, risulta troppo grande per essere osservato dal VLT in un colpo solo. L’ESO ha preparato una raccola delle immagini in bianco e nero degli oggetti da votare, utilizzando immagini già esistenti, ottenute dalla DSS (Digitized Sky Survey). Naturalmente, l’immagine finale del VLT sarà molto più bella di queste anteprime in bianco e nero. Personalmente, al di là delle modalità di partecipazione ai due concorsi ufficiali, ho consigliato agli scienziati di puntare tutti i telescopi dell’ESO sui più vicini sistemi solari alieni in un raggio di cento anni luce dalla Terra, Alpha Centauri compresa. Perché simili foto ad altissima risoluzione ancora non esistono. Nel frattempo un’equipe internazionale di astronomi ha osservato il cuore di un quasar lontano con una risoluzione mai raggiunta prima, due milioni di volte migliore di quella fornita dall’occhio umano. Le osservazioni, effettuate collegando per la prima volta il telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment) ad altri due in continenti diversi, rappresentano un passo fondamentale verso lo spettacolare scopo scientifico del progetto “Event Horizon Telescope”: ottenere l’immagine di un buco nero supermassiccio al centro della nostra e di altre galassie. APEX è una collaborazione tra il Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), l’Onsala Space Observatory (OSO) e l’ESO. La gestione di APEX a Chajnantor è affidata all’ESO. APEX è un precursore del telescopio di nuova generazione sub millimetrico ALMA in costruzione sullo stesso pianoro. Il progetto del Telescopio Orizzonte degli Eventi (Event Horizon Telescope) è una collaborazione internazionale coordinata dall’Osservatorio di Haystack dell’MIT (USA). Gli astronomi hanno collegato APEX, in Cile, a SMA (Submillimeter Array) alle Hawaii e SMT (Submillimeter Telescope) in Arizona (USA). Hanno così potuto realizzare l’osservazione diretta più nitida di sempre del centro di una galassia distante, il quasar brillante 3C 279 che contiene un buco nero supermassiccio con una massa circa un miliardo di volte quella del Sole e così lontano dalla Terra che la sua luce ha impiegato più di 5 miliardi di anni per raggiungerci. SMA (Submillimeter Array) a Mauna Kea (Hawaii) consiste di 8 antenne di 6 metri di diametro ciascuno ed è gestito dallo Smithsonian Astrophysical Observatory (USA) e dall’Institute of Astronomy and Astrophysics dell’Academia Sinica (Taiwan). SMT (Submillimeter Telescope), un telescopio da 10 metri di diametro sulla cima di Mount Graham, Arizona, è gestito dall’Arizona Radio Observatory (ARO) di Tucson (Arizona, USA). Alcune tecniche indirette sono state usate per indagare scale più piccole, per esempio il microlensing o la scintillazione interstellare, ma questo è un record per le osservazioni dirette. I telescopi sono stati collegati per mezzo di una tecnica nota come Very Long Baseline Interferometry. Più un telescopio è grande e più nitide sono le osservazioni che si possono effetturare, e l’interferometria permette di far funzionare molti telescopi come se fossero un solo telescopio grande come la distanza (“baseline”) tra loro. Così usando il VLBI, le osservazioni più nitide possono essere realizzate spingendo al massimo la distanza tra i telescopi. Per le osservazioni del quasar, l’equipe ha usato tre telescopi per creare un interferometro con baseline trans-continentale di 9447 km tra il Cile e le Hawaii, 7174 km tra il Cile e l’Arizona, e 4627 km tra l’Arizona e le Hawaii. Collegare APEX in Cile a questa rete era fondamentale, perchè  questa rappresenta la baseline più lunga. Le osservazioni sono state eseguite nella banda radio a una lunghezza d’onda di 1,3 millimetri. Questa è la prima volta che un’osservazione a una lunghezza d’onda così piccola è stata eseguita con baseline così lunghe. Le osservazioni hanno raggiunto una nitidezza, o risoluzione angolare, di appena 28 microarcosecondi, circa otto miliardesimi di grado. Ciò significa poter distinguere dettagli due milioni di volte più piccoli di quelli che distingue l’occhio umano. Osservazioni così nitide possono indagare dimensioni minori di un anno luce all’interno del quasar, un risultato notevole per un obiettivo a miliardi di anni luce da noi. Immaginate cosa significa tutto questo se fosse possibile scandagliare i sistemi solari alieni più vicini alla Terra! Queste osservazioni rappresentano una pietra miliare verso la possibilità di ottenere immagini dei buchi neri supermassicci e delle regioni circostanti. Nel futuro si progetta di collegare un numero ancora maggiore di telescopi per creare il cosiddetto Event Horizon Telescope, il Telescopio Orizzonte degli Eventi. Quest’occhio “gravitazionale” potrà osservare l’ombra del buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea e in altre galassie vicine. L’ombra, una regione scura contro uno sfondo luminoso, è causata dalla curvatura della traiettoria dei raggi di luce da parte del buco nero e sarebbe la prima evidenza osservativa diretta dell’esistenza dell’Orizzonte degli Eventi in un buco nero, il confine da cui neppure la luce può sfuggire, radiazione di Hawking permettendo! L’esperimento è la prima osservazione VLBI di APEX e rappresenta il culmine di tre anni di duro lavoro al sito d’alta quota di APEX sulla piana di Chajnantor, a 5000 metri di altitudine nelle Ande Cilene, dove la pressione atmosferica è solo metà di quella al livello del mare. Per preparare APEX per il VLBI, alcuni scienziati tedeschi e svedesi hanno installato nuovi sistemi digitali di acquisizione dati, un orologio atomico molto preciso e un registratore pressurizzato capace di immagazzinare quattro gigabyte al secondo per molte ore in condizioni ambientali avverse. Questi sistemi sono stati sviluppati in parallelo negli USA (MIT-Haystack Observatory) e in Europa (MPIfR, la stazione VLBI di Noto dell’INAF — Istituto di Radioastronomia e HAT-Lab). Un maser a idrogeno come standard temporale (T4Science) è stato installato proprio come orologio atomico molto preciso. SMT e SMA erano già stati equipaggiati per il VLBI in modo analogo. I dati, quattro terabyte per ogni telescopio, sono stati spediti in Germania su dischi rigidi e elaborati al Max Planck Institute per la Radioastronomia di Bonn. Il successo raggiunto con l’aggiunta di APEX è importante per un’altra ragione: APEX ha la stessa ubicazione e molti aspetti tecnologici simili al nuovo telescopio ALMA che alla fine sarà composto da 54 antenne con lo stesso diametro (12 metri) di APEX, oltre a 12 antenne più piccole, con un diametro di 7 metri. La possibilità di collegare ALMA alla rete è attualmente allo studio. Con l’area di raccolta così grande di ALMA, le osservazioni potrebbero raggiungere una sensibilità dieci volte maggiore dei test iniziali. Questo renderebbe l’ombra del buco nero supermassiccio della Via Lattea a portata di “occhio” delle future osservazioni. Un nuovo studio che utilizza il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO ha mostrato che la maggior parte delle stelle più brillanti e massicce, quelle da cui dipende l’evoluzione delle galassie, non vivono da sole. Quasi tre quarti di queste stelle, molto di più di quanto finora si pensasse, hanno una stella compagna vicina. Soprendentemente, la maggior parte di queste binarie subisce un’interazione distruttiva, come il trasferimento di massa da una stella all’altra, e addirittura un terzo di queste probabilmente diventerà una stella singola. I risultati sono presentati nel numero del 27 Luglio 2012 della rivista Science. L’Universo è molto vario e violento là fuori, con tante stelle ben diverse dal Sole. Un’equipe internazionale ha utilizzato il VLT per studiare le stelle di tipo “O” (non zero), cioè stelle con temperature, massa e luminosità tutte molto elevate. La maggior parte delle stelle sono classificate in base al loro tipo spettrale o colore. Questo a sua volta è legato alla massa della stella ed alla temperatura superficiale. Dalle stelle più blu (più calde e di massa maggiore) alle stelle più rosse (più fredde e di massa minore) la sequenza di classificazione più comune è “O, B, A, F, G, K e M”. Le stelle di tipo “O” hanno una temperatura superficiale di almeno 30mila gradi Celsius e appaiono di un blu chiaro brillante. Hanno una massa di almeno 15 volte quella del Sole. Queste stelle vivono una vita breve ma violenta e rappresentano un cardine dell’evoluzione delle galassie. Sono anche legate a fenomeni estremi come le stelle-vampiro, una coppie di astri in cui la compagna più piccola succhia letteralmente materia dalla superficie della compagna più grande, o i lampi di luce gamma. “Queste stelle sono dei veri colossi – rivela Hugues Sana (University of Amsterdam, Olanda), l’autore principale dello studio presentato nell’articolo “Binary interaction dominates the evolution of massive stars”, di H. Sana et al., pubblicato sulla rivista Science – sono almeno 15 volte più massicce del Sole e possono essere anche un milione di volte più brillanti. Queste stelle sono così calde che la loro luce è bianco-azzurra e la temperatura superficiale supera i 30mila gradi centigradi”. Gli astronomi hanno studiato un campione di 71 stelle di tipo “O” singole o in coppie (binarie) in sei ammassi stellari giovani e vicini nella Via Lattea. La maggior parte delle osservazioni dello studio sono state realizzate con telescopi dell’ESO tra cui il VLT. L’equipe, analizzando in dettaglio maggiore di quanto mai fatto prima la luce che proviene da queste sorgenti, ha scoperto che il 75% di tutte le stelle “O” si trova in sistemi binari: questa percentuale, determinata in modo preciso per la prima volta, è maggiore di quanto si pensasse. Più importante ancora è che la frazione di queste binarie abbastanza vicine per interagire (per mezzo di fusioni stellari o trasferimento di massa da parte delle cosiddette stelle-vampiro) è molto maggiore di quanto si fosse pensato finora. Questo ha profonde implicazioni sulla comprensione dell’evoluzione delle Galassie. Le stelle che compongono un sistema binario di solito sono troppo vicine tra loro per poter essere viste direttamente come punti di luce separati. Tuttavia l’equipe è riuscita a rivelare la natura binaria utilizzando lo strumento UVES (Ultraviolet and Visible Echelle Spectrograph) sul VLT. Gli spettroscopi diffondono la luce di una stella così come un prisma scompone la luce stellare in un arcobaleno. Impresse nella luce stellare appaiono delle strutture simili a sottili codici a barre, causate dagli elementi nell’atmosfera stellare che assorbono specifici colori nella luce. Quando gli astronomi osservano stelle singole, queste righe di assorbimento sono fisse, mentre nelle binarie le righe delle due stelle vengono leggermente spostate le une rispetto alle altre dal moto delle stelle. La quantità di cui le righe risultano spostate e il modo in cui si muovono nel tempo permettono agli astronomi di determinare il moto delle stelle e quindi le caratteristiche orbital. Per esempio se le stelle sono abbastanza vicine per scambiarsi massa o per fondersi. Le stelle di tipo “O” sono meno dell’un per cento delle stelle nell’Universo, ma a causa dei fenomeni violenti ad esse associati hanno un effetto sproporzionato sul loro ambiente. I venti e le onde d’urto provenienti da questo astri possono sia favorire sia bloccare la formazione stellare, la loro radiazione illumina le nebulose brillanti, le loro supernovae arricchiscono le galassie con gli elementi più pesanti dell’Elio, cruciali per la vita, e sono associate ai lampi di raggi gamma, tra i fenomeni più energetici dell’Universo. Le stelle di tipo “O” sono quindi coinvolte in molti dei meccanismi che guidano l’evoluzione della vita nelle galassie. “La vita di una stella dipende moltissimo dall’essere vicina o meno a un’altra stella – rivela Selma de Mink dello Space Telescope Science Institute (USA), coautrice dello studio – se due stelle sono su un’orbita molto stretta possono a un certo punto fondersi. Ma anche se non lo fanno, spesso una stella strapperà via materia dalla superficie della vicina”. Le fusioni tra le stelle, che l’equipe stima siano il destino finale di circa il 20-30% delle stelle di tipo “O”, sono eventi violenti. Ma anche lo scenario relativamente tranquillo delle stelle-vampiro, che riesce a spiegare un altro 40-50% dei casi, ha un effetto notevole sull’evoluzione di questo astri. Finora gli astronomi avevano ritenuto che le stelle massicce in sistemi binari in orbita stretta fossero un’eccezione, una stranezza utilizzata per spiegare fenomeni rari come le binarie a raggi X, le pulsar doppie e i buchi neri binari. Il nuovo studio mostra che per interpretare correttamente l’Universo non si può operare questa semplificazione: le stelle doppie massicce non sono solo comuni ma hanno anche una vita ben diversa da quelle delle stelle singole. Ad esempio, nel caso delle stelle-vampiro, l’astro più piccolo, di massa inferiore, ringiovanisce nel succhiare l’Idrogeno fresco dalla compagna. La massa aumenta così in modo notevole e di conseguenza la stella vive più a lungo della compagna e comunque molto di più di quanto farebbe una stella singola di pari massa. La stella “vittima sacrificale” nel frattempo viene spogliata dei suoi strati esterni prima di poter divenire una supergigante rossa luminosa quando il suo nucleo caldo ed azzurrognolo viene messo a nudo. Come risultato, la popolazione stellare di una galassia distante può apparire molto più giovane di quanto sia realmente: sia le stelle-vampiro ringiovanite sia le “vittime” spogliate diventano più calde, di colore più blu, imitando così l’aspetto di stelle più giovani. Conoscere quale sia la vera frazione di stelle supermassicce interagenti è perciò fondamentale per poter caratterizzare correttamente queste galassie lontane. L’esistenza di così tante stelle-vampiro spiega bene un fenomeno in precedenza poco chiaro. Circa un terzo delle stelle che esplodono come supernove ha sorprendemente pochissimo Idrogeno. E la percentuale di supernove povere d’Idrogeno corrisponde esattamente alla percentuale di stelle-vampiro trovate da questo studio. Le stelle-vampiro creeranno supernovae con pochissimo Idrogeno poichè gli strati esterni ricchi d’Idrogeno vengono strappati dalla forza di gravità della stella-vampiro prima che la “vittima” abbia la possibilità di trasformarsi in supernova, cioè di esplodere. “Le uniche informazioni sulle galassie lontane a disposzione degli astronomi provengono dalla luce che raggiunge i nostri telescopi. Senza fare ipotesi su quale sia la fonte di questa luce – spiega Hugues Sana – non possiamo trarre conclusioni sulla galassia, su quanto sia massiccia o quanto giovane. Questo studio mostra che l’assunzione fatta frequentemente, che la maggior parte delle stelle sia isolata, può portare alle conclusioni sbagliate”. Il team è composto da H. Sana (Amsterdam University, Olanda), S.E. de Mink (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA; Johns Hopkins University, Baltimore, USA), A. de Koter (Amsterdam University; Utrecht University, Olanda), N. Langer (University of Bonn, Germania), C.J. Evans (UK Astronomy Technology Centre, Edinburgh, UK), M. Gieles (University of Cambridge UK), E. Gosset (Liege University, Belgio), R.G. Izzard (University of Bonn), J.-B. Le Bouquin (Université Joseph Fourier, Grenoble, Francia) e F.R.N. Schneider (University of Bonn). Per capire quanto siano importanti questi effetti e quanto questa nuova prospettiva cambi la nostra visione dell’evoluzione delle galassie sono necessarie ulteriori indagini. Modellare le stelle binarie è complesso e perciò ci vorrà ancora del tempo prima che queste considerazioni siano inserite nei modelli di formazione delle galassie. Tutto questo mentre una nuova immagine ottenuta con il Very Large Telescope dell’ESO mostra la galassia NGC 1187, un’imponente spirale a circa 60 milioni di anni luce da noi nella costellazione di Eridano (antico nome del fiume Po). Due supernove sono esplose in NGC 1187 negli ultimi trent’anni. L’ultima nel 2007. L’ESO ha pubblicato la più dettagliata fotografia di questa galassia mai realizzata. La nuova immagine del VLT mostra la galassia NGC 1187 (scoperta da William Herschel in Inghilterra nel 1784) che appare quasi di faccia, fornendo così una buona visuale della sua struttura a spirale. Si vedono almeno una mezza dozzina di bracci a spirale molto evidenti, ciascuno contenente grandi quantità di gas e polveri. Le strutture bluastre nei bracci indicano la presenza di stelle giovani formate a partire da nubi di gas interstellare. Guardando verso le regioni centrali vediamo il rigonfiamento galattico di colore giallastro. Questa zona della galassia è formata soprattutto da stelle vecchie, gas e polvere. Nel caso di NGC 1187, invece di un rigonfiamento tondo vediamo una sottile barra centrale che si pensa agisca come meccanismo per convogliare il gas dai bracci verso il centro, aumentando quindi la formazione stellare. Attorno alla periferia della galassia si vedono molte altre galassie più deboli e più distanti. Alcune sono addirittura visibili attraverso il disco stesso di NGC 1187. Le loro tinte rossastre contrastano con l’azzurro pallido degli ammassi stellari della galassia molto più vicina. NGC 1187 appare tranquilla e immutabile, ma ha ospitato due esplosioni di supernovae a partire dal 1982. La supernova è una violenta esplosione stellare, risultato della morte di una stella molto massiccia o di una nana bianca in un sistema binario. Un certo tipo di esplosioni di supernova si verifica alla fine della vita di una stella massiccia (un astro con otto volte la massa del Sole) quanto il combustibile nucleare si esaurisce e la stella non è più in grado di constrastare il collasso gravitazionale, producendo una violenta esplosione. Ma l’esplosione di supernova può anche avvenire in un sistema binario, in cui una nana bianca al carbonio-ossigeno strappa materia da una compagna di massa maggiore. Se viene trasferita abbastanza materia, la stella inizia a collassare, producendo l’esplosione di supernova. Le supernovae sono tra gli eventi che producono più energia nell’Universo e sono così luminose che possono eclissare l’intera galassia per brevi momenti, prima di sparire alla nostra vista normalmente in qualche settimana o mese. Nella nostra Galassia, la Via Lattea, le supernovae sono in forte ritardo da 400 anni. Durante il breve periodo del suo splendore, la supernova può irraggiare tanta energia quanta ne dovrebbe emettere il Sole in tutta la sua vita. Nell’ottobre 1982 è stata scoperta all’Osservatorio di La Silla dell’ESO la prima supernova in NGC 1187 (la SN1982R) e, più recentemente, nel 2007 l’astronomo dilettante Berto Monard ha identificato dal Sud Africa un’altra supernova in questa galassia, la SN2007Y. Un’equipe di astronomi ha successivamente eseguito uno studio dettagliato per tenere sotto controllo