Categoria: space

Panorami di cometa

Sono passati circa 4 anni da quando abbiamo provato (…) ad atterrare su una cometa. Il risultato scientifico della missione Rosetta e del suo lander è stato sicuramente ampio (anche se forse non tanto quanto avremmo sperato), ma di certo è stato più ampio il suo clamore. L’umanità (… beh… le sue emanazioni robotiche) era arrivata sulla luna, sui pianeti, al confine del nostro sistema solare, sugli asteroidi ed infine anche sulle comete.

Mettendo insieme una serie di immagini da 12.5 secondi di esposizione catturati da Rosetta il 01 Giugno 2016, ora possiamo addirittura animare la superficie della “nostra” cometa.

Dal mio punto di vista stiamo vedendo quello che volevamo vedere. Ce la immaginavamo (solo io?) un po’ così. Ce la immaginavamo brulla e grigia con rocce sparse qui e li, bordi taglienti (grazie atmosfera…) e rapide transizioni luce-ombra.

Anche se vedo quello che immaginavo la cosa non ne diminuisce il fascino. Stiamo comunque parlando di un mondo alieno che viaggia a diversi km/s attorno al sole, evaporando, cambiando forma e composizione fisica e destinato a morte certa sul nostro sole o nello spazio interstellare.

Personalmente mi sento (ancora) un po’ come il Piccolo Principe che fa il giro del suo ennesimo pianetino con la stessa meraviglia del primo, pur cosciente di non trovare nulla. Un mio (nuovamente… solo mio?) timore è che i nostri traguardi tecnologici e scientifici diminuiscano la magia di queste immagini finendo per darle quasi per ovvie o scontate quanto non lo sono affatto; anzi, sono il frutto di anni ed anni di scoperte e lavoro.

WU

PS. Ah, una nota tanto per completezza. I palloccoli bianchi che si muovono verso il basso, sullo sfondo, sono stelle; quelli che vanno veloci in promo piano sono invece particelle di “polvere di cometa”.

PPSS. Qui (nel PS) già una antesignana fantasticazione a riguardo.

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Un anno lungo un giorno

Che fa un po’ la rima “un sogno lungo un anno”, che si declinerebbe, quindi, in “un sogno lungo un giorno” che in fondo non suona così magico. Ok, la smetto.

Non siamo soli nell’universo. Per me questo è un concetto abbastanza assodato; il che non vuol dire che saremo presto invasi da omini testeverdi, bensì che è questione di tempo affinché troviamo vita su qualche altro pianeta.

Fra i vari candidati sicuramente NON c’è il sosia del “nostro” Mercurio. Mercurio è il più interno dei pianeti del sistema solare, il che lo colloca sufficientemente vicino alla nostra stella da farne una palla di roccia senza traccia di atmosfera con un lato incandescente ed uno giustamente gelido.

Il suo sosia, ovviamente altrettanto inospitale, è stato identificato a ben 340 anni luce da noi nella costellazione della Vergine. K2-229b ