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LA RIVISTA MULTIMEDIALE GRATUITA DI ASTRONOMIA CHE TI AGGIORNA SUGLI ULTIMI AVVENIMENTI EXTRATERRESTRI |’ 2 ASTROFILO PUNTO rivista mensile di informazione scientifica e tecnica ● giugno 2013 ● numero 6 ● € 0,00 0 Già scoperta un'altra Terra? Esplosioni di acqua marziana

• Astrofilo fotografa GRB da record • Risolte le galassie submillimetriche • La Relatività supera un test estremo • L'acqua della cometa SL9 su Giove • Nuovo look per la Ring Nebula

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l’ASTROFILO I principali articoli di questo numero

rivista mensile di informazione scientifica e tecnica Già scoperta un'altra Terra? anno VI numero 5 maggio 2013 Continua la marcia di avvicinamento alla scoperta della prima Terra extrasolare, con l'individuazione di tre pianeti poco più grandi del nostro, inseriti nella zona abitabile delle loro stelle e quindi potenzialmente adatti alla vita. Non appena ci sarà modo di calcolare la loro massa sapremo se e quanto... a pagina 4

Esplosioni di acqua marziana L'acqua su Marte viene solitamente immaginata sotto forma di ghiaccio e anche liquida, ma ci sono state situazioni in cui era allo stato di vapore e con una pressione tale da far esplodere il centro di alcuni crateri, trasformando quello che sarebbe potuto divenire un picco in una profonda buca. a pagina 12

Direttore Responsabile Risolte le galassie submillimetriche Michele Ferrara Per oltre un decennio gli astronomi hanno provato a indagare a Consulente Scientifico fondo la natura di una classe di galassie estremamente polverose, Prof. Enrico Maria Corsini ma le basse risoluzioni offerte dagli strumenti che operavano alle Editore lunghezze d'onda dove esse sono più brillanti hanno reso vano Astro Publishing di Pirlo L. ogni tentativo. Ora, grazie ad ALMA, l'obiettivo è stato raggiunto. Via Bonomelli, 106 - 25049 Iseo - BS email [email protected] a pagina 18 Stampa copie promozionali Color Art S.r.l. Via Industriale, 24-26 25050 Rodengo Saiano - BS L'acqua della cometa SL9 su Giove Distribuzione Che le comete abbiano portato grandi quantità di acqua sui Gratuita a mezzo Internet pianeti del sistema solare è sempre stata più una certezza che Internet Service Provider un'ipotesi, mai però suffragata da prove. Ora, grazie al telesco- Aruba S.p.A. pio spaziale Herschel, le prove sono state trovate e riportano di Loc. Palazzetto, 4 - 52011 Bibbiena - AR attualità l'impatto della Shoemaker-Levy 9 contro Giove. Registrazione Tribunale di Brescia a pagina 24 numero di registro 51 del 19/11/2008

Associazione di categoria Astro Publishing di Pirlo L. è socio effettivo dell’Associazione Nazionale La Relatività supera un test estremo Editoria Periodica Specializzata Via Pantano, 2 - 20122 Milano La Relatività di Einstein ha superato anche il test degli intensis- simi campi gravitazionali che nei sistemi binari stretti portano Copyright alla produzione delle onde gravitazionali a spese del momento I diritti di proprietà intellettuale di tutti i testi, le immagini e altri materiali con- angolare. Al contrario, le teorie antagoniste, che proprio in tenuti nella rivista sono di proprietà quell'ambiente estremo cercavano un’affermazione... dell’editore o sono inclusi con il per- messo del relativo proprietario. Non è a pagina 32 consentita la riproduzione di nessuna parte della rivista, sotto nessuna for- ma, senza l’autorizzazione scritta del- l’editore. L’editore si rende disponibile con gli aventi diritto per eventuale Astrofilo fotografa GRB da record materiale non identificato. Il 27 aprile scorso è apparso nella costellazione del Leone un Pubblicità lampo gamma eccezionalmente brillante e persistente, la cui Astro Publishing di Pirlo L. Via Bonomelli, 106 - 25049 Iseo - BS controparte ottica è stata fotografata anche da un esperto email [email protected] astrofilo dello Utah. Quel giorno festeggiava il suo compleanno... non male come regalo! a pagina 42

Il resto all’interno. Dove non diversamente specificato, tutti i contributi si intendono opera del team della rivista l’Astrofilo. Materiale soggetto a copyright. kepler_6269:l'Astrofilo 29/05/13 08:10 Page 4

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Già scoperta u Terra?

Continua la marcia di avvicinamento alla scoperta isione artisti- Vca del sistema della prima Terra extrasolare, con l'individuazione di Kepler-62, con in primo piano il di tre pianeti poco più grandi del nostro, inseriti pianeta “f” dal bordo del quale nella zona abitabile delle loro stelle e quindi po- spunta la stella, tenzialmente adatti alla vita. Non appena ci sarà mentre sulla sini- stra splende il più modo di calcolare la loro massa sapremo se e interno pianeta “e”. [NASA/Ames/ quanto assomigliano al nostro mondo. JPL-Caltech]

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un'altra

on hanno dimensioni strettamente si- bene anche misure diverse, purché in grado mili a quelle della Terra, ma in quanto di fornire, opportunamente combinate, ha- Nad abitabilità potrebbero già essere bitat favorevoli al sostentamento della dei validi candidati. Si tratta di tre pianeti vita, ma poiché abbiamo un solo esempio scoperti in due sistemi extrasolari che di di pianeta che ha sicuramente quelle carat- pianeti ne contengono in tutto sette. Uno teristiche, il nostro, trovarne uno che gli so- di quei tre potrebbe offrire ambienti per migli in tutto e per tutto soddisfarebbe in certi versi paragonabili a quelli in cui vi- un certo senso anche la componente psico- viamo, ma per verificare tutto ciò servirà al- logica, se così vogliamo chiamarla. Il più in- meno qualche anno. A registrare la presen- teressante dei due sistemi extrasolari si za dei due sistemi è stato il solito telescopio trova nella costellazione della Lira, a circa spaziale Kepler, che ormai sta scrivendo un 1200 anni luce di distanza dalla Terra. La capitolo indelebile nella storia dell'astrono- stella posta al suo centro, denominata Ke- mia. Come noto, gli astronomi si aspettano pler-62, è una nana arancione di tipo K, con che sia quello strumento a individuare per diametro pari a 2/3 di quello del Sole, che primo pianeti di taglia terrestre posti a circa irradia solo 1/5 dell'energia di quest'ul- 1 unità astronomica di distanza da stelle timo. (Ricordiamo che anche il Sole è una gemelle del Sole. Andrebbero per la verità stella nana, ma di tipo G.)

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Le minori dimensioni di Kepler-62 compor- tano una minore lu- minosità e quindi un flusso di calore pro- porzionalmente infe- riore, che si traduce in una zona abitabile di quel sistema che è più interna di quan- to non sia nel nostro, ma non per questo meno adatta a ga- rantire un habitat vi- vibile. A scoprire che attorno a quella stel- la orbitano dei pia- neti è stato William Borucki, del NASA's della zona abitabile, il che non vuol dire au- l ruolo fonda- Ames Research Center, Principal Investigator tomaticamente che quel pianeta sia adatto I mentale del te- per il Kepler Space Telescope. Coadiuvato da alla vita, molto dipende infatti dalla sua lescopio spaziale una cinquantina di collaboratori, Borucki ha massa, dalla sua composizione e dal conse- Kepler nella sco- messo in evidenza quattro serie di transiti guente tipo di atmosfera che può venire a perta dei pianeti extrasolari è ben sul disco di Kepler-62, attribuendoli ad al- crearsi. Per ora tutte quelle caratteristiche sintetizzato da trettanti pianeti, denominati Kepler-62b, possono solo essere ipotizzate, ma conside- questo confronto Kepler-62c, Kepler-62d, Kepler-62e, aventi rando che siamo in presenza di un sistema fra quelli noti nel rispettivamente tempi di rivoluzione di circa evoluto (avendo Kepler-62 circa 7 miliardi di campo celeste se- 6, 12, 18 e 122 giorni. I primi tre, due dei anni) e considerando anche le modeste di- tacciato dallo quali un po' più grandi della Terra e uno mensioni dei pianeti è assai probabile che la strumento prima grande circa quanto Marte, sono intuibil- loro struttura sia essenzialmente rocciosa. In della sua entrata mente troppo vicini alla loro stella per poter tal caso, Kepler-62e, che ha un diametro di in funzione (a si- essere considerati ospitali. Al contrario, Ke- circa 20500 km, potrebbe sicuramente aver nistra) e a mis- pler-62e va a collocarsi sul confine interno trattenuto un'atmosfera, anche se nulla si sione già abbon- può dire sulla sua dantemente av- densità e composi- viata (a destra). [NASA/Ames/JPL- zione, e sappiamo Caltech] bene dallo studio dei pianeti terre- stri del nostro si- stema solare quan- to quei fattori sia- sinistra, il si- no determinanti ai A stema di Ke- fini della vivibilità pler-62 viene con- di un pianeta. frontato in scala In questo quadro, con la parte più tutto sommato fin interna del no- qui non particolar- stro. La rappre- sentazione del- mente interessan- l’ampiezza delle te, viene a inserirsi zone abitabili è qualche tempo do- da considerare po la scoperta di molto ottimistica. Borucki un nuovo [NASA Ames JPL- elemento che ren- Caltech]

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n quest’altro de tutto un po' più I diagramma ad speciale. Si tratta essere confron- di un altro pia- tato col nostro si- neta, Kepler-62f, il stema è quello di cui rilevamento da Kepler-69. Anche parte del telesco- in questo caso le proporzioni sono pio Kepler non era state rispettate, stato ritenuto suf- ma l’ampiezza ficientemente do- delle zone abita- cumentato dal te- bili rimane otti- am dell'Ames, in mistica (è stata quanto erano stati determinata pren- registrati compiu- dendo come mo- tamente solo due dello il nostro si- dei tre transiti ne- stema solare e cessari a certificare supponendo che la natura di pia- sia Venere sia neta. Il terzo po- Marte possano essere stati in un tenziale transito di lontano passato Kepler-62f era co- molto più ospitali inciso con una procedura automatica di tra- Brian Lee, sono riusciti a recuperare quel di quanto non sia- sferimento dati all'interno del dispositivo di terzo transito e ad elevare così quel segnale no oggi). [NASA ripresa di Kepler ed era stato pertanto con- periodico allo status di pianeta. Ames/JPL-Caltech] siderato perso. Ma attraverso un algoritmo Dall'entità della caduta di luce durante i appositamente realizzato, due ricercatori transiti, i ricercatori hanno potuto stabilire della University of Washington, Eric Agol e che il diametro di Kepler-62f supera quello della Terra di appena il 40% ed è dunque vicino ai 18000 km. Dall'intervallo fra un transito e l'altro è stato invece facile de- durre il periodo di rivoluzione, poco più di 267 giorni, il che col- loca Kepler-62f nel bel mezzo della zona abitabile della sua stella, e ciò alza notevolmente le probabilità che quel mondo pre- senti condizioni adatte alla vita. Ad oggi, Kepler-62f è per dimen- sioni e collocazione orbitale il pianeta più simile alla Terra, e se la massa non dovesse essere di molto superiore a quella che ab- biamo sotto i piedi, potrebbe anche risultare adatto all'insedia- mento di forme di vita.

re membri del team di Kepler, T Jon Jenkins, Natalie Batalha e William Borucki, visionano una lunga serie di transiti planetari pro- iettati su un enorme vidiwall. Dal co- lore delle stelle si intuisce che sono quasi tutte di tipo solare. [NASA]

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nostri quattro pia- I neti interni, il mini- Nettuno Kepler-22b e i sette di cui si parla nell’articolo sono qui rappresentati con rife- rimento al tipo di stella cui apparten- gono e alla loro collo- cazione rispetto alla zona abitabile. Ke- pler-62f risulta essere il più promettente. [L. Kaltenegger (MPIA)] Qualora la massa fos- se circa uguale a quella terrestre (di- stribuita quindi in un volume più ampio) Kepler-62f potrebbe presentare una rile- vante quantità di ac- qua in superficie, al punto da essere rico- perto da un oceano globale, profondo parecchi chilometri, come previsto da un modello sviluppato presso l'Harvard-Smithsonian Center for ratteristiche (si veda l'Astrofilo dell'aprile Astrophysics da Lisa Kaltenegger. Secondo la 2012). Al crescere dei valori delle masse di ricercatrice, uno scenario simile potrebbe ca- questi due pianeti, crescerebbe ovviamente ratterizzare anche Kepler-62e, uno scenario la componente rocciosa e oltre un certo li- peraltro non nuovissimo, essendo già noto mite diverrebbero mondi inospitali, proba- da oltre un anno un pianeta con quelle ca- bilmente caratterizzati da un'intensa attivi- tà geologica. Tutto ciò che sappiamo PER VIDEO E ANIMAZIONI SI RIMANDA ALLA sulle masse di quei VERSIONE MULTIMEDIALE pianeti è che non DELLA RIVISTA PRESENTE SUL SITO WEB sono sufficienti a el video a http://ita.astropublishing.com/ spostare in modo N fianco sono percepibile dai mi- riassunte le ul- gliori strumenti la time scoperte stella attorno alla compiute grazie quale orbitano, co- al telescopio spa- sa che permette di ziale Kepler. I ri- sultati di quei fissare a 35 masse lavori sono stati terrestri il limite pubblicati lo superiore delle lo- scorso aprile su ro masse, un va- Science e The lore utile solo per Astrophysical confermarne la na- Journal. [NASA tura planetaria e Ames/JPL-Caltech]

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uesto raffron- effetto serra. Que- Q to è indicati- sto viene visto co- vo di come nell’ul- me indispensabile timo anno abbon- al mantenimento dante gli astrono- di una temperatu- mi si siano avvici- ra accettabile, con- nati a scoprire pianeti grandi co- siderando che Ke- me la Terra. Ke- pler-62f riceve dal- pler-62f è l’ultimo la sua stella solo il scoperto e confer- 40% dell'energia mato in ordine di che la Terra riceve tempo. [NASA/ dal Sole. Quelle me- Ames/JPL-Caltech] desime condizioni sarebbero invece null’altro. L'opinione più diffusa è comun- non auspicabili per Kepler-62e, il quale ri- que quella che i due corpi abbiano masse ti- cevendo il triplo dell'energia ricevuta dal piche dei pianeti terrestri e che la loro suo vicino sarebbe un umidissimo forno. eventuale abitabilità dipenda principal- Diverse composizioni delle atmosfere po- mente dalla composizione della loro atmo- trebbero invertire le sorti dei due piane- sfera. Secondo Borucki, affinché Kepler-62f ti, con Kepler-62e che diventa ospitale e possa offrire condizioni adatte alla vita Kepler-62f che si trasforma in un freezer. come noi la conosciamo è necessario che L'unico modo per sapere quale scenario si abbia, oltre a una superficie terracquea, confà alla realtà è quello di osservare diret- anche un'atmosfera ricca di anidride carbo- tamente le loro atmosfere, attività sicura- nica, in grado di favorire la presenza di un mente alla portata dei telescopi della prossima generazione. Secondo L. Kaltenegger, D. Sasselov e S. Rugheimer, autori di uno dei di- versi articoli dedicati a queste sco- perte e apparsi sulle ultime edizioni di Science e The Astrophysical Jour- nal, qualora uno dei tre pianeti po- tenzialmente abitabili fosse un waterworld (un pianeta d'acqua, al- meno in superficie), la sua analisi spettrale durante i transiti dovrebbe rilevare impronte tipiche a seconda della posizione del pianeta all'in- terno della zona abitabile, ma come si può immaginare ciò può essere fatto solo nel corso dei transiti. Rimandando l'incognita della compo- sizione atmosferica a tempi futuri, si

l grafico a fianco rappresenta la rela- I zione attesa fra massa e raggio (ovvero la densità media) per diversi pianeti. La legenda indica la composizione chimica prevalente. Ci sono indizi che portano a considerare Kepler-62e e Kepler-62f par- ticolarmente ricchi di acqua. Kepler-11b e Kepler-11f sono evidentemente dei mini- Nettuno gassosi. [L. Kaltenegger (MPIA)]

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due. Il primo e più vi- l piano focale di cino alla stella è Ke- I Kepler durante pler-69b, una superTer- la messa a punto ra grande il doppio del in laboratorio. È nostro pianeta, che composto di 21 CCD di grande compie una rivoluzione formato e di 4 in appena 13 giorni, il CCD molto più che tradisce la sua po- piccoli (quelli sizione estremamente sugli angoli) de- ravvicinata all'astro e stinati alla guida una temperatura su- fine del punta- perficiale proporzio- mento. In basso nalmente elevata. Più vediamo uno dei interessante è invece moduli CCD pri- Kepler-69c, grande 1,7 ma dell’assem- volte la Terra e collo- blaggio. [ASA/ cato su un'orbita che Kepler mission] completa in 242 giorni, periodo paragonabile

potrebbe tentare almeno di risolvere il pro- blema della determinazione delle masse, at- traverso la misurazione degli effetti gra- vitazionali prodotti all'interno del sistema da ogni pianeta sugli altri, e ciò partendo dagli anticipi e dai ritardi dei singoli transiti rispetto ai tempi attesi. Questa via è già per- corribile con gli strumenti attuali, in primis lo stesso Kepler, ma per arrivare a risultati a quello di Venere. A differenza di quest'ul- incontrovertibili sarà necessario qualche timo potrebbe però essere più vivibile, poi- anno. Visto che la missione Kepler si pro- ché si trova sufficientemente dentro la zona trarrà quasi certamente oltre la scadenza abitabile della sua stella. programmata del 2016, ci sono comunque A scoprire i pianeti di Kepler-69 è stato un buoni motivi per ritenere che l'ostacolo sarà team di ricercatori guidato da Tom Barclay superato (prima sarà però necessario risol- (Bay Area Environmental Research Insti- vere i problemi tecnici intervenuti recente- tute), che ha sottolineato come l'individua- mente sul sistema di puntamento del tele- zione di un pianeta poco più grande del scopio). La stessa procedura dovrà essere se- nostro attorno a una stella come la nostra guita per tutti i sosia del sistema Terra-Sole, sia una pietra miliare sulla strada che por- a meno che non si riesca a determinare le terà alla scoperta di altre Terre. masse planetarie per altre vie. Allo stato attuale delle cose non è dunque Come dicevamo all'inizio, sono due i sistemi possibile stabilire se almeno uno dei tre extrasolari nei quali sono stati scoperti gli candidati finora più simili alla Terra sia a- ultimi candidati pianeti abitabili, e il se- datto a ospitare forme di vita, anche molto condo è quello di Kepler-69, una stella elementari. Di sicuro siamo sempre più vi- molto simile al nostro Sole (93% del diame- cini a quel traguardo e non è da escludere tro, 80% della luminosità), posta a circa che la prossima volta che torneremo su que- 2700 anni luce di distanza nella costella- sti temi sarà per annunciare la scoperta zione del Cigno. I pianeti che ospita sono della prima Terra extrasolare. n

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1° giorno giovedì 31/10 PARTENZA DA MILANO E ROMA Ritrovo dei partecipanti all’aeroporto per la partenza del volo Ethiopian Airlines per Addis Abeba: da Milano/Malpensa partenza alle ore 20:45. da Roma Fiumicino partenza alle ore 23:05. (L’aereo che parte da Milano fa scalo a Roma e pro- segue per Addis Abeba.) Pernottamento a bordo.

2° giorno venerdì 1/11 ARRIVO A ENTEBBE – KAMPALA – JINJA Arrivo ad Addis Abeba alle ore 7:00 e coincidenza per Entebbe alle ore 10:55 con il volo Ethiopian Airlines. Arrivo all’aeroporto ugan- dese alle ore 13:05. Partenza con i fuoristrada per Kampala lungo la strada che costeggia il Lago Vittoria. Breve visita della città. Proseguimento per Jinja e sistemazione al King- fisher Safari Resort (cottage in muratura con servizi in- terni). Cena e pernottamento.

3° giorno sabato 2/11 JINJA – DOVE IL NILO INIZIA IL SUO CORSO – PARCO NAZIONALE CASCATE MURCHISON (tragitto di circa 6 ore su strada asfaltata) UGANDA Prima colazione e giro panoramico della città, situata sulle sponde del lago Vittoria. Sosta nel punto dove il Nilo inizia il suo corso. Visita alla scuola organiz- dal 31 ottobre al 7 novembre 2013 zata dall’associazione italiana “L’Arte del Vivere con Lentezza”. Proseguimento in direzione nord verso la più grande delle riserve protette nel Paese, il Parco Nazionale delle Cascate Murchison. Sosta con estensione facoltativa fino all’11 novembre presso la piccola riserva di Ziwa, dove è in atto un progetto per il ripopolamento dei rinoceronti, da viaggio in aereo e fuoristrada tempo estinti in Uganda. Sarà un’opportunità per fare una “camminata” a fianco di questi rarissimi animali. Pranzo in ristorante nella riserva. Arrivo nel tardo pomeriggio al Parco Nazionale delle Cascate dove il Nilo e l’Umanità hanno iniziato il loro corso Murchison e sistemazione al Red Chilli Rest Camp nella Rift Valley (cottage in legno, solo alcuni con i servizi interni, la cui disponibilità verrà data all’atto dell’iscrizione. Il campo si trova proprio nel bel mezzo del Parco nelle vicinanze del fiume Nilo). Cena e pernottamento. Dopo cena osservazione notturna del cielo.

4° giorno domenica 3/11 OSSERVAZIONE DEL- L’ECLISSE TOTALE DI SOLE IN COLLABORAZIONE CON Dopo la prima colazione, tempo a disposizione permettendo, possibile safari fotografico nel Parco Murchison Falls: si parte a bordo dei veicoli fuoristrada 4x4 per osservare animali e vola- tili. Si potranno incontrare leoni, giraffe, elefanti, bufali, varie fami- glie di antilopi. La savana si estende fino al Lago Alberto, all’uscita del Nilo, nelle cui zone acquitrinose si può talvolta scorgere “l’uccello dal becco a scarpa”. Spostamento nel luogo stabilito per l’osservazione dell’eclisse. Pranzo al sacco. Nel pomeriggio osservazione dell’eclisse. Cena e pernottamento al campo. Dopo cena osservazione notturna del cielo.

5° giorno lunedì 4/11 PARCO NAZIONALE CASCATE MURCHISON – FORESTA DI BUDONGO Prima colazione e partenza presto al mattino per un safari fotografico nel parco di Murchison Falls. Pranzo al sacco. Nel primo pomeriggio si effettuerà un’escursione in battello lungo il corso del Nilo fino alla base delle cascate Murchison. Gli avvistamenti di volatili d’acqua oltre a ippopotami e cocco- drilli sono qui notevolissimi. Proseguimento a piedi e soste nei punti panoramici delle cascate fino ad arrivare alla “cima delle cascate”. Qui il fiume Nilo restringe il proprio corso passando lungo un canyon roccioso di poche centinaia di metri, irrompendo così nella grande Rift Valley di Occidente: uno spettacolo eccezionale. Continuazione verso la foresta di Budongo.Sistemazione al Budongo Eco-Lodge (cottage in legno a due letti e con tre/quattro letti, nel cuore della foresta, solo alcuni con i servizi interni, la cui disponibilità verrà data all’atto dell’iscrizione). Cena e pernottamento. Dopo cena osservazione notturna del cielo.

6° giorno martedì 5/11 FORESTA DI BUDONGO – TREKKING FINO AL LUOGO DEGLI SCIMPANZE’ – HOIMA Dopo la prima colazione, di buon mattino, ritrovo presso il sito ecoturistico Kaniyo-Pabidi, da dove si inizierà il trekking nella foresta tropicale per osservare gli scimpanzé. La zona che visiteremo è l’am- biente naturale degli scimpanzé e di altri primati come le scimmie colobo di color bianco e nero, le scimmie dalla coda rossa, le scimmie blu, vervet e babbuini. Pranzo al lodge. Nel pomeriggio visita ad un villaggio di pescatori per entrare in diretto contatto con la realtà sociale degli abitanti del luogo. Proseguimento per Hoima e sistemazione al Kontiki Hotel (cottage in muratura con servizi interni). Cena e pernottamento. Dopo cena osservazione notturna del cielo.

7° giorno mercoledì 6/11 HOIMA – ENTEBBE – PARTENZA PER L’ITALIA

Richiedete il programma completo, con i costi e i dettagli dell’estensione facoltativa a CIVATURS ROMA Via Nizza, 152 00198 ROMA Tel. 068840504 Fax 0664220524 [email protected] www.stellaerrante.it marte:l'Astrofilo 29/05/13 08:26 Page 12

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EsplosioniEsplosioni didi marzianamarziana

no dei “twin craters” visto sotto una particolare pro- U spettiva, ottenuta elaborando immagini prese dal Mars Express tramite modelli digitali della superficie mar- ziana. Il centro del cratere mostra chiaramente i segni di una grande esplosione. [ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)]

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EsplosioniEsplosioni didi acqua acqua

marzianamarziana L'acqua su Marte viene soli- tamente immaginata sotto forma di ghiaccio e anche li- quida, ma ci sono state si- tuazioni in cui era allo stato di vapore e con una pres- sione tale da far esplodere il centro di alcuni crateri, trasformando quello che sarebbe potuto divenire un picco in una profonda buca.

he su Marte vi sia stata abbondanza di acqua in passato è una certezza e il C rover Curiosity ce ne ha data ampia conferma diretta l'anno scorso fotogra- fando ciò che resta di antichissimi torrenti (si veda l'Astrofilo del novembre 2012). Già da almeno un decennio a questa parte sa- pevamo comunque che per spiegare deter- minate caratteristiche del suolo e del sottosuolo marziano era inevitabile chia- mare in causa l'intervento di grandi masse d'acqua. Le immagini inviate sulla Terra da vari orbiter erano eloquenti a quel ri- guardo, così come lo sono quelle raccolte negli ultimi mesi dall'High Resolution Ste- reo Camera del Mars Express, sonda del- l'ESA che orbita attorno al pianeta rosso da

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a regione di L Thaumasia Planum è posta a sud di un tratto dell’immensa Valles Marineris, il più grande ca- nyon del sistema solare. Questa immagine, ri- presa con la High-Resolution Stereo Camera del Mars Express, mostra con una scala colore le di- verse profondità raggiunte dalle varie conforma- zioni. Si intuisce già come il centro dei “twin craters” sia più basso del fondo dei crateri. L’immagine è stata ottenuta il 4 gennaio scorso, durante l’orbita 11467. Il cratere Arima è quello più a nord. [ESA/DLR/FU Ber- lin (G. Neukum)]

quasi dieci anni. Tra le immagini più recenti Le immagini di quei soggetti raccolte dal ci sono quelle che ritraggono i “twin cra- Mars Express hanno contribuito a rafforzare ters”, una coppia di crateri quasi gemelli l'ipotesi che possa realmente trattarsi di formatisi su un altipiano chiamato Thauma- strutture prodotte da potenti esplosioni, av- sia Planum, poco a sud della Valles Marine- venute nel corso dell'evento che ha dato ori- ris, il più grande canyon del sistema solare. gine a ciascun cratere, contestualmente alla I due crateri hanno un diametro di poco su- decompressione dei terreni seguita all'istante periore ai 50 km, sono disposti esattamente dell'impatto. Quando un asteroide si schian- uno a nord dell'altro e i loro centri sono se- ta contro la superficie di un pianeta, la gran parati di un centinaio di chilometri. parte dell'energia cinetica di cui è dotato si A differenza della quasi totalità degli altri trasforma in energia termica, ovvero calore. crateri da impatto presenti su Marte, questi Quel calore, oltre a vaporizzare o liquefare due sono caratterizzati da una curiosa pecu- gli elementi che compongono i terreni diret- liarità: anziché essere dotati di picco centrale, tamente colpiti, si trasmette rapidamente hanno in quella posizione una gigantesca anche nel sottosuolo, dove surriscalda l'ac- buca di 10-15 km di diametro, che già a qua in esso contenuta (se ve n’è), la quale prima vista sembra scavata da un'esplosione. trasformandosi in vapore crea una pressione

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’immagine in proporzionata alla quantità di acqua interes- formazione in quel tratto del sottosuolo L basso mostra sata dal fenomeno. A quel punto il vapore ir- marziano era sicuramente presente una di- in maggiore det- rompe nelle fratture appena generate dal- screta quantità di acqua. taglio le diverse l'impatto e si sfoga producendo un'esplo- Come si può facilmente constatare dalle im- profondità rag- sione tanto più potente quanto maggiore è magini qui presentate, le buche dei due cra- giunte all’interno la resistenza opposto dallo strato di terre- teri non sono identiche, differiscono infatti dei “twin craters”. no sovrastante. Quest'ultimo viene general- per larghezza e profondità, suggerendo che L’anonimo cra- tere di sinistra mente eiettato tutto attorno, ma può anche uno dei due impatti fu più energetico dell'al- (nella realtà a semplicemente collassare nella cavità lasciata tro e/o che fu coinvolta una maggiore quan- sud) ha una buca dall'acqua evaporata, nel caso che non vi sia tità di acqua. Sia in un caso che nell’altro, i decisamente più una vera e propria esplosione, riducendosi la corpi impattanti avevano presumibilmente ampia e pro- pressione del vapore attraverso un semplice un diametro non lontano dai 5 km e data la fonda, indice del e graduale sfiatamento. disposizione dei due crateri non si può esclu- fatto che l’esplo- In entrambi i casi rimane una buca, che a se- dere che siano stati originati contempora- sione da cui ha conda della larghezza, della profondità e neamente da un asteroide doppio. Il cratere tratto origine ha dell’eventuale presenza di ejecta (il mate- più meridionale, anonimo, presenta una coinvolto molta riale sparpagliato tutto attorno), potrà for- buca più ampia e profonda, cosa che traspare più acqua di nire qualche indicazione sul quantitativo di chiaramente dalla mappa topografica, sulla quanto accaduto acqua coinvolta. Qualunque sia la sequenza quale con una scala colore altimetrica con- al vicino cratere di eventi attraverso la quale la pressione si venzionale sono indicati in rosso scuro i ter- Arima. La posi- zione areografica libera, ciò avviene al centro del cratere, per- reni più elevati e in viola quelli più profondi. dei “twin craters” ché è in quella posizione che si concentra la L'ipotesi di una maggior concentrazione di è prossima a maggior parte dell'energia termica deri- acqua al di sotto del cratere anonimo è suf- 17°S; 296°E. vante dall'impatto. I “twin craters” sono una fragata anche dal fatto che esso si è formato [ESA/DLR/FU Ber- dimostrazione lampante di tutto ciò e la in un'area meno elevata di quella dove ve- lin (G. Neukum)] buca centrale rivela che al tempo della loro diamo l'altro, denominato Arima, e poiché

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l'acqua tende ad accumularsi in basso ecco lo fanno in un modo una possibile via per spiegare le differenza diverso. Non accumu- macroscopiche fra le due strutture. landosi abbastanza e- Ma non sono solo i due grandi crateri gemelli nergia al centro del cra- a dirci che in tempi remoti quell'area era ric- tere non si ha una consi- ca di acqua sotterranea. Nei loro dintorni vi stente evaporazione e quindi sono infatti alcune formazioni minori che l'esplosione che scava la buca, ma l'impatto nondimeno rivelano la presenza di acqua fa emergere comunque una certa quantità di subsuperficiale al momento dell'impatto, ma acqua che si mischia ai detriti espulsi dal na-

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n questa spetta- scente cratere. Quella mescolanza fa sì che le tipo di ejecta sono indicati da frecce. Conclu- Icolare ripresa masse di ejecta distribuite a raggiera attorno dendo è quasi superfluo rimarcare come un dei “twin craters” al bordo del cratere assumano forme lobate, accurato studio di tutti i crateri marziani da le frecce indicano quasi a petalo. Pertanto, nel corso di quegli impatto dotati di buca centrale e di quelli le ondate di fan- impatti minori i detriti più che volare via flui- con ejecta lobati potrà fornire importanti in- go prodottesi a seguito di alcuni scono verso l'esterno sotto forma di gigan- formazioni sull'evoluzione dell’idrologia del impatti minori. tesche ondate di fango, che poi ghiacciano pianeta rosso, che potranno essere facil- [ESA/DLR/FU Ber- per le basse temperature. In queste pagine, mente integrate con quelle raccolte attra- lin (G. Neukum)] i crateri che mostrano più chiaramente quel verso altri metodi di indagine. n

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18 GALASSIE RisolteRisolte lele galassiegalassie submillime-submillime- trichetriche

Per oltre un decennio gli astronomi hanno provato a in- n’immagine Uparziale della dagare a fondo la natura di una classe di galassie estre- schiera di antenne paraboliche che mamente polverose, ma le basse risoluzioni offerte dagli compongono il si- stema ALMA, pre- strumenti che operavano alle lunghezze d'onda dove sa lo scorso marzo esse sono più brillanti hanno reso vano ogni tentativo. in occasione del- l’inaugurazione Ora, grazie ad ALMA, l'obiettivo è stato raggiunto. ufficiale di questo

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nuovo, grande erso la fine degli anni '90 venivano vare quelle galassie con una risoluzione suf- strumento del- scoperte le galassie submillimetriche, ficiente a localizzarle con precisione, e que- l’European South- Vun tipo di galassie collocate nel gio- sto ha sempre rappresentato un problema, ern Observatory. vane universo e caratterizzate da un'emis- perché non riuscire a capire esattamente Ancora prima di sione luminosa talmente arrossata da avere quali fossero le controparti infrarosse (e essere completa- ta aveva reso pos- il suo picco oltre le lunghezze d'onda infra- anche in altri domini dello spettro) di quelle sibili già diverse rosse. Purtroppo, nell'ultima quindicina di sorgenti submillimetriche ha impedito di importanti scoper- anni nessuno strumento per osservazioni approfondire oltre un certo limite le nostre te. [ESO/C. Malin] submillimetriche è stato in grado di osser- conoscenze su una fase cruciale della storia

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sinistra ab- A biamo una piccola sezione del Chandra Deep Field South, ricavata som- mando immagini profonde otte- nute con i tele- scopi spaziali Chandra e Hub- ble in oltre 1100 ore di posa. Se sfocassimo l’im- magine, molte galassie si con- fonderebbero le une nelle altre, esattamente ciò che è avvenuto in banda submilli- metrica prima di ALMA. [NASA] dell'universo, quella in cui ci fu un'iperpro- indistinta macchia sfocata, di dimensioni an- Sotto, una sele- duzione di stelle, innescata da un sostenu- golari notevolmente superiori a quelle della zione delle galas- to tasso di fusioni fra galassie primordiali, sorgente vera e propria, e può ingenerare sie viste in alta quelle stesse fusioni che avrebbero poi dato confusione nell'attribuzione delle contro- risoluzione con forma all'universo a noi contemporaneo. parti in domini diversi dello spettro, soprat- ALMA, sovrappo- La correlazione fra galassie submillimetriche tutto in presenza di campi densamente po- ste a immagini IR e galassie caratterizzate da iperproduzione polati di galassie. Questa situazione aveva di Spitzer. [ESO] stellare si deve al fatto che dove nascono tantissime stelle, incluse quelle di e- normi dimensioni dalla vi- ta breve, si forma anche tantissima polvere, la qua- le assorbe la radiazione ul- travioletta e visibile irra- diata dalle stelle, reirra- diandola complessivamen- te a lunghezze d'onda di gran lunga maggiori: in- frarosso, onde submillime- triche e millimetriche, fino alle onde radio. Ciò com- porta che per capire che cosa avviene in quelle pro- lifiche galassie è indispen- sabile osservarle anche ol- tre l'infrarosso. Se però gli strumenti utilizzati a quel fine non garantiscono una adeguata risoluzione, ogni sorgente appare come una

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In quell'occasione APEX era stato pun- tato su una regione di cielo nota col no- me di Chandra Deep Field South, ben no- ta per essere stata indagata a varie lun- ghezza d'onda, in- clusi i raggi X attra- verso il telescopio spaziale Chandra (di qui il nome). Le sor- genti evidenziate da APEX erano state oltre 120, ma nessu- na di esse con una risoluzione sufficien- te a identificarle nel- le immagini prese da altri strumenti. In so- stanza, quella survey di APEX non aveva aggiunto granché a quel poco che già si sapeva circa quelle sorgenti. opra, un altro portato anni addietro a una paradossale Tutto è però cambiato non appena ALMA è Scampione delle constatazione: alcune galassie submillime- divenuto parzialmente operativo, sono in- oltre 120 galassie triche risultavano produrre così tante stelle fatti bastate 15 delle 66 antenne oggi di- submillimetriche (migliaia di volte più della Via Lattea) da sponibili per permettere a un team inter- osservate prima mettere a rischio la loro stabilità struttu- nazionale di ricercatori, guidato da Jacque- con APEX e poi rale. In altre parole, la pressione della radia- line A. Hodge (Max-Planck-Institut für Astro- con ALMA. Le sor- zione emessa dalle giovani stelle avrebbe nomie, Germania), di localizzare con elevata genti in questione sono qui di colore potuto smembrare quelle galassie. precisione e con una nitidezza senza prece- rosso-arancio, Il primo, importante tentativo di capire co- denti le galassie responsabili dell'emissione mentre quelle di me stavano realmente tonalità verde-az- le cose era stato fatto qualche anno fa con PER VIDEO E ANIMAZIONI SI RIMANDA ALLA zurra sono state VERSIONE MULTIMEDIALE fotografate in IR l'Atacama Pathfinder DELLA RIVISTA PRESENTE SUL SITO WEB da Spitzer. [ALMA Experiment telescope http://ita.astropublishing.com/ (ESO/NAOJ/ (APEX), una parabola NRAO), J. Hodge di 12 metri di diametro et al., A. Weiss et collocata sull'altopiano al., NASA]. di Chajnantor, in Cile, il Il video a destra cui compito principale evidenzia il grande migliora- era quello di fare da mento portato da apripista ad uno stru- ALMA nel posi- mento ben più po- zionamento delle tente, ALMA (Atacama sorgenti submilli- Large Millimeter/sub- metriche. [ESO] millimeter Array).

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uest’ultima Qselezione di galassie submilli- metriche sottoli- nea ancora una volta l’ecceziona- le risoluzione raggiunta da ALMA, anche solo utilizzando ¼ delle antenne oggi disponibili. Le galassie di campo (bluastre anche in questo caso) fotografate da Spitzer sono visibilmente me- no nitide, pur es- sendo state pre- se dallo spazio e in infrarosso, do- minio ben più collaudato di quello submilli- metrico. [ESO]

submillimetrica registrata da APEX. Il salto di sorgenti esaminate si sono rivelate essere in qualità compiuto con il passaggio ad ALMA realtà gruppetti di galassie confuse in un' è presto riassunto: la profondità delle sue unica struttura dalle basse risoluzioni pre- immagini è 3 volte superiore a quella offerta ALMA. Riuscendo a distinguere le singole dai migliori strumenti dello stesso tipo pre- galassie e a stimare così i tassi di formazione cedentemente utilizzati; la risoluzione ango- stellare per ciascuna di esse, i ricercatori han- lare è migliore di un fattore superiore a 10, no trovato valori più ragionevoli e scongiu- raggiungendo ora 1,5 arcosecondi contro i rato la possibilità che la loro struttura sia a 19 arcosecondi di APEX; quest'ultimo spar- rischio smembramento. In pratica, l'aver pre- pagliava l'emissione delle sorgenti su un' cedentemente accorpato più galassie di pic- area circa 200 volte più ampia di quella regi- cole dimensioni in singole e più grandi ga- strata con ALMA; in poche ore di osserva- lassie aveva portato a sovrastimare il già ele- zione, con solo ¼ di ALMA il team di Hodge vato tasso di formazione stellare che carat- ha prodotto più materiale sulle galassie sub- terizza quella classe di oggetti. millimetriche di quanto ne abbiano pro- Il lavoro del team di Hodge ha dunque get- dotto tutti gli altri telescopi simili negli tato le basi per futuri studi sulle proprietà ultimi 15 anni. Dai risultati del nuovo lavoro, delle galassie submillimetriche, che saranno che sarà pubblicato prossimamente su The condotti principalmente con la schiera di an- Astrophysical Journal, è emerso, fra l'altro, tenne di ALMA al gran completo. Ciò per- che i tentativi precedenti di identificare le metterà di mostrare anche la forma delle controparti infrarosse e radio di sorgenti singole galassie e forse di ricostruire la dina- submillimetriche erano sbagliati in almeno mica delle fusioni che hanno dato origine ⅓ dei casi e che una metà delle oltre 120 alle loro peculiarità. n

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L'acqua della cometa SL9 su Giove

Che le comete abbiano por- utti gli astrofili che una ventina di anni fa ave- tato grandi quantità di ac- T vano l'uso della ragione ricorderanno ancora chiaramen- qua sui pianeti del sistema te lo straordinario evento cosmi- solare è sempre stata più co che si verificò nel luglio del '94: la cometa Shoemaker-Levy 9 (SL9), una certezza che un'ipo- già sbriciolatasi nei mesi precedenti tesi, mai però suffragata in numerosi frammenti, andò a sbat- tere contro la superficie gassosa di Gio- da prove. Ora, grazie al te- ve, disintegrandosi e creando ampie chiaz- ze scure visibili anche con piccoli telescopi. lescopio spaziale Herschel, Quella cometa era stata scoperta nel mar- le prove sono state trovate zo del '93 da Carolyn ed Eugene Shoema- ker con David Levy, e da quando con ampio e riportano di attualità anticipo fu previsto che 16 mesi dopo sa- l'impatto della Shoemaker- rebbe andata a sbattere contro Giove a una velocità di circa 60 km/s catalizzò l'at- Levy 9 contro Giove. tenzione dei planetologi e non solo.

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li impatti della cometa Shoema- Gker-Levy 9 contro Giove lascia- rono una serie di vistose chiazze scure nell’alta atmosfera del pia- neta. Qui vediamo l’evoluzione di al- cune di esse lungo un periodo di alcune settimane. Nell’ultima imma- gine le polveri appaiono completa- mente dissolte. [JPL/NASA/STScI]

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Il diametro del nucleo cometario non era dalla Shoemaker-Levy 9, ma non c'era verso opra, la venti- noto con precisione, ma probabilmente non di raccogliere prove dirette a sostegno di Sna di frammen- superava i 10 km, e di conseguenza dopo la quell'ipotesi. ti in cui le maree sua frammentazione non si conoscevano con Nel '97, gli astronomi scoprirono, grazie al- gravitazionali di Giove suddivisero precisione nemmeno le dimensione dei fram- l'Infrared Space Observatory dell'ESA, che il nucleo della SL9. menti maggiori, il cui diametro veniva co- Giove, Saturno, Urano e Nettuno mostra- [Hal Weaver and munque dato inferiore a 2 km. Ma una cosa vano presenza di acqua (allo stato gassoso) T. Ed Smith, NASA] certa c’era: a seguito dell'impatto, la cometa avrebbe rilasciato (fra l'altro) rilevanti quan- tità di acqua nell'alta atmosfera gioviana, e puntualmente le analisi spettrali condotte sui siti degli impatti ne evidenziarono la pre- senza, convalidando l'ipotesi che furono le comete a portare almeno in parte quel pre- zioso elemento sul nostro pianeta. Le chiazze scure prodotte dagli impatti svanirono nel giro di alcune settimane e il sipario calò sul- l'evento, almeno per il grande pubblico. Gli astronomi continuarono nondimeno ad oc- cuparsi delle conseguenze di quegli impatti e nell'ultima quindicina di anni numerose ri- cerche aventi come soggetto l'atmosfera di Giove hanno suggerito che l'acqua in essa ri- levabile poteva ancora essere quella portata

viluppando l’esplosione dei frammenti della SSL9 nella stratosfera gioviana un enorme quantitativo di calore, l’osservazione di quel- l’evento nel dominio infrarosso produsse risul- tati spettacolari. Qui vediamo i siti di impatto denominati Q1 e Q2, sotto forma di intensi ba- gliori, di gran lunga più brillanti del disco del pianeta, la cui silhouette è distinguibile con dif- ficoltà. Queste immagini furono ottenute con il South Pole Infrared Explorer (SPIREX). [CARA]

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e più belle im- nella stratosfera, quello stra- L magini delle to intermedio dell'atmosfera chiazze scure la- posto fra la più bassa tropo- sciate nell’atmo- sfera (che corrisponde alla sfera di Giove “superficie” visibile dei pia- dall’impatto dei neti giganti) e la più alta io- frammenti della nosfera (quella direttamen- SL9 furono senza dubbio ottenute te a contatto con la radia- dal telescopio zione cosmica). La conclu- spaziale Hubble, sione fu che quell'acqua non all’inizio del quin- poteva che essere giunta dal- to anno della sua l'esterno, e ciò a causa del- interminabile mis- l'azione di uno strato di sione. Qui ne ve- condensazione troposferico, diamo una in co- chiamato “cold trap” (trap- lori reali, che mo- pola fredda), che impedisce stra come l’occhio al vapore acqueo prodotto umano avrebbe dal pianeta di salire nella più visto la scena. Le fredda stratosfera. Inoltre, due macchiette per via della virtuale assenza più compatte e tondeggianti cor- di ossigeno nelle parti più rispondono ai siti esterne dei pianeti in que- di impatto dei stione, non era pensabile che frammenti D e G. l'acqua si fosse formata in [H. Hammel, MIT loco e pertanto in tutti i casi and NASA/ESA] quelle molecole dovevano Sotto, un primo necessariamente essere giun- piano dello spec- te da fuori. Ma da dove? chio di 3,5 metri Per avere una risposta esau- di diametro del riente, almeno per quanto ri- telescopio spa- guarda Giove e Saturno, è ziale Herschel, stato necessario attendere che ha permesso di mappare la di- l'entrata in funzione del telescopio spaziale viato nello spazio. Era il 2009 e nel giro di un stribuzione del- Herschel, anch'esso dell'ESA, specializzato in paio d'anni è apparso chiaro che nel caso di l’acqua portata su osservazioni nel lontano infrarosso e capace Saturno l'acqua giunge dal suo satellite En- Giove dalla SL9. di una risoluzione mai raggiunta prima (13 celadus, che la rilascia attraverso le sue ben [EADS Astrium/P. arcosecondi), grazie al suo specchio con dia- note eruzioni di ghiaccio. Nel 2012 veniva Dumas] metro di 3,5 metri, il più grande finora in- proposta la medesima soluzione per spie- gare anche l'anomala presenza di acqua nell'atmosfera di Titano. Contemporaneamente, una decina di ricercatori, coordinati da Thi- bault Cavalié (Laboratoire d'Astro- physique de Bordeaux), si stavano occupando del caso di Giove, che si presentava più complesso, non avendo il pianeta satelliti con le stesse peculiarità di Enceladus e nemmeno anelli di ghiaccio parti- colarmente consistenti, dai quali sarebbero potute precipitare mole- cole d'acqua.

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minata da una linea di due diagrammi emissione dell'acqua. I di questa pa- Unendo i dati raccolti gina mostrano la con PACS e HIFI, i ricer- concentrazione di acqua nella stra- catori hanno potuto tosfera di Giove, confermare che la di- sulla base del re- stribuzione orizzontale siduo di tempera- dell'acqua nella strato- tura ad essa attri- sfera di Giove è netta- buibile al netto di mente asimmetrica a altri fattori (a si- favore dell'emisfero me- nistra) e in base ridionale, e che la sua alla densità ri- concentrazione verti- scontrata (sotto, cale è a pressioni infe- in questo caso la massa per unità riori ai 2 millibar, quin- di area lungo la di nell'alta stratosfera, linea di vista). In mentre a pressioni mag- entrambi i casi è giori non è significati- evidente come le vamente rilevabile. maggiori concen- Tutte queste peculiarità trazioni di acqua forniscono assieme la interessino diret- prova che correla la tamente l’emi- presenza di quell'ec- sfero meridio- nale, nel quale cesso di acqua alla ca- sono impattati i Il team ha raccolto le prime osservazioni duta dei frammenti della Shoemaker-Levy frammenti della della stratosfera gioviana quando Herschel 9. Tanto per cominciare, gli impatti, una Shoemaker-Levy si trovava ancora nella fase dimostrativa, ventina, sono avvenuti tutti nell'emisfero 9. [Thibault Cava- tardo 2009. In particolare era stato utiliz- meridionale, dove si registra l'eccesso di lié et al.] zato il Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS) per ottenere una serie di spettri di 25 punti del disco planetario. Sebbene quelle prime osservazioni non fos- sero ottimizzate per il tipo di ricerca che Ca- valié si era prefissato, appariva già evidente un'asimmetria nord-sud nella distribuzione stratosferica dell'acqua, il che motivava ul- teriori approfondimenti. Nel dicembre 2010, con Herschel pienamente operativo, ven- gono presi, sempre con PACS, nuovi spettri di un più ampio numero di punti del disco planetario, ben 400, centrati su uno dei pic- chi di emissione dell'acqua nel lontano in- frarosso, quello a 66,4 micron. Tra le due performance di PACS era stato nel frat- tempo utilizzato (luglio 2010) un altro im- portante strumento di Herschel, l'Hetero- dyne Instrument for the Far Infrared (HIFI), che ha permesso una mappatura verticale della distribuzione dell'acqua stratosferica, prendendo anche in questo caso spettri in 25 punti del disco ma a una diversa lun- ghezza d'onda, 179,5 micron, anch'essa do-

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nche in questa mappa della di- Astribuzione dell’acqua nella stratosfera gioviana è chiara la sua concentrazione a latitudini meridio- nali. La densità decresce dal bianco al blu. Come nel caso dei due dia- grammi precedenti, l’immagine è stata ottenuta a partire dai dati rac- colti da Herschel nell’infrarosso, at- torno a 66,4 micron, lunghezza d’onda dove l’emissione della mo- lecola d’acqua è particolarmente intensa. [Thibault Cavalié et al.] molto marginale, visto che i mo- delli indicano che almeno il 95% dell'acqua stratosferica presente nell'emisfero sud di Giove non può che essere stata portata là dalla Shoemaker-Levy 9 e solo in minima parte derivare da pro- cessi fotochimici locali. Nel caso l'acqua fosse stata tra- sportata in loco unicamente dalle polveri interplanetarie, oltre a pe- netrare più in profondità nella stratosfera (fino a pressioni di 20- 30 millibar) sarebbe distribuita conformemente alla mappa ter- mica del pianeta fornita dall'Infra- red Telescope Facility della NASA (Mauna Kea Observatory, Hawaii) acqua; inoltre, il fatto che questa si trovi an- e presa come riferimento da team di Cavalié. cora in sospensione ad alta quota indica che Quella mappa mostra che l'eccesso di riscal- il suo ingresso in quell'ambiente è relativa- damento della stratosfera (10-15°C), dovuto mente recente. Si aggiunga che le asimme- in teoria all'ingresso di polveri che reirra- ell’animazio- trie orizzontale e ver- Nne a fianco è ticale nella distribu- stata ricostruita la zione dell'acqua esclu- PER VIDEO E ANIMAZIONI SI RIMANDA ALLA dinamica dell’im- dono di fatto altre VERSIONE MULTIMEDIALE patto su Giove dei possibili cause, come il DELLA RIVISTA PRESENTE SUL SITO WEB principali fram- trasferimento di ghiac- http://ita.astropublishing.com/ menti della co- cio da satelliti e anelli meta Shoemaker- o tramite polvere in- Levy 9. Tutte le terplanetaria, perché collisioni si sono in quei casi sarebbe verificate una do- stato interessato l'in- po l’altra nell’emi- sfero in ombra e i tero globo e a mag- siti colpiti si sono giori profondità. Ciò resi visibili diret- non toglie che anche tamente dalla queste fonti alterna- Terra solo qualche tive siano attive, ma ora dopo. [ESA] che abbiano un ruolo

