Questa immagine è importante quindi la ripropongo, anche se già presente nel 1° post.
Grandi Osservatori Spaziali Uniti per L'Osservazione Cosmica più Profonda di Sempre.
, hanno unito le loro forze per ottenere un'immagine dell'universo più profonda e lontana di quanto non sia mai stato possibile prima.
, combina le osservazioni fatte dal telescopio spaziale durante l'ultimo decennio, di una piccola parte del cielo nella costellazione della Fornace.
esercitato da galassie massicce, i Grandi Tre, riusciranno a scoprire galassie che sono 100 volte più pallide rispetto a quelle che tipicamente riescono a vedere da soli.
e durerà per i prossimi 3 anni, con l'obiettivo di mappare le galassie ingrandite da 6 diversi
, amministratore associato della NASA per le missioni scientifiche, ha spiegato che ogni osservatorio raccoglie immagini usando
) diverse e come risultato si ottiene uno sguardo ben più profondo della stessa area esaminata, riuscendo a scoprire la fisica dietro questi oggetti celesti.
Ovviamente l'effetto lente funziona con qualsiasi oggetto astronomico che abbia massa: stelle,
, investigatore principale del telescopio Spitzer per il progetto Frontier Fields, ci spiega
"L'idea è di usare questi telescopi che la natura ci offre (le Lenti Gravitazionali), insieme ai nostri più potenti osservatori spaziali, per ottenere un'immagine più profonda e nitida delle più distanti e pallide galassie che possiamo vedere. Vogliamo riuscire a comprendere quando e come sono nate le prime stelle e galassie, ed ognuno di questi osservatori ci darà un pezzo diverso del puzzle:
, così da calcolare con precisione quanto sono ingrandite le galassie dietro. Permetterà
Le immagini ad alta risoluzione di Hubble saranno usate anche per tracciare poi la distribuzione di
, e quelle nei paraggi farebbero bene a tremare di terrore.
. P13 ruota attorno a una
. Si è scoperto che la massa di P13 è in realtà abbastanza piccola, nonostante sia almeno 1 milione di volte più
4/2013
PSR J0348+0432 - pulsar-nana bianca
velocità rotazione: 25 volte/secondo
massa: 2 volte + pesante del Sole, ma grande solo 20 km
Il
telescopio VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, insieme a radio telescopi di tutto il mondo, ha permesso agli astronomi di trovare e studiare una bizzarra coppia di stelle formata dalla
stella di neutroni più massiccia finora nota (articolo del 2013) intorno a cui orbita una nana bianca.
Una
STELLA DI NEUTRONI, piccola ma insolitamente pesante, che ruota su se stessa
25 Volte Ogni Secondo, intorno a cui ogni 2 ore e mezza orbita una nana bianca. La stella di neutroni è una
Pulsar che emette onde radio che possono essere intercettate dai radiotelescopi sulla Terra.
La pulsar si chiama
PSR J0348+0432 ed è
il resto di un’esplosione di supernova (SNR).
T e n e r s i f o r t e:
è 2 volte più pesante del
Sole, ma è grande solo 20 km.
La forza di gravità alla superficie è più di 300 miliardi di volte maggiore di quella sulla Terra e nel centro ogni cubetto di materia delle dimensioni di una zolletta di zucchero contiene più di 1 miliardo di tonnellate di materia.
La compagna nana bianca è solo leggermente meno esotica: è il resto incandescente di una stella più leggera che ha perso la propria atmosfera e si sta ora lentamente raffreddando.
È una coppia molto interessante di per sè, ma è anche un laboratorio unico di verifica dei limiti delle teorie fisiche.
Questo sistema binario relativistico produce Onde Gravitazionali, increspature dello spazio-tempo. Le due stelle di questa coppia sono molto diverse fra loro per massa e dimensioni e questo rende tale sistema il migliore finora noto per indagare proprio le teorie alternative alla Relatività Generale.
Nella rappresentazione, poichè la pulsar è così piccola, le dimensioni relative dei due oggetti non sono disegnate in scala.
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3/2015
US 708 - la stella più veloce della galassia
velocità di fuga: 1.200 km/s
Soprannominata "la stella più veloce della galassia", faceva parte di un sistema binario e la sua velocità è stata accelerata proprio dalla compagna quando è esplosa come una Supernova; si chiama
US 708 e sta lasciando la Via Lattea ad una velocità di
1.200 km al secondo. La scoperta è attribuita ad un gruppo coordinato dall'astronomo tedesco
Stephen Geier, dell'
Osservatorio Europeo Australe (Eso) e dell'
Università Friedrich-Alexander di Erlangen-Norimberga.
La stella appartiene al cosiddetto gruppo di
Stelle Esuli,
che possiedono una velocità tale da potere resistere alla forza di gravità della nostra galassia fino a fuggire.
Normalmente le stelle esuli invece vengono scagliate fuori dalla
Via Lattea dal
buco nero centrale. Quando vi passano troppo vicine, subiscono un effetto fionda che le separa da eventuali compagne e accelera la loro velocità.
Scoprire l’origine di questa stella è stato possibile studiando la sua traiettoria a ritroso grazie ai dati di archivio, mentre le misure della sua
velocità sono state possibili grazie all’
osservatorio di Monte Palomar negli Stati Uniti e ai
telescopi dell’Osservatorio Keck nelle Hawaii.
US 708 è una
stella molto compatta fatta solo di elio e definita "subnana calda".
Stelle di questo tipo di solito hanno una massa che è la metà di quella del
Sole e rappresentano il nucleo di elio di una
gigante rossa (
stelle che si gonfiano perché una volta finita la riserva di idrogeno del nucleo hanno iniziato a bruciarlo in un involucro più esterno) che è stata ‘spogliata’ dagli strati esterni dalla compagna.
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09/2012
galassia MACS 1149-JD
l'oggetto più lontano nel tempo e nello spazio
distanza: 13,2 miliardi di AL
Una galassia che è stata osservata dal telescopio spaziale
Hubble e dal telescopio a infrarossi
Spitzer.
Si trova a circa
13,2 miliardi di anni luce da noi e quanto vediamo è ciò che c'era all'alba del nostro Universo quando il Cosmo era giovanissimo e nelle sue prime fasi di formazione.
La luce che è arrivata a noi adesso, infatti, è partita da questa galassia soltanto 490 milioni dopo il Big bang. La giovane galassia si trova alle spalle di un imponente
ammasso di galassie o cluster (MACS1149+2223), che grazie alla sua considerevole massa (
2,5 milioni di miliardi di volte quella del nostro Sole) ha amplificato di ben 15 volte il profilo della galassia (
effetto lente gravitazionale), mostrandola nella sua primordiale meraviglia agli occhi di Hubble e Spitzer.
Lente Gravitazionale:
una delle previsioni della
teoria generale della relatività di Einstein è che
la gravità di oggetti molto massicci deforma lo spazio-tempo causando la deviazione della luce, provocando la deformazione e l’ingrandimento delle immagini di oggetti distanti che in prospettiva si trovano allineati con l’oggetto che fa da lente e l’osservatore. E' sfruttato nello studio delle galassie, in quanto queste lenti permettono di vedere la luce ingrandita di oggetti estremamente lontani.
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4/2009
GRB 090429B - la più distante esplosione cosmica mai osservata
distanza: 13,1 miliardi di AL
Dista
13 miliardi e 140 milioni di anni luce da noi. Il nome
GRB deriva dall’inglese Gamma-Ray Burst, e indica
una stella enorme che alla fine della sua evoluzione collassa ed esplode violentemente, emettendo in pochi attimi una quantità di radiazioni pari a quelle prodotte in 100 anni da tutte le stelle della nostra galassia.
Un fenomeno violentissimo ma non raro, visto che finora i satelliti dedicati alla ricerca e all’osservazione dei GRB ne hanno registrati alcune migliaia.
GRB 090429B è però un’esplosione cosmica avvenuta all’alba dell’universo, a soli 500 milioni di anni dal Big Bang: è stata osservata il 29 aprile 2009 dal
satellite Swift della Nasa, e poi confermata da telescopi spaziali e basati a terra sulle Ande cilene e sul vulcano hawaiano Mauna Kea.
Nell'immagine a colori l'
afterglow (la sua debole emissione nei raggi X che ha seguito il lampo) di GRB 090429B, ottenuta dal
telescopio Gemini North. L'immagine è stata realizzata componendo 3 diverse immagini usando
filtri nell'ottico e infrarosso. Il colore rosso è dovuto all'assenza di luce nella banda visibile, assorbita dall'
idrogeno. Senza questo assorbimento, il colore dell'afterglow risulterebbe più blu di qualunque galassia o stella presenti nell'immagine.
Crediti: NASA / Gemini / Levan, Tanvir, Cucchiara, Fox
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3/2013
NGC 1365
Buco Nero Supermassiccio e Superveloce
dimensioni: 3 milioni di km
massa: diversi milioni di masse solari
Un disco che si estende per circa 8 volte la distanza media tra la Terra e la Luna, cioè più di 3 milioni di km, e che ruota così velocemente che la sua superficie si muove a quasi la velocità della luce. Così si presenta il
buco nero supermassiccio che risiede nel nucleo della galassia NGC 1365.
Gli astronomi hanno misurato la sua velocità di rotazione, o tecnicamente lo
spin, utilizzando i dati raccolti dal
NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) e dal
satellite XMM-Newton.
La gravità di un buco nero è così intensa che man mano che l’oggetto ruota esso trascina con sé lo spazio. L’estremità della regione dello spazio che viene trascinata dalla rotazione del buco nero viene chiamata
Orizzonte degli Eventi. La materia che supera questa superficie ideale viene catturata dal buco nero e inizia ad accrescersi formando un
disco di accrescimento che viene riscaldato dall’attrito producendo emissione di alta energia sottoforma di raggi-X. L’orbita interna più stabile, cioè il cosiddetto punto di non ritorno, dipende dallo
spin del buco nero. Dato che un buco nero che ruota così velocemente distorce lo spazio, la materia del disco di accrescimento può arrivare molto vicina all’oggetto prima di essere catturata definitivamente.
Ma perché è importante sapere la velocità di rotazione del buco nero? - 1°) solo 2 numeri definiscono un buco nero, grazie ai quali conosciamo quasi tutto: la massa e lo spin.
- 2°) lo spin ci dà informazioni sul suo passato e indirettamente sull’evoluzione della galassia ospite, quindi rappresenta una sorta di memoria, una "registrazione" della storia evolutiva della galassia.
Nonostante
il buco nero di NGC 1365 abbia oggi una massa dell’ordine di diversi milioni di masse solari, non è nato molto grosso. Si ritiene, invece, che sia evoluto nel corso di miliardi di anni accrescendo materia da stelle e gas e interagendo attraverso il fenomeno del
'merging' con altri buchi neri.
La sua rotazione è il risultato del trasferimento del momento angolare, un pò come avviene per l’altalena.
Esempio dell'altalena:
se spingiamo in maniera casuale l’altalena mentre oscilla, vedremo che non si arriverà mai molto in alto. Però se spingiamo l’altalena alla fine di ogni oscillazione, quando ritorna indietro, vedremo che essa andrà sempre più in alto poiché stiamo trasferendo ad essa "momento angolare".
Allo stesso modo, se il
buco nero cattura casualmente materia da tutte le direzioni, il suo spin risulterà basso. Dato che lo spin del buco nero in NGC 1365 è molto vicino al valore massimo possibile, gli astronomi ritengono che la sua massa sia aumentata attraverso un processo di accrescimento ‘ordinato’ piuttosto che mediante una serie di eventi ripetuti e casuali.
Infine, queste osservazioni permetteranno ai teorici di eseguire una serie di test della relatività generale in condizioni estreme.
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6/2012
IGR J11014-6103 - pulsar più veloce
distanza: 30.000 AL
velocità: 10 milioni km/h
Sorgente di raggi X a circa
30.000 anni luce dalla Terra, è la pulsar più veloce mai osservata.
Sta infatti schizzando via dalla Supernova esplosa nei suoi paraggi a una velocità incredibile, fino a 10 milioni di chilometri all’ora.
Vista d'insieme (da XMM-Newton) e dettaglio (da Chandra) del
Resto di Supernova SNR MSH 11-16A e della
sorgente IGR J11014-6103 (NASA/ESA/UC Berkeley)
I ricercatori John
Tomsick e Arash
Bodaghee dell’
Università di Berkely, che hanno pubblicato i loro risultati su The Astrophysical Journal Letters, sono giusti a questa ipotesi combinandi i dati di tre osservatori: due spaziali,
Chandra della NASA e
XMM-Newton dell’ESA, e il radiotelescopio
Parkes in Australia.
Proprio XMM ha rivelato una diffusa area di
emissione X, ben visibile nell’immagine qui sopra, creata dall’esplosione di una Supernova che si è lasciata dietro una
nuvola di detriti, o Resto di Supernova, ribattezzato dagli astronomi
SNR MSH 11-16A.
Là in mezzo è poi toccato a Chandra studiare
una sorgente X, la cui forma ricorda quella di una cometa, ben al di fuori dell’area del resto di supernova. È una sorgente puntiforme, che si tira dietro
una coda lunga circa 3 anni luce.
L’ipotesi più plausibile è che si tratti di una pulsar, cioè
una stella di neutroni di grande densità che ruota su se stessa ad altissima velocità, proiettata fuori dall’esplosione della Supernova.
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10/2011
nebulosa del Granchio - Pulsar delle sorprese - Emissioni di radiazioni gamma ad energie superiori al previsto
distanza: 6.500 AL
luminosità: 50 miliardi di volte superiore a quella del Sole (> 100 miliardi di elettronvolt)
La
Nebulosa del Granchio non smette di sorprendere. Un gruppo di ricerca ha infatti annunciato di aver misurato un’emissione di
radiazione gamma proveniente dal centro della
nebulosa che supera il limite finora ritenuto invalicabile.
La misura è stata ottenuta dopo 107 ore di “osservazione” sparse in un lasso di tempo di 3 anni, utilizzando
VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System), un sistema di 4 telescopi di 12 metri di diametro ciascuno che fanno parte del
complesso Whipple in Arizona.
La Nebulosa del Granchio si trova a
6.500 anni luce da noi e
si è formata dall’esplosione di una stella di grande massa (Supernova), osservata "a occhio nudo" nel 1054. Al centro della
nebulosa si trova la
pulsar, che emette radiazione in tutto lo
spettro elettromagnetico sino alle inattese energie
50 miliardi di volte superiori a quelle della luce visibile emessa dal Sole.
Alberto
Pellizzoni, ricercatore dell’ INAF – Osservatorio Astronomico di Cagliari specializzato nello studio delle pulsar, commenta la scoperta: “Come astrofisici da molto tempo studiamo le pulsar e le loro emissioni di energia alle varie frequenze. Inizialmente abbiamo misurato radiazioni alle
basse frequenze, nella
banda radio, poi con i rilevatori di alte energie abbiamo scoperto che emettono radiazione anche nelle
bande X e gamma. Recentemente si è trovata a sorpresa un’emissione ad energie ancora superiori, in particolare queste ultime misure di VERITAS hanno innalzato il limite superiore estremo ad energie sopra i 100 miliardi di elettronvolt“.
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12/2013
PSR J2234+06 e PSR J1946+3417
Le pulsar più veloci
velocità di rotazione: 315 al secondo
Velocissime
MSP, le
pulsar millisecondo che effettuano fino a 315 rotazioni al secondo.
Basta il nome a suggerire una potenza vibrante. Pulsar, termine composto che deriva da
Pulsating Star, indica
una stella di neutroni che ruota vorticosamente.
Se poi parliamo di pulsar millisecondo (MSP), le velocità sono davvero da capogiro:
il loro periodo di rotazione è compreso tra 1 e 10 millisecondi.
L’origine delle MSP è sempre stata avvolta da un alone di mistero. Si sa che
sono ciò che resta delle esplosioni di stelle di grande massa -
Resto di Supernovae SNR -
e che hanno densità elevatissime (per intenderci, in diametri di pochi Km contengono una massa paragonabile a quella del Sole). Ma non è ancora chiaro come una pulsar si trasformi in pulsar millisecondo, ovvero diminuisca il suo periodo di rotazione fino a toccare velocità così elevate.
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10/2013
z8_GND_5296 - galassia più antica e lontana
distanza: 13,1 miliardi di AL
La galassia conosciuta più lontana dal nostro pianeta è stata recentemente scoperta da un team di ricercatori dell'
Università di Austin (Texas) combinando i dati raccolti dal telescopio
Hubble della NASA e quelli dello spettrografo
MOSFIRE installato al Keck I, uno dei due giganteschi telescopi gemelli da 10 metri di diametro installati sulle isole Hawaii.
L'aspetto più interessante, e scientificamente più importante, è la possibilità, osservando la galassia, di vedere com'era l'universo quando era ancora "giovane" ossia quando aveva 700 milioni di anni, il 5% della sua età attuale stimata (13,8 miliardi di anni).
V. Tilvi, Texas A&M University; S.L. Finkelstein, University of Texas at Austin; C. Papovich, Texas A&M University; CANDELS Team and Hubble Space Telescope/NASA.
È stato il suo colore rosso (
redshift) ad "avvertire gli astronomi della sua lontanza e, così, della sua vicinanza temporale al Big Bang", ha spiegato il team responsabile. "L'aspetto più esaltante di quello che faccio è la possibilità di conoscere il modo in cui erano le cose nei primi anni dell'universo" ha spiegato
Steven Fankelstein, principale autore dello studio pubblicato sulla rivista scientifica Nature. "Poiché la
velocità della luce nel vuoto è costante, questa impiega un certo tempo a raggiungerci, quindi non vediamo le galassie come sono ora. Le vediamo com'erano 13 miliardi di anni fa, il 95% più vicino al tempo del
Big Bang".
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2/2017
NGC 5907 Ulx - la pulsar X più estrema
distanza: 50 milioni di AL
Ngc 5907 Ulx è la più estrema tra le
pulsar X finora conosciute.
È infatti la più distante e la più luminosa tra quelle a noi note. A scoprire questo potentissimo faro cosmico,
una stella di neutroni fortemente magnetizzata, che compie una rotazione completa attorno al proprio asse in appena 1,13 secondi mentre accresce materia da una stella compagna, è stato un team internazionale di ricercatori, coordinati da
GianLuca Israel dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) a Roma grazie ai dati ottenuti dagli osservatori spaziali
Xmm-Newton dell’Esa e
Nustar della Nasa, questi ultimi raccolti ed elaborati dal
Centro Ssdc dell’Agenzia spaziale italiana.
«La radiazione di Ngc 5907 Ulx ha impiegato
50 milioni di
anni luce per arrivare da una remota galassia fino alla Terra» dice Israel, primo autore dello studio pubblicato su Science.
«Quando le pulsazioni rivelate dalle missioni Xmm-Newton e Nustar sono partite dalla superficie della pulsar, sulla Terra i dinosauri erano spariti da poco e gli esseri umani ancora non erano apparsi». Ma oltre che estremamente
distante, questa pulsar è la più
brillante mai osservata.
In 1 secondo infatti emette la stessa quantità di energia rilasciata dal Sole in 3 anni e mezzo.
Nell'immagine, la
pulsar record denominata NGC 5907 ULX si trova nella galassia a spirale NGC 5907. L’immagine mostra l’emissione nei
raggi X (in blu) individuata dai telescopi spaziali XMM-
Newton dell’ESA e
Chandra della NASA sovrapposta alle osservazioni nella banda visibile della
Sloan Digital Sky Survey. Crediti: ESA/XMM-Newton, NASA/Chandra & Sloan
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3/2015
galassia nana NGC 5253 - nebulosa e nube molecolare "Cloud D" - un milione di baby stelle in arrivo
Il futuro è lì dietro l’angolo, appena al di fuori del
Gruppo Locale, in direzione della
costellazione del Centauro. Nella galassia nana NGC 5253, a
5 milioni di anni luce da noi. Scrutando al suo interno con le 8 antenne radioastronomiche del
Submillimeter Array, un team di ricercatori guidato dall’astrofisica
Jean Turner, di UCLA, è riuscito a penetrare
oltre la densa coltre di polvere bollente d’una nube di gas molecolare per scoprirvi un oggetto che li ha lasciati a bocca aperta: una vivace NEBULOSA al cui interno è presente un ammasso recentissimo (cluster) con oltre 1 milione di giovani stelle in formazione.
Sopra, immagine composita di NGC 5253.
Lo sfondo blu è l’immagine ottenuta dallo
Hubble Space Telescope.
La colorazione rosso-giallastra corrisponde al gas osservato con il
Submillimeter Array.
La zona più luminosa corrisponde alla
Cloud D. Fonte: Nature
Quell’
ammasso neonato, appena 3 milioni di anni al suo attivo, di anni è destinato a viverne almeno un altro miliardo: ancora così giovane, eppure eccezionalmente prolifico. Tuttavia è l'intera galassia in realtà ad essere eccezionalmente fertile: a differenza della nostra
Via Lattea – sempre più anziana e sempre più sterile – di
ammassi stellari (
star cluster) analoghi ne contiene a centinaia, seppure non altrettanto spettacolari quanto questo avvolto dall’immensa nube di gas.
Ed è proprio
questa Nube Molecolare ad aver attratto maggiormente l’attenzione degli astronomi.
Si chiama “Cloud D”, e contiene una quantità di polvere – sotto forma d’elementi pesanti come il Carbonio o l’Ossigeno – pari a circa 15 mila volte la massa del Sole. La sua Efficienza, ovvero il tasso al quale riesce a convertire il gas in nuove stelle, è da record: oltre il 50 %, quando la Via Lattea raggiunge a stento il 5 %.
Ancora non vi sono tracce di
Supernovae, osservano i ricercatori, ma probabilmente è solo questione di tempo: sono infatti state individuate all’interno dell’ammasso
oltre 7.000 stelle di tipo O, gli “Abbaglianti” dell’universo, bollenti e relativamente rare, sono milioni di volte più luminose del Sole.
Questa vispa galassia nana tra l'altro è costituita, altra peculiarità, per circa il 90 percento da Materia Oscura. Turner e il suo staff seguiranno l'evolvere della situazione sfruttando le 66 antenne di ALMA, l’
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.
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6/2014
GRB 140419A - lampo gamma da Supernova ai confini dell'Universo osservabile
distanza: 12 miliardi AL
Il telescopio
ROTSE-IIIb della Southern Methodist University (SMU), Dallas, ha osservato per primo il
lampo di
raggi gamma arrivato fino a noi, che ha dunque viaggiato per più di
12 miliardi di
anni e la stessa esplosione è avvenuta poco dopo il
Big Bang.
Farley Ferrante, studente del Dipartimento di Fisica della SMU, ha riferito che il telescopio è stato il primo ad accorgersi dell’
intensa luce giunta fino alla Terra e che ha monitorato il lampo insieme a due astronomi in Turchia e alle Hawaii.
Il
lampo di raggio gamma è stato registrato come GRB 140419A dal
Gamma-ray Coordinates Network della NASA.
Nell'immagine, il lampo di raggi gamma
GRB 140419A.
Crediti immagine: Southern Methodist University.
Secondo Ferrante,
i lampi di raggi gamma rilasciano più energia in 10 secondi che il nostro Sole durante il suo intero ciclo di vita (circa 10 miliardi di anni). Si tratta delle esplosioni più potenti dell’Universo dopo quella del Big Bang.
Per
Robert Kehoe, professore di fisica e leader del team di astronomia della SMU, i lampi di raggi gamma sarebbero strettamente associati alle
Supernovae.
Si presume che i lampi di raggi gamma sarebbero originati solo da esplosioni di stelle enormi, con una massa di almeno 50 masse solari (considerando che parliamo dei confini dell’Universo osservabile, si può comprendere che si tratta di un’esplosione davvero estrema, maestosa).
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4/2013
GRB da una SuperGigante
Un team guidato dal l’
Università di Warwick ha individuato
un nuovo tipo di esplosione cosmica eccezionalmente potente e longeva, che apre ad una teoria sull’agonia violenta di una stella
SuperGigante.
Le più potenti e lunghe emissioni di raggi gamma ad alta energia (Gamma burst), che normalmente si concludono in circa un minuto, in questo nuovo tipo di emissioni possono durare per diverse ore. La causa potrebbe essere
l’enorme dimensione della stella che sta morendo.
Utilizzando i dati del
telescopio Gemini delle Hawaii, gli scienziati hanno calcolato che questo
lampo di raggi gamma aveva un
redshift di 0,847. Questo gli dà una posizione a circa metà strada dal bordo dell’universo osservabile, ossia a
ben 7 miliardi di anni luce di distanza. Questo tipo di scoppio secondo i ricercatori è causato da
una stella supergigante 20 volte più massiccia del Sole, che si evolve fino a diventare una tra le stelle più grandi e più brillanti dell’universo, con un raggio fino a 1 miliardo di km – ossia circa 1.000 volte quella del Sole.
La maggior parte delle stelle che creano lampi di raggi gamma sono relativamente piccole e dense, e l’esplosione che le distrugge dura una manciata di secondi.
Nel caso di questi nuovi scoppi, l’esplosione richiede molto più tempo per propagarsi attraverso la stella, e così il
lampo gamma dura per un tempo molto più lungo.
Levan ha commentato: “Questi eventi sono tra le più grandi esplosioni in natura, ma stiamo cominciando a trovarle solo oggi. “
Questa scoperta ci mostra davvero che l’universo è un posto molto più violento e vario di quanto avremmo immaginato fino a ieri"
Nial Tanvir, professore presso l’Università di Leicester e secondo autore dello studio, ha aggiunto:
“Crediamo che quello che alimenta l’esplosione è un Buco Nero appena formatosi nel cuore della stella. La cosa sorprendente è che la natura sembra aver trovato il modo per far esplodere una vasta gamma di stelle nel modo più drammatico e violento”.
Il tipo più comune di
lampo di raggi gamma si pensa sia causato da
una stella di tipo Wolf-Rayet che nella fase finale della sua evoluzione collassa in un
Buco Nero che si genera al suo centro.
La materia cade nel Buco Nero, ma una parte di essa riesce a sfuggire attraverso un getto concentrato di materiale che esplode in due direzioni, formando getti copiosi di raggi gamma nel processo. Questi getti vengono espulsi con estrema velocità (vicino alla velocità della luce = 'getti relativistici'). Se non fosse così, il materiale dovrebbe ricadere nel Buco Nero dal quale non può sfuggire nulla. Proprio per questo motivo i gamma burst durano solo pochi secondi.
Tuttavia, un
lampo di raggi gamma di una stella molto più grande del
Sole (chiamata per questo
SuperGigante), può evidentemente attingere ad un serbatoio molto più grande di materiale, e quindi la durata dei gamma burst è molto più alta.
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1963
3C 273 - primo quasar scoperto
distanza: 3 miliardi AL
velocità di allontanamento verso il rosso: 44.000 km/sec
dimensioni: solo qualche AL
luminosità: più luminoso di 1.000 galassie da 100 miliardi di stelle cadauna
massa Buco Nero: 100 milioni di masse solari
Il
quasar 3C 273, nella
Costellazione della Vergine, merita un posto di riguardo nella storia di questi oggetti. Fu scoperto da
Allan Sandage all'inizio degli anni '60. Fu proprio studiando le righe di emissione nello spettro della sua controparte ottica che, nel 1963 l'astronomo tedesco
Maarten Schmidt, dall'osservatorio di Monte Palomar, riuscì a dimostrare che 3C 273
si stava allontanando ad una velocità di 44.000 km/s.
All'epoca 3C 273 era l'oggetto più lontano e luminoso mai osservato. Esso è anche il
quasar più brillante (magnitudine apparente 13).
Essendo uno dei quasar più vicini a noi e
il più luminoso conosciuto (in termini di magnitudine apparente), è quindi anche uno dei più studiati, soprattutto per
la complessa struttura del getto di gas espulso ad alta velocità, che si protende nello spazio per 150.000 AL, evidenziato dai satelliti Chandra e Hubble.