con molti telescopi diversi la SN2007Y per circa un anno. La nuova immagine di NGC 1187 è stata creata a partire da osservazioni ottenute come parte di questo studio e la supernova può essere ancora vista, molto dopo il momento di massima luminosità, nella parte inferiore dell’immagine. Questi dati sono stati acquistiti con lo strumento FORS1 montato sul Very Large Telescope dell’ESO, il più produttivo al mondo. “Ceci N’est Pas Une Pipe”. Così come la scritta di René Magritte:“Questa non è una pipa” sul suo famoso quadro, anche questa non è una pipa. È invece il ritratto di una parte della grande nube di polvere interstellare chiamata Nebulosa Pipa. La nuova immagine pubblicata dall’ESO è molto più dettagliata di quella che è nota anche come “Barnard 59”. È stata ottenuta con il WFI (Wide Field Imager) montato sul telescopio da 2,2 metri di diametro dell’MPG/ESO all’Osservatorio di La Silla. Per una curiosa coincidenza l’immagine è stata pubblicata nel 45esimo anniversario della morte del pittore. La Nebulosa Pipa è un tipico esempio di nebulosa oscura. All’inizio gli astronomi pensavano che queste fossero aree dello spazio prive di stelle. Più tardi fu scoperto che le nebulose oscure sono invece nubi di polvere interstellare così spesse da bloccare la luce delle stelle che stanno al di là. La Nebulosa Pipa si staglia contro le ricche concentrazioni di stelle vicine al centro della Via Lattea, nella costellazione di Ofiuco. Barnard 59 costituisce il cannello della Nebulosa Pipa ed è il soggetto della nuova immagine del WFI. Questa strana e complessa nebulosa oscura si trova a 600-700 anni luce dalla Terra. L’intera Nebulosa Pipa è formata da Barnard 65, 66, 67 e 78, oltre a Barnard 59. È visibile facilmente a occhio nudo sotto i cieli bui e sereni. Dalle latitudini australi appare più alta in cielo. La nebulosa prende il nome dall’astronomo americano Edward Emerson Barnard, il primo a raccogliere sistematicamente lunghe esposizioni fotografiche di nebulose oscure e uno di coloro a riconoscere la loro natura “polverosa”. Barnard catalogò in totale 370 nebulose oscure in tutto il cielo. Vero “self-made man” comprò la sua prima casa con il denaro ricevuto in premio per la scoperta di varie comete. Barnard era un osservatore straordinario, con una vista eccezionale che portò contributi in molti campi dell’Astronomia tra la fine del XIX e l’inizio del XX Secolo. Lo sguardo è attratto al centro dell’immagine dove nubi scure e tortuose sembrano le zampe di un grande ragno steso su una ragnatela di stelle. Dopo pochi istanti si riconoscono i dettagli più minuti. Strane volute come di nebbia o fumo nel mezzo dell’oscurità sono illuminate da nuove stelle in formazione. La “nursey” stellare è comune nelle regioni che contengono dense nubi molecolari, come le nebulose oscure. Le polveri e i gas si aggregano sotto l’influenza della gravità. Sempre più materia viene attratta finchè si forma la stella. In confronto a regioni simili, la regione di Barnard 59 produce relativamente poche stelle e contiene ancora molta polvere. Se si osserva attentamente, si possono individuare più di una dozzina di piccole strisce blu, verdi e rosse sparpagliate in tutta l’immagine. Si tratta di asteroidi, pezzi di materiale roccioso e metalli, grandi pochi chilometri, in orbita intorno al Sole. La maggioranza si trova nella Prima Cintura compresa tra le orbite di Marte e di Giove. Barnard 59 è circa dieci milioni di volte più lontana dalla Terra di questi piccoli oggetti. Gli asteroidi si muovono durante l’esposizione e producono piccole tracce. Poichè l’immagine è stata formata a partire da numerose altre prese in colori e tempi diversi, anche i piccoli tratti colorati sono spostati gli uni rispetto agli altri. Mentre si osserva questo arazzo riccamente intessuto di oggetti celesti, si consideri per un momento che quando si guarda dalla Terra verso questa “fetta” cielo si può nascondere l’intera immagine sotto il pollice, con il braccio teso, nonostante misuri circa sei anni luce alla distanza di Barnard 59. Non solo. Una nuova immagine dell’Osservatorio di La Silla dell’ESO in Cile mostra lo spettacolare Ammasso Globulare Messier 4. Questa sfera di decine di migliaia di stelle antiche è uno degli ammassi globulari più vicini e più studiati. Un lavoro recente ha rivelato che una della sue stelle ha proprietà strane e inaspettate: forse possiede il segreto dell’eterna giovinezza. Nella Via Lattea, vecchia di 12 miliardi di anni, orbitano più di 150 ammassi globulari che risalgono al lontano passato dell’Universo. Uno dei più vicini alla Terra è il Messier 4 (noto anche come NGC 6121) nella costellazione dello Scorpione. Quest’oggetto brillante può essere visto facilmente con un binocolo, vicino alla stella rossa Antares, e con un piccolo telescopio amatoriale si possono distinguere alcune delle sue stelle più brillanti. La nuova immagine dell’ammasso, presa con il Wide Field Imager, rivela molte delle decine di migliaia di stelle dell’ammasso che si staglia sul ricco sfondo della Via Lattea. Gli astronomi hanno anche studiato molte stelle individuali dell’ammasso utilizzando gli strumenti del Very Large Telescope. Bene, dividendo la luce delle stelle nei suoi colori costituenti possono stabilirne la composizione chimica e l’età. I nuovi risultati ottenuti per le stelle di Messier 4 sono sorprendenti. Le stelle negli ammassi globulari sono vecchie e perciò non dovrebbero essere ricche di elementi chimici più pesanti dell’Elio. La maggior parte degli elementi chimici più pesanti per fare l’Uomo sono prodotti nelle stelle e, quindi, dispersi nel mezzo interstellare alla fine della loro vita. Questo materiale arricchito forma quindi l’elemento costitutivo delle future generazioni di stelle. Ne consegue che gli astri molto vecchi, come quelli degli ammassi globulari, che si sono formati prima che il mezzo fosse arricchito in modo significativo, hanno una minore abbondanza di elementi più pesanti rispetto alle stelle, come il nostro Sole (che non producono elementi più pesanti del Ferro), che si sono formate più tardi. Questo è ciò che si trova. Ma una delle stelle dello studio recente ha molto più Litio, un elemento molto raro e importante per la vita intelligente, di quanto ci si aspettava. La fonte di questo Litio è misteriosa secondo gli scienziati dell’ESO. Di solito questo elemento si distrugge gradualmente nel corso dei miliardi di anni di vita di una stella. Ma in questa stella, una tra le migliaia osservate, sembra aver scoperto il segreto dell’eterna giovinezza. In qualche modo l’astro in questione è riuscito a mantenere il proprio Litio originale oppure ha trovato il modo di arricchirsi di Litio appena formato. L’immagine del WFI mostra una panoramica dell’ammasso e del suo ricco ambiente. Una veduta più dettagliata e complementare della regione centrale, ottenuta con il telescopio orbitante Hubble della NASA/ESA è stata pubblicata nella serie “Hubble Picture of the Week”. Studi che potranno essere integrati e perfezionati dal Sardinia Radio Telescope installato nella meravigliosa isola italiana della Sardegna, a circa 35 km da Cagliari, in località Pranu Sanguni, nel comune di San Basilio. Qui gli astronomi italiani sono impegnati nello sviluppo di un grandioso impianto scientifico, il Sardinia Radio Telescope (SRT). È un potente radiotelescopio del diametro di 64 metri, di concezione moderna, disegnato per applicazioni di radioastronomia, geodinamica e scienze spaziali, che si configura come una struttura scientifica internazionale di altissimo profilo (http://www.srt.inaf.it/multim/webcams). Il primo oggetto osservato dal Sardinia Radio Telescope è una radiogalassia brillante, denominata Hydra A. “Le radiogalassie – spiega Andrea Possenti, astronomo Inaf, che vivamente ringraziamo per l’intervista speciale esclusiva concessa – sono galassie con una fortissima emissione radio, molto più forte di quella della Via Lattea”. Dottor Possenti, fin dove può “arrivare” il SRT e con quale risoluzione spazio-temporale? “Non c’è un limite preciso alla distanza massima degli oggetti osservabili dal SRT. Dipende dall’intensità radio del segnale e dal tempo di osservazione. In linea di principio si potranno osservare ammassi di galassie lontanissimi (10 e piu miliardi di anni luce), agli albori della storia dell’Universo. La risoluzione spaziale dipende dalla lunghezza d’onda utilizzata. Per osservazioni a 7 GHz, il primo ricevitore installato, la risoluzione spaziale teorica è di circa 3 minuti d’arco, corrispondente ad un decimo del diametro apparente della Luna. Quando in futuro saranno installati dei ricevitori a 100 GHz, la risoluzione spaziale sarà di circa 10 secondi dìarco, ossia 1/150 del diametro apparente della Luna”. Dottor Possenti, sarà possibile da casa, anche ai privati cittadini, programmare liberamente l’osservazione di oggetti astronomici al SRT? “Le osservazioni al SRT saranno rese disponibili con modalità analoghe a quelle di tutti i radiotelescopi (e gli strumenti astronomici) più importanti del pianeta. Ossia attraverso il meccanismo dei “proposal”.Le proposte di osservazioni (da chiunque redatte, anche privati cittadini) saranno vagliate da un pool internazionale di esperti che darà un voto ad ogni proposta. I “proposal” con i voti migliori otterranno il tempo di osservazione”. Dottor Possenti, che tipo di immagine produce il SRT? “Mappe dei cielo in banda radio. La codifica “fotografica” avviene mediante una scala di “falsi colori” scelti dall’astronomo di turno: ad esempio dove l’emissione radio è più intensa si può scegliere il rosso, dove lo è un po’ meno l’arancione, dove lo è ancora meno il rosa, e così via fino al nero dove non c’è emissione radio. Ma ci sono astronomi che preferiscono altre “scale” di falsi colori, mettendo ad esempio il blu come colore associato al massimo dell’emissione. Basta intendersi fra chi produce la mappa e i lettori dell’articolo in cui viene riportata”. Dottor Possenti, sarà possibile effettuare l’interferometria radio con i nostri radiotelescopi della Sicilia e di Medicina? “Presto SI e ciò permetterà al SRT di arrivare a risoluzioni angolari elevatissime, producendo mappe dettagliatissime”. Sarà possibile ampliare la “baseline” del SRT con i più potenti radiotelescopi del mondo per osservare-ascoltare tutti i sistemi solari “alieni” più vicini alla Terra? “L’interferometria su lunga base non è molto utile per questo tipo di ricerche. Meglio i dischi singoli o schiere di piccoli dischi disposti su distanze ravvicinate”. Dottor Possenti, sarà possibile intercettare con il SRT un’eventuale improvvisa comunicazione “aliena”? Sarà possibile intercettare l’inquinamento elettromagnetico “alieno” prodotto su altri mondi? Tecnicamente è possibile, a patto che l’inquinamento sia di “potenza” adeguata. Esiste da molti decenni un programma di ricerca radioastronomica proprio a questo scopo (detto SETI) operante presso i maggiori radiotelescopi del pianeta. Anche il SRT potrà fare la sua parte. Il SRT vuole captare segnali dallo spazio e tutte le emissioni radio di natura umana sono un potenziale ostacolo perché possono disturbare la ricezione dei segnali celesti. Quindi il SRT opererà sintonizzandosi il più lontano possibile dalle bande ove operano i cellulari o altre sorgenti radio di natura umana”.

Nicola Facciolini