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’acqua non è l’unico L elemento la cui distri- buzione nell’atmosfera gioviana è stata diretta- mente collegata alla SL9. Vi sono infatti anche altre molecole chiara- mente correlabili agli im- patti del ‘94, come ad esempio quella dell’acido cianidrico, qui eviden- ziata ai bordi del disco del pianeta nella sua di- stribuzione verticale. Le massime concentrazioni (in rosso) sono anche in questo caso ascrivibili all’emisfero meridionale. [Mark Gurwell (CfA)]

diano il calore del Sole, è attribuibile solo in parte a queste ultime, mentre la restante par- te è attribuibile all'ec- cesso di acqua, la cui distribuzione non coin- cide con quella delle polveri. Che alla base di quanto dimostrato con Herschel vi sia un sin- golo evento ben localizzabile nello spazio e strada a future verifiche di quanto sco- nel tempo, piuttosto che un meccanismo per- perto, ci si aspetta infatti che il contenuto manente, è dimostrato anche dal fatto che in di acqua nella stratosfera gioviana diminui- quest'ultimo caso il trascorrere del tempo sca gradualmente negli anni e che quella avrebbe uniformato la distribuzione nell'ac- variazione possa essere monitorata con fu- qua nei due emisferi, e la stessa cosa sarebbe turi strumenti dedicati all'infrarosso, anche accaduta per altri elementi apportati dalla caricati a bordo di sonde che saranno pro- cometa e anch'essi risultati distribuiti diso- tagoniste di importanti missioni interplane- mogeneamente, come ad esempio l'acido tarie, come la Jupiter Icy moons Explorer cianidrico (HCN), osservato dal suolo nelle (JUICE) dell'ESA, che visiterà Giove nei fu- microonde e anch'esso presente in quantità turi anni '30. Purtroppo, il lavoro di monito- anomale nell'emisfero sud del pianeta gi- raggio non avrà più tra i protagonisti il gante. Si aggiunga che nel caso di un ap- telescopio spaziale Herschel, la cui missione porto costante nel tempo, gli elementi con- è definitivamente terminata a fine aprile, fluiti tendono sul lungo periodo a concen- causa il previsto esaurimento dei liquidi re- trarsi ai poli o all'equatore, a seconda che frigeranti che mantenevano i sensori da ri- siano in una forma ionizzata piuttosto che presa a una temperatura di -271°C. in una forma neutra, mentre tutti gli eccessi Una spesa di 1100 milioni di euro per una riscontrati si manifestano attorno alla lati- missione di appena 4 anni è dura da dige- tudine interessata dagli impatti, 44° sud. rire per i contribuenti, ma i risultati già con- I risultati della lunga ricerca condotta da seguiti e il lavoro che ancora resta da fare Cavalié e colleghi, pubblicati su Astronomy sui dati raccolti probabilmente giustificano & Astrophysics lo scorso 23 aprile, aprono la quella cifra. O almeno lo speriamo! n

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La Relatività supera un test estremo

La Relatività di Einstein ha superato anche il test degli sistemi binari I molto stretti che intensissimi campi gravitazionali che nei sistemi binari includono una stella di neutroni stretti portano alla produzione delle onde gravitazionali di grande massa e una nana bianca a spese del momento angolare. Al contrario, le teorie sono un laborato- antagoniste, che proprio in quell'ambiente estremo cer- rio ideale per lo studio del mecca- cavano un’affermazione, sono uscite sconfitte. nismo che produ-

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supera un

ce le onde gravi- ra un paio d'anni sarà celebrato il scopi del mondo, la ricerca di soluzioni al- tazionali, qui rap- primo centenario della pubblicazione ternative a quelle proposte dalla Relatività presentate sotto Fdella teoria della Relatività Generale. è continua. Finora, però, a cadere una dopo forma di increspa- Da quando Albert Einstein la formulò, i ten- l'altra è toccato a quelle teorie gravitazio- ture su una griglia tativi di confutarne almeno alcune parti nali che ambivano a sostituirla più o meno di riferimento. Le dimensioni dei sono stati innumerevoli e nonostante abbia integralmente e la sfida rimane a questo due astri non superato ogni test e previsto correttamente punto confinata a ristretti ambiti nei quali sono rese in scala. fenomeni astrofisici inarrivabili fino a qual- non si è presentata ancora l'occasione di ve- [ESO/L. Calçada] che decennio fa anche per i migliori tele- rificare a fondo le previsioni einsteiniane.

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Uno dei più attuali di que- gli ambiti è sicuramente quello delle onde gravi- tazionali, la cui esi- stenza è prevista dalla Relatività, ma che non sono an- cora state sco- perte. Quel tipo di onde si ge- nera per tra- sformazione di energia gra- vitazionale al- l'interno di si- stemi binari composti di a- stri collassati e degeneri. Più i due astri sono massicci e vicini fra loro, più la trasformazione di energia gravitazio- nale in onde gravi- tazionali, con conse- guente perdita di mo- mento angolare, è rile- vante. Se ancora non pos- siamo osservare direttamente le onde gravitazionali possiamo tuttavia misurare quella perdita di momento angolare nei sistemi che le emettono, cosa che si manifesta attraverso un decadimento orbitale che porta a una lie- vissima accelerazione del periodo di rivolu- alterna- zione attorno al comune baricentro degli tive alla Relatività astri che ne fanno parte, con conseguente non prevedono significative deviazioni nel- a pulsar PSR avvicinamento fra i medesimi. le proprietà dello spazio-tempo attorno L J0348+0432 è Il requisito essenziale per rilevare la perdita alle stelle di neutroni in un sistema molto la più massiccia di momento angolare è quello di trovare un stretto, mentre oltre 1,8 masse solari le pre- attualmente co- sistema binario abbastanza stretto e mas- visioni sulla quantità di momento angolare nosciuta, raggiun- siccio da rendere misurabili le variazioni con trasformato in onde gravitazionali diver- gendo le 2 masse solari. La sua ele- gli strumenti attuali. Le due componenti del gono sensibilmente e ci sarebbe dunque la vata vicinanza a possibilità di verificare se la Relatività fun- sistema devono inoltre essere localizzabili e una nana bianca caratterizzabili con precisione, avere orbite ziona anche in presenza di campi gravita- di massa modesta quanto più piccole possibile e disposte fa- zionali eccezionalmente intensi, oppure se la porta a muo- vorevolmente rispetto all'osservatore, e al- in quegli ambienti estremi sono più affida- versi ad alta velo- meno una delle due componenti deve bili altre teorie. cità sull’orbita che preferibilmente essere una stella di neu- Che la teoria di Einstein funzioni al di sotto descrive attorno troni con massa superiore a 1,8 masse so- di quella soglia non c'è dubbio, era già stato al comune bari- lari. Al di sotto di questa soglia le teorie dimostrato un paio di decenni fa dallo stu- centro, e ciò ha

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come conse- dio di un sistema binario formato da due guenza la tra- stelle di neutroni di circa 1,4 masse solari sfornazione di ciascuna, studio che nel 1993 ha fruttato il momento ango- premio Nobel per la Fisica a Russell A. Hulse lare in onde gra- e Joseph H. Taylor Jr (entrambi della Prince- vitazionali, con ton University). decadimento del- l’orbita e relativo Le stelle di neutroni, astri collassati aventi accorciamento un diametro di 20-30 km e una densità di del periodo orbi- miliardi di tonnellate per centimetro cubico, tale. L’entità sarebbero virtualmente invisibili se non ir- della variazione è radiassero il cosmo di onde radio, che emet- infinitesima ma tono dai poli magnetici. Essendo questi misurabile dai sensibilmente disassati rispetto all'asse di migliori radiote- rotazione, l'osservatore registra un segnale lescopi del pia- pulsato con periodo uguale al periodo di neta. In questa rotazione. Questa peculiarità ha valso alle rappresentazione stelle di neutroni che così si rivelano agli del sistema di strumenti degli astronomi il nome di “pul- PSR J0348+0432, le dimensioni sar” (PSR), contrazione di “pulsating star”. della pulsar (a Per poter caratterizzare un sistema binario destra) sono so- che contiene una o due stelle di neutroni, al- vradimensionate. meno una di esse deve puntare il suo se- [ESO/L. Calçada] gnale radio verso la Terra, affinché si possa

seguirla lungo l'orbita sfruttando le varia- zioni della velocità radiale. La seconda stella può anche essere una nana bianca, eventua- lità che agevola il calcolo delle masse. Più il periodo orbitale è breve, più interessante è il sistema dal punto di vista relativistico. Fra tutte le pulsar scoperte negli ultimi anni, la più indicata per effettuare l'ulte- riore test della Relatività è PSR J0348+0432, individuata nel 2007 assieme a un'altra trentina di pulsar, durante una survey del cielo boreale condotta nelle onde radio con il Green Bank Telescope (West Virginia, USA). Posta a circa 6800 anni luce di di- stanza, gira su sé stessa in soli 39 millise- condi, ovvero oltre 25 volte al secondo, ma ciò che più di altro ne fa un target ideale è il fatto di trovarsi in un sistema molto stretto, con un periodo orbitale di appena