Situato a 3 miliardi di anni luce, risulta più luminoso di 1.000 galassie contenenti 100 miliardi di stelle ciascuna.
Se si trovasse alla distanza di 32 anni luce dalla Terra, illuminerebbe il cielo quanto il Sole (
distante dalla Terra solo 150 milioni di km cioè 1 UA ovvero 8 minuti luce).
Con l'osservazione di quest'oggetto in tutto lo
spettro elettromagnetico, si è iniziato a comprendere la natura dei processi fisici alla base di queste enormi sorgenti di energia. I brillamenti e le variazioni di intensità sono stati osservati già negli anni '80. La velocità delle variazioni indica che le dimensioni dell'oggetto non superano qualche
anno luce.
Dall'analisi dei dati acquisiti in 6 anni dal telescopio a
raggi X a bordo del
satellite Beppo-SAX, è stato stimato che
la massa del Buco Nero al centro del quasar equivalga a 100 milioni di M⊙. La velocità di accrescimento dev'essere di circa 1.024 kg/s, cioè 1 tonnellata al secondo, il che significherebbe che
al centro di 3C 273 cade ogni anno una quantità di materia equivalente ad alcune stelle come il Sole.
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9/2008
GRB 080916C - esploso un astro grande 5 volte il Sole
Il circolino mostra il "bagliore" generato raccolto dal satellite Fermi.
L’ "occhio” italiano del satellite “Fermi” della Nasa è riuscito a cogliere e fotografare un fatto accaduto 12 miliardi di anni fa, ma che il satellite ha visto soltanto ora perché il raggio tanto ha impiegato a percorrere lo spazio che ci separa dal luogo d’origine;
una galassia distante 12 miliardi di anni luce. «Per un paio di minuti, il
lampo è stato
più luminoso non solo di qualsiasi altra sorgente, ma anche dello stesso universo nella
banda dei raggi gamma – precisa
Ronaldo Bellazzini, altro responsabile dell’esperimento per l’
Infn, Istituto nazionale di fisica nucleare – E nasceva da un getto di materia altamente ionizzato che si è propagato nel cosmo a una
velocità prossima a quella della luce, paragonabile a quanto si otterrà nel
nuovo acceleratore Lhc di Ginevra».
La catastrofe è stata registrata da due strumenti: il
GMB, Gamma Ray Burst Monitor americano, ha raccolto prima i fotoni di
radiazione X; poi il
LAT, Large Area Telescope italiano, i fotoni di
radiazione gamma. «Ma fra i due – precisa
Caraveo – c’è stato un ritardo di 5 secondi, un tempo significativo per descrivere i processi riguardanti
la morte di una stella».
Il fiume delle radiazioni è scaturito infatti dalla
distruzione di un astro la cui massa calcolata era di 5 volte superiore a quella del Sole. Proprio dal violento collasso è zampillata l’energia mentre la stella si trasformava in un
Buco Nero.
Questi
Gamma Ray Burst sono i fenomeni più violenti che il cielo offra:
nel giro di pochi secondi liberano tanta energia quanta il Sole nell’arco della sua intera vita !
Curiosità: i lampi gamma erano stai scoperti per caso dai satelliti militari americani Vela nella seconda metà degli anni '60 mandati in orbita per controllare le eventuali esplosioni atomiche dei sovietici. Tenuti nascosti sino al 1973, da allora è iniziata la corsa a spiegarne l’origine. Soltanto alla metà degli anni '90 il satellite italiano BeppoSax dell’Asi, fornisce il primo indizio importante per arrivare alla spiegazione del fenomeno. E le ricerche continuano in una partita USA-Italia che propone grandi sorprese.
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12/2011
Si trova a
336 milioni di
anni luce dalla Terra nella
costellazione della Chioma di Berenice nella galassia NGC 4889, scoperto da un gruppo di ricercatori coordinati da
Chung-Pei Ma dell'università della California a Berkeley è stato possibile individuarlo grazie al spaziale Telescopio
Hubble ed a due telescopi sulla terra
Gemini North e
Keck nelle Hawaii.
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4/2016
La scoperta è ad opera dei ricercatori dell’
Università della California a Berkeley nell’ambito del
"Progetto Massive", grazie ai dati di due gioielli della tecnologia terrestre: l’
Hubble Space Telescope della Nasa e il
Gemini Telescope alle Hawaii.
La campagna osservativa MASSIVE, iniziata nel 2014, è stata promossa e sostenuta dalla
National Science Foundation e ha lo
scopo di ottenere stime di massa per stelle, materia oscura e Buchi Neri centrali appartenenti a 100 galassie massicce e vicine. Più precisamente, si occupa di galassie con più di 300 miliardi di masse solari, ed entro 350 milioni di anni luce di distanza dalla Terra.
Il
Buco Nero gigante ha una
massa di 17 miliardi di volte quella del Sole ed è situato al centro della galassia
NGC 1600, galassia ellittica gigante nella costellazione di Eridano la cui
luminosità ci appare debole solo a causa della grandissima
distanza. La distanza dalla
Via Lattea è stimata sui
220 milioni di anni-luce.
“Il Buco Nero supergigante – ha commentato la studiosa
Chung-Pei Ma, professoressa presso l’
Università della California, nonché a capo della campagna osservativa Massive -
si trova in una zona scarsamente popolata, al centro di una galassia ellittica situata nei pressi di un piccolo gruppo di 20 galassie“.
“Quando due galassie si fondono -ha spiegato Ma- i loro Buchi Neri centrali si stabilizzano nel nucleo della nuova galassia e orbitano uno intorno all’altro. Stelle cadenti vicino al Buco Nero binario, a seconda della loro velocità e traiettoria, possono effettivamente rubare moto dalla coppia vorticosa e raccogliere abbastanza velocità per sfuggire dal nucleo della galassia. Questa interazione gravitazionale fa sì che i Buchi Neri si muovano lentamente avvicinandosi, alla fine fondendosi per formare un Buco Nero ancora più grande. Il Buco Nero supermassiccio poi continua a crescere inghiottendo gas incanalato al nucleo da collisioni di galassie”.