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un gruppo di col- l gigantesco laboratori è riusci- I Green Bank Te- to a caratterizzare lescope è, con i con precisione la suoi 100 metri di nana bianca del si- diametro, la più stema PSR J0348+ grande struttura mobile del nostro 0432. pianeta. Con que- Sulla base delle ac- sto strumento curate posizioni a- venne scoperta strometriche forni- nel 2007 la pulsar te dal Green Bank che il team di Telescope, il team John Antoniadis di Antoniadis ha ha ora utilizzato iniziato coll'identi- per confermare le ficare la contro- previsioni della parte ottica della Relatività Gene- sorgente sulle im- rale sulla produ- magini della Sloan zione di onde Digital Sky Survey. gravitazionali in Come previsto, il ambienti estremi. [National Radio colore e il flusso lu- Astronomy Ob- minoso erano con- servatory] sistenti con una na- na bianca di mo- deste dimensioni e con un nucleo di elio. Grazie alla lu- minosità relativa- mente elevata del- l'oggetto (magni- tudine 20,7) i ricer- catori hanno potu- 2,46 ore, sistema che condivide con una na- to esaminarne lo spettro con l'Apache Point na bianca di piccola massa. Insomma un ot- Optical Telescope (New Mexico, USA), tro- timo laboratorio nel quale mettere a confron- vando profonde linee dell'idrogeno, tipiche to diverse teorie gravitazionali, a patto di riu- scire a determinare la massa dei due astri. (La sola conoscenza del periodo di rotazione sul- PER VIDEO E ANIMAZIONI SI RIMANDA ALLA l'asse della pulsar non aiuta in tal senso, per- VERSIONE MULTIMEDIALE ché non sono note né la massa né il periodo DELLA RIVISTA PRESENTE SUL SITO WEB rotazionale del progenitore esploso come su- http://ita.astropublishing.com/ pernova, né l'epoca dell'esplosione.) E qui entra in scena John Antoniadis, dotto- rando presso il Max-Planck-Institut für Ra- dioastronomie di Bonn, che coadiuvato da l video a fianco illustra con notevole efficacia I il sistema PSR J0348+0432: dai fasci di onde radio che propagandosi lungo i poli magnetici della pulsar descrivono due coni attorno all’asse di rotazione, alle onde gravitazionali che incre- spano lo spazio-tempo. Anche in questo caso la pulsar è sovradimensionata. [ESO/L. Calçada]

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e onde gravita- proprio delle nane bianche di piccola massa. molto più distante dalla sua compagna na- Lzionali si pro- I modelli che descrivono la loro struttura na bianca, essendo il periodo orbitale di 8,7 ducono in tutti i sono spesso divergenti su determinate que- giorni, quindi 85 volte più lungo). sistemi in cui due stioni, ma sostanzialmente convergono su Note le masse dei due astri e noti con preci- o più oggetti un punto: l'inviluppo di idrogeno che cir- sione i parametri orbitali (dedotti dalle ve- celesti ruotano conda quelle stelle degeneri inizia a disper- locità radiali speculari degli astri stessi), il attorno a un dersi se la loro massa supera una soglia team di Antoniadis ha potuto quantificare comune baricen- compresa fra circa 0,17 e 0,22 masse solari. la variazione del periodo orbitale palesata tro, incluso il no- stro sistema Dal quantitativo di idrogeno riscontrato du- dal sistema dall'epoca della scoperta, otte- solare. Ma per rante l'analisi spettrale della nana bianca in nendo il valore di 8 miliardesimi di secondo sperare di riuscire questione è stato quindi possibile stabilire all'anno. Dunque, le onde gravitazionali ge- a osservarle, cosa (con una confidenza del 99,73%) che la sua nerate dal decadimento delle orbite (essen- non ancora avve- massa è compresa fra 0,165 e 0,185 masse zialmente di quella della pulsar) accorcia in nuta, bisogna cer- solari (per un diametro compreso fra 64000 quel sistema il periodo di 1 secondo ogni carle in quesi e 128000 km). Una volta ottenuto quel 125 milioni di anni! sistemi dove al- range di valori e dopo aver aggiunto nuove Il valore trovato è perfettamente in linea con meno un oggetto osservazioni compiute col Very Large Tele- quanto previsto da Einstein un secolo fa, di grande massa scope dell'ESO, con il William Herschel Tele- mentre non si adatta alle molto più recenti si muove su scope di La Palma e con i radiotelescopi di teorie antagoniste. La differenza dei valori un’orbita molto Arecibo ed Effelsberg, per Antoniadis e col- indicati dal nuovo lavoro rispetto alla Relati- piccola e lo fa ad leghi è stato relativamente semplice calco- vità è attorno al 5%, un'inezia che può essere altissima velocità, lare la massa della pulsar. I parametri attribuita ai limiti strumentali. Ammettendo, esattamente ciò orbitali del sistema avevano infatti eviden- e ad oggi non c'è motivo di credere che non che avviene nel caso di PSR ziato che il rapporto fra le masse dei due sia così, che la Relatività fornisca il valore J0348+0432, dove astri è circa 11,7, vale a dire che la pulsar esatto, è possibile fare il percorso inverso e dovrebbero gene- pesa 11,7 volte più della nana bianca. La sua determinare con ancora maggiore precisione rarsi onde ampie massa è dunque compresa fra 1,90 e 2,18 le masse della pulsar e della nana bianca: come quelle sopra masse solari, il che fa di PSR J0348+0432 la 2,07 masse solari la prima e 0,18 masse solari rappresentate. più pesante stella di neutroni conosciuta, as- la seconda. Non resta che dire per l’ennesi- [ESO/L. Calçada] sieme a PSR J1614-2230 (quest'ultima è però ma volta: “Einstein aveva ragione”. n

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38 NEBULOSE [NASA, ESA, and C. Robert O’Dell (Vanderbilt University)]

NuovoNuovo looklook perper lala RingRing NebNeb

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La più famosa nebulosa planetaria della Lira non è una semplice struttura ad anello come pensato finora, ma è piuttosto una grossa “ciambella” con incastonato nel centro un altrettanto grosso “pallone da rugby”. È questa una delle ultime scoperte fatte con il tele- scopio spaziale Hubble.

uesta nuova immagine della nebu- losa planetaria M57 della Lira, otte- Q nuta elaborando riprese fatte nel 2011 dalla Wide Field Camera 3, fa impalli- dire tutte quelle realizzate in precedenza. Il familiare “anello di fumo” è ora diven- tato una sorta di ciambellone, al centro del quale è incastonata un'eterea struttura gassosa mai notata prima, avente la forma di un pallone da rugby. Se poi al nuovo sce- nario aggiungiamo i filamenti più esterni fotografati dal Large Binocular Telescope con una risoluzione senza precedenti, ot- teniamo una nebulosa praticamente mai vista prima (pag. 41). A creare il nuovo look Nuovo look di M57 è stato Robert O'Dell, della Vander- Nuovo look bilt University di Neshville (Tennessee), aiu- tato da alcuni colleghi. Il risultato finale, presentato in questo articolo, evidenzia come non solo la struttura, ma anche l'evo- luzione, le condizioni fisiche e i moti interni della nebulosa si presentino sensibilmente perper lala RingRing NebulaNebula diversi da quanto creduto finora.

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lo si muove a una velocità maggiore di sinistra viene PER VIDEO E ANIMAZIONI SI RIMANDA ALLA quella dell'anello stesso e favorisce così la A mostrata la VERSIONE MULTIMEDIALE struttura tridimen- DELLA RIVISTA PRESENTE SUL SITO WEB formazione di quelle piccole strutture opa- sionale della Ring http://ita.astropublishing.com/ che che si stagliano nettamente sul fondo brillante della nebulosa e che sono simili, Nebula attraverso un video che ne seppur in scala minore, ad alcune conden- evidenzia ogni pe- sazioni presenti nelle nebulose diffuse che culiarità, ricostru- producono nuove stelle. Nel caso di M57 endo al computer non si tratta ovviamente di bozzoli stellari, tutte quelle parti ma più semplicemente di nubi di gas più e prospettive non dense della media, che offrono una mag- direttamente ap- La distanza di M57 non è nota con preci- giore resistenza all'azione dispersiva della prezzabili dal no- sione, ma viene comunemente accettato il radiazione ultravioletta proveniente dalla stro punto di os- valore di 2000 anni luce. Se questa distanza nana bianca. Un “effetto ombra” prodotto servazione. [NASA, è esatta, l'espansione dei gas che formano da quelle stesse nubi sull'anello gli conferi- ESA; G. Bacon, F. l'anello più brillante avviene a una velocità scono un caratteristico aspetto raggiato. Summers and M. di circa 70000 km/h, valore dedotto dal con- Oltre che a fornire una precisa morfologia Estacion (STScI)] fronto fra le immagini più recenti e quelle tridimensionale di M57, il lavoro del team prese sempre da Hubble nel 1998. Noto di O'Dell sulle immagini di Hubble ha per- quel valore, O'Dell e colleghi hanno stimato che il gas ne- bulare iniziò la sua espan- sione circa 4000 anni fa. Ad espellerlo fu una stella non molto più massiccia del Sole, durante la fase di gigante rossa. In quella fase le stelle di tipo solare soffiano via gli strati più esterni, mettendo a nudo il caldissimo nucleo, che al termine del processo evolu- tivo diventa un astro degene- re, una nana bianca, il cui de- stino è quello di raffreddarsi lentamente e di spegnersi, se non intervengono prima fat- tori esterni. La nana rimasta al centro della Ring Nebula è ben visibile nelle immagini di queste pagine, come stellina di magnitudine 15,7. Curiosamente, il gas molto ra- refatto posto fra la nana bian- ca e la parte interna dell'anel-

eometria e struttura della G Ring Nebula in visualizzazio- ne quasi equatoriale. Come si no- ta facilmente, siamo molto lonta- ni da quella semplicistica inter- pretazione della forma ad anello adottata per oltre due secoli. [NASA, ESA, and A. Feild (STScI)]

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ommando alla messo di evidenziare con maggiore detta- con la nostra linea di vista, tanto che quel Snuova immagi- glio anche la distribuzione dei principali gas ci appare in avvicinamento o in allonta- ne dell’Hubble un’ elementi chimici, presenti sotto forma di namento a seconda di quale metà del “pal- altra straordinaria gas ionizzato. Le concentrazioni dell'idro- lone da rugby” osserviamo. L'elio risulta immagine dei fi- geno (in rosso nelle immagini di Hubble), inoltre muoversi a velocità medie maggiori lamenti lobati più dell'ossigeno (in verde) e dell'elio (in blu) di quelle dei gas dell'anello (che ricordiamo esterni, presa con sono ora meglio localizzate che in passato essere in realtà una ciambella), una situa- il Large Binocular e raccontano la progressione con cui furono zione ancora da interpretare. Telescope, si ot- tiene una visione espulsi gli strati esterni della stella origina- Densità e velocità della Ring Nebula indi- di M57 che lascia ria e la loro prevalente composizione. In cano che continuerà ad espandersi oltre stupefatti. [NASA, questo contesto la distribuzione dell'elio è l'attuale estensione di 1 anno luce , fino a ESA, C. Robert anomala, nel senso che si distingue dalla quando fra circa 10000 anni sarà così rare- O’Dell and David struttura equatoriale principale per via dei fatta da non risultare più distinguibile dal Thompson, LBTO] suoi moti prevalentemente polari, allineati mezzo interstellare. n

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Astrofilo fotografa GRB da record

Il 27 aprile scorso è apparso nella costellazione del Leone un lampo gamma eccezionalmente brillante e persistente, la cui controparte ottica è stata fotografata anche da un esperto astro- filo dello Utah. Quel giorno festeggiava il suo compleanno... non male come regalo!

ullo sfondo, il cielo visto dal Fermi Large Area S Telescope. Le più intense sorgenti gamma, indi- cate con tonalità rosso-gialle, coincidono con il piano della nostra galassia. Sulla destra lo stru- mento, con il suo grande dispositivo rivelatore di raggi gamma. [NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration]

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ASTROFOTOGRAFIA 43 ografa GRB

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ASTROFOTOGRAFIA

atrick Wiggins, astrofilo di Tooele, nello Utah, si è fatto un bel regalo di Pcompleanno: è stato il primo amatore a fotografare il potentissimo lampo gamma (o GRB, da gamma-ray burst) esploso alle 7:47 di tempo universale del 27 aprile scorso. Wiggins era impegnato in osserva- zioni di routine con il suo Celestron 14, quando ha deciso di fare uno spuntino not- turno; in quel mentre gli sono arrivati due “alert” (servizio al quale chiunque può ade- rire) che lo informavano del rilevamento di un GRB da parte del satellite Swift. Fin qui nulla di eccezionale, negli ultimi decenni sono stati avvistati migliaia di lampi gamma, molti dei quali negli ultimi anni, grazie allo stesso Swift e ad altri strumenti orbitanti specialisti di quelle energie, come ad esem- pio il Fermi Gamma-ray Space Telescope. Quando Wiggins si accorge degli alert pensa che sia ormai troppo tardi per sperare di riu- scire a fotografare la controparte del feno- meno in luce bianca, che talvolta quando si manifesta è alla portata di strumenti ama- toriali. Di solito si hanno 1-2 minuti di tem- po per puntare il telescopio e procedere alle riprese, ma in questo caso di minuti ne erano passati ben 10. Dal momento che il suo C14 era già puntato non lontano da quel punto della costellazione del Leone in

cui il GRB era apparso, Wiggins ci prova omparazione ugualmente, sposta il telescopio sul target Cdell’aspetto e con il suo CCD SBIG ST-10XME prende una del cielo nei raggi serie di immagini di 60 secondi ciascuna e le gamma, visto dal elabora. Al centro del campo nota subito Large Area Tele- scope del satellite una stellina di 13a magnitudine non ripor- Fermi, prima e tata sul suo atlante di riferimento, la Palo- durante il paros- mar Observatory Sky Survey. Wiggins pensa sismo del lampo che l'oggetto sia troppo brillante per essere gamma. Per cia- la traccia lasciata dal GRB e sospetta possa scuna delle due piuttosto trattarsi di un artefatto introdotto riprese l’esposi- dalla strumentazione. Per verificare questa zione è stata di 3 ipotesi sposta di poco il telescopio e ripete ore. [NASA/DOE/ le esposizioni. La stellina c'è ancora e ciò Fermi LAT Colla- spinge l'astrofilo a continuare le riprese fino boration] l GRB 130427A immortalato dall’X-Ray Tele- all'alba, il che gli permette di costruire una I scope del satellite Swift, pochi secondi dopo curva di luce la cui forma risulta poi essere l’avvistamento iniziale nella banda gamma. La compatibile con quelle prese da strumenti dimensione dell’immagine è 6,5 minuti d’arco professionali al suolo. Sebbene l'alert a Wig- sulla diagonale. [NASA/Swift/Stefan Immler] gins fosse giunto dal circuito di Swift, ad av-

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ASTROFOTOGRAFIA

i 94 GeV, come dire 35 miliardi di volte su- periore all'energia media dei fotoni visibili all'occhio umano. Fermi è riuscito a regi- strare fotoni con energie nel range dei GeV per addirittura 4 ore e a seguire l'intero fe- nomeno per quasi una giornata, un record assoluto per i GRB. Anche la quantità di fo- toni altamente energetici intercettati dal sa- tellite è stata da record: 1000 fotoni al secondo per centimetro quadrato nell'inter- vallo 10-1000 keV e 14 fotoni al secondo per metro quadrato nell'intervallo 100MeV- 10GeV. Il cosiddetto “afterglow”, ovvero il flusso di fotoni a energie via via minori che seguono con crescente ritardo i fotoni gamma, è durato anch'esso a lungo e ha in- teressato tutti i domini dello spettro elettro- magnetico, fino alle onde radio. Dall'analisi delle varie osservazioni gli astronomi hanno potuto calcolare anche la distanza del GRB, risultata pari a 3,6 mi- liardi di anni luce, quindi relativamente breve se si considera che il 95% dei lampi gamma finora registrati sono apparsi a di- stanze maggiori. Questo spiega perché il fenomeno sia risultato particolarmente energetico e luminoso, soprattutto nei raggi gamma, mentre nel visibile, dove ha raggiunto all'apice una magnitudine di 7,4 (misurata dal RAPid Telescopes for Optical Response, Fenton Hill Observatory, New Mexico), è secondo solo all'eccezionale GRB vistare per primo il lampo gamma (catalo- 080319B, che nel marzo del 2008 era arri- gato con la sigla GRB 130427A) era stato il vato alla magnitudine visuale 5,3. satellite Fermi, infatti nell'istante dell'appa- Come si può immaginare, una volta segna- rizione Swift si stava spostando fra due tar- lata da Fermi e Swift, la sorgente del GRB get e si è accorto del lampo con quasi un 130427A è stata puntata da numerosi stru- minuto di ritardo, un ritardo che solita- menti al suolo e si è potuto così constatare mente è “fatale” in presenza di un tipico GRB, ma che fortunatamente PER VIDEO E ANIMAZIONI SI RIMANDA ALLA nel caso specifico non è stato dele- VERSIONE MULTIMEDIALE terio, avendo il fenomeno mostrato DELLA RIVISTA PRESENTE SUL SITO WEB delle caratteristiche tutt'altro che ti- http://ita.astropublishing.com/ piche. Vediamo quelle salienti. L'energia dei fotoni gamma, misu- rata dal team di Fermi, ha raggiunto equenza dell’insorgenza del GRB S130427A, da 3 minuti prima del- l’inizio del lampo a 14 ore dopo. Nei primi frame, relativi ai 15 secondi ini- ziali, si nota una spiccata variabilità. [NASA/DOE/ Fermi LAT Collaboration]

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che dalla magni- tudine visuale 7,4 misurata dal RAP- TOR si è passati nel giro di ap- pena un minuto alla 10a e pochi minuti più tardi alla 11a, fino alla 13a misurata da Wiggins a circa un quarto d'ora dall'inizio dell'e- vento e così via a scendere di luminosità. nello spazio investendo i gusci di materia na delle pri- Il motivo per cui i GRB finora osservati sono precedentemente espulsi nel corso delle tu- U me immagini apparsi pressoché tutti nell'universo lon- multuose fasi terminali pre-collasso. L'im- ottenute da Pa- tano, inclusi quelli meno remoti (anche il patto che ne deriva genera le più potenti trick Wiggins, GRB 130427A non è esattamente dietro l'an- esplosioni dell'universo, con conseguente messa a confron- golo), è riconducibile in prima approssima- abbondante produzione di raggi gamma. to con l’omologa immagine tratta zione al fatto che le epoche dalle quali quei Più il fascio di raggi gamma è collimato ed dalla Palomar Ob- lampi giungono sono interessate da ondate energetico, più intenso appare all'osserva- servatory Sky molto intense di formazione stellare, inne- tore e più vistoso sarà l'afterglow. Survey. Il GRB è scate da fusioni fra galassie. Più stelle ven- Il GRB 130427A appartiene alla categoria indicato dalla gono prodotte, più è alto il numero di dei cosiddetti GRB lunghi, il cui picco di lu- freccia. Sotto a si- quelle di grande massa, che vivono poche minosità dura più di 2 secondi e la cui ori- nistra vediamo decine o centinaia di milioni di anni prima gine è correlata, come dicevamo, all'esplo- invece la curva di di esplodere come supernovae. È durante il sione di una supernova (di tipo II). Ma se è luce del lampo collasso gravitazionale che dal nucleo di così, non dovremmo vederne una nella po- gamma (le cro- quelle stelle morenti si irradiano due pode- sizione in cui è stato osservato l'evento del cette rosse corri- rosissimi getti antipodali di materia che si 27 aprile scorso? La risposta è affermativa e spondono alle muovono a velocità prossime a quelle della in questi casi i ricercatori si aspettano infatti effettive misura- luce. Dopo aver perforato gli strati stellari di veder emergere la luce della supernova zioni) e la sua in caduta verso il nucleo, i getti schizzano da giorni a diverse settimane dopo il lampo evoluzione nelle 3 ore e mezza gamma. Quando scri- successive all’is- viamo (circa un mese tante del primo dopo l'evento) la su- avvistamento da pernova si sta facen- parte dell’astro- do ancora attendere. filo. Le riprese Qualora non dovesse non hanno risen- mai palesarsi, po- tito molto della trebbe voler dire che presenza della il collasso del proge- Luna piena in nitore ha dato ori- cielo. [P. Wiggins] gine a un buco nero talmente massiccio che nemmeno la luce dell'esplosione è riu- scita a sfuggirgli. Per avere una rispo- sta definitiva al ri- guardo non resta che attendere... n

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