Un aspetto interessante della scoperta è la precisione con cui conosciamo la stima di massa del
Buco Nero di NGC 1600. Mentre quello scoperto nel 2011 all’interno della galassia NGC 4889, nell’
ammasso della Chioma, aveva un limite superiore di 21 miliardi di masse solari e un limite inferiore di 3 miliardi di masse solari, la stima per NGC 1600 è molto più precisa, con un intervallo di masse possibili tra 15.5 e 18.5 miliardi di masse solari.
È interessante inoltre notare che le stelle in rotazione attorno al nucleo centrale di NGC 1600 si muovono come se il
Buco Nero appartenesse a
un "sistema binario".
I sistemi di questo tipo sono piuttosto comuni nelle galassie di grandi dimensioni, poiché si ritiene che le galassie crescano attraverso fusioni successive con altre galassie, ognuna delle quali ospita molto probabilmente un Buco centrale.
Questi Buchi Neri verrebbero quindi fusi all’interno del nucleo di una nuova e più grande galassia in seguito ad una reciproca danza orbitale, dando luogo a un Buco Nero più grande ed emettendo onde gravitazionali.
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2/2014
centro dell’ammasso RX J1532 - mostroso Buco Nero supermassiccio
distanza: 3,9 miliardi AL
massa: 1.000 miliardi di volte quella del Sole
Tramite i dati del
Chandra X-ray Observatory della NASA è stato rilevato un enorme
Buco Nero supermassiccio al centro dell’
ammasso di galassie RX J1532.9 3021 (conosciuto anche solo come RX J1532, distante circa
3,9 miliardi di anni luce). Esso rappresenta uno dei più potenti Buchi Neri conosciuti.
L’immagine che segue è stata composta dai dati a
raggi X del Chandra e da una foto del telescopio spaziale Hubble. Il soggetto centrale è un enorme galassia a spirale con al centro il suddetto
Buco Nero supermassiccio.
Il Buco Nero avrebbe una massa di circa 1.000 miliardi di soli.
Una delle particolarità che si possono evincere da questi dati è il fatto che intorno al "mostro" centrale il tasso di formazione stellare è molto basso; molto più basso di quello che ci si aspetterebbe intorno ad un Buco Nero supermassiccio. L’immagine mostra
2 immense cavità relativamente vuote ai lati della galassia a spirale centrale che sarebbero causate dai getti del Buco Nero che perforerebbe il gas caldo circostante e lo spingerebbe da parte. I bang sonici causati da queste cavità in espansione riscalderebbero il gas circostante impedendone il raffreddamento e la contrazione necessaria per la formazione di stelle.
Le cavità sono larghe circa 100.000 AL ciascuna (ognuna sarebbe quindi grande come la nostra
Via Lattea).
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12/2011
NGC 3842 e NGC 4889 - Buchi Neri supermassicci da 10 miliardi di masse solari
distanza: 360 milioni AL
massa: 10 miliardi di volte quella Solare, cadauno
Un gruppo di ricercatori dell'
Università della California a Berkeley ha individuato 2 "mostri" che hanno una
massa ciascuno pari a 10 miliardi di volte quella del Sole e si trovano ciascuno al centro di una galassia, distanti entrambe
più di 360 milioni di anni luce da noi.
Nicholas McConnell, di Berkeley, per farci capire la portata di questi 2 oggetti, spiega che
questi Buchi Neri sono 2.500 volte più massicci del Buco Nero al centro della Via Lattea.
Scoperte come questa consentono di arrivare a capire meglio come Buchi neri così grandi si siano formati, se dalla fusione di 2 galassie o consumando il materiale delle galassie in cui si trovano.
Chung-Pei Ma racconta con una divertente metafora cosa significhi per gli astronomi una scoperta del genere:
«trovare questi Buchi Neri insaziabili è come incontrare finalmente gente alta 3 metri la cui altezza è stata dedotta da ossa fossilizzate. Questa rara scoperta ci aiuterà a capire se questi Buchi Neri avevano parenti molto alti o se hanno mangiato molti spinaci».
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2/2015
mostruoso SDSS J0100 + 2802 - il Quasar più luminoso con il più massiccio Buco Nero tra quelli all'alba dell'Universo
Un gruppo di astronomi, guidato da
Xue-Bing Wu, professore di astrofisica presso l’
Università di Pechino, in Cina, ha individuato un gigantesco Buco Nero, nello specifico un
quasar (
Buchi Neri super massicci al centro delle galassie, circondati da gas surriscaldato luminescente), all’incredibile distanza di
12 miliardi di
anni luce.
Si tratta di uno dei più giovani Buchi Neri mai individuati in quanto
l’immagine che di esso noi ora guardiamo, proveniente dall’alba dei tempi, è relativa a solo 800 milioni di anni dopo il Big Bang. Sempre secondo i ricercatori, il gigantesco Buco Nero avrebbe la stessa massa di ben 12 miliardi di
Soli.
Il
quasar è stato registrato come
SDSS J010013.021280225.8.
Gli astronomi hanno sempre creduto che i Buchi Neri super massicci si creino attraverso un processo molto lento e aspirando gas e materia stellare nel corso di centinaia di milioni di anni: di conseguenza la scoperta di questo lontanissimo e già gigantesco Quasar, dopo neanche un miliardo di anni dal Big Bang, ha stupito non poco.
Ma questo è l'Universo, molti dati importanti e fondamentali li abbiamo acquisiti, ma restano un'infinità di cose ancora da scoprire, non si può dirsi mai sicuri di conoscerlo né di avere tutto sotto controllo. Nuove scoperte possono ribaltare le teorie accettate fino ad oggi e costringere a correggere o addirittura rivedere tutto. L'Universo è stupore e meraviglia indicibile.
Questa scoperta è un fatto ancora inconcepibile pensando che quello che si sta osservando è il nostro Universo quando aveva solo 900 milioni di anni.
E' inoltre il più brillante
quasar mai scoperto nell’Universo primordiale:
il Buco Nero emette un bagliore 420.000 miliardi di volte più luminoso di quello del nostro Sole (il bagliore non viene emesso dal Buco Nero in sé ma dal processo di aspiramento che crea un calore estremo alla superficie dell’
Orizzonte degli Eventi espellendo bagliori di luce prima che questi ultimi lo attraversino).
Ancora,
il quasar è circa 40.000 volte più brillante del bagliore totale emesso dalla Via Lattea.
Numeri e situazioni non difficili, bensì impossibili da immaginare.
Curiosità: Nonostante l’incredibile luminosità, l’oggetto è apparso agli astronomi di primo acchito come uno dei tanti oggetti luminosi lontani miliardi di anni luce o di fronte ad una delle tante stelle. Nel momento in cui hanno analizzato in dettaglio la luce si sono accorti che l’oggetto luminoso si allontanava da lui ad una velocità molto maggiore di tutti gli altri oggetti. A questo punto hanno compreso, dato che l’Universo si trova in un’espansione accelerata, di trovarsi di fronte ad un oggetto lontanissimo, circa 12 miliardi di anni luce, e dalla luminosità fortissima, ossia un quasar.
La scoperta è stata realizzata combinando i dati raccolti dai seguenti telescopi:
-
Lijiang (LJT) nello Yunnan (Cina) da 2,4 metri di diametro
-
Multiple Mirror Telescope da 6,5 metri (MMT)
-
Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona (USA)
-
Magellan Telescope dell’Osservatorio di Las Campanas in Cile
-
Gemini North da 8,2 metri sul Mauna Kea, Hawaii
Dalla scoperta del 1° quasar, nel 1963, siamo oggi arrivati a individuare oltre 200.000 di queste potentissime sorgenti:
- molte situate a miliardi di AL da noi e
- circa 40 a oltre 12,7 miliardi di AL
La radiazione di questi ultimi è stata emessa quando l’universo aveva meno di un miliardo di anni.
Con una luminosità pari a 420.000 miliardi di volte quella del nostro Sole, questo nuovo quasar è 7 volte più luminoso di quello ad oggi più distante, la cui luce ha viaggiato per ben 13 miliardi di anni.
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5/2014
Sagittarius A* - un 'wormhole' al centro della Via Lattea?
E' teoria ormai accettata dalla comunità di astronomi che al centro di ogni galassia vi sia un
Buco Nero super-massiccio.
Così, nel 1974, in seguito alla scoperta di
una notevole quantità di radiazioni provenienti dal centro della Via Lattea, la radiosorgente è stata poi denominata
Sagittarius A * e consisterebbe di un
Buco Nero super-massiccio.
Nell'immagine, la regione al centro della
Via Lattea dove si pensa sia collocato uno Buco Nero supermassiccio. Immagine ripresa dal telescopio spaziale
Chandra.
Secondo recenti calcoli, a livello di superficie,
il Buco Nero al centro della nostra galassia sarebbe in realtà relativamente piccolo, se confrontato con la sua enorme capacità attrattiva, e coprirebbe la stessa superficie che va dal Sole fino all’orbita di Mercurio (pur avendo 'solo' una massa circa 4 milioni di volte più grande di quella della nostra stella).
Il Buco Nero supermassiccio al centro della Via Lattea rappresenterebbe una sorta di
'wormhole'(in italiano talvolta tradotto con
“buco di tarlo”, tecnicamente chiamato
Ponte di Einstein-Rosen), ossia
un varco nello spazio e nel tempo all’interno del quale le leggi fisiche non valgono più per come le conosciamo oppure verrebbero in parte distorte causando un passaggio tra diversi punti nello spazio o nel tempo, tra diverse dimensioni o, addirittura, potrebbero costituire un passaggio in un nuovo Universo.
Secondo i calcoli, il
Buco Nero si sarebbe formato circa 100 milioni di anni dopo il
Big Bang. Questo oggetto, con la sua intensa forza di gravità, avrebbe attratto le quantità di polveri e gas che avrebbero poi formato la nostra galassia. Tuttavia, secondo
Li e
Bambi, 100 milioni di anni sarebbe un periodo troppo breve per giustificare la formazione di un Buco Nero così massiccio.
Secondo gli scienziati l’unica spiegazione alternativa è quella che porterebbe alla teoria del cunicolo spazio-temporale, una struttura teorica che pone sul tavolo speciali soluzioni alle equazioni della relatività generale.
Sempre secondo la teoria della relatività generale,
l’Universo potrebbe essere popolato da moltissimi cunicoli del genere (la maggior parte dei quali sarebbero infinitamente più piccoli dei Buchi Neri) che sarebbero sorti pochi istanti dopo la singolarità del Big Bang, grazie a fluttuazioni quantistiche.
Tali oggetti oggi apparirebbero come entità spaziali supermassicce nascoste dietro un Orizzonte degli Eventi, proprio come i buchi neri.
Secondo gli scienziati,
questi cunicoli spazio-temporali piegherebbero la luce degli oggetti che orbitano intorno a loro in una maniera particolare, leggermente differente da come fanno i Buchi Neri. I cunicoli provocherebbero pieghe nella luce come farebbe una nuvola di plasma e tale metodologia di attrazione rivelerebbe la loro unicità e la loro presenza.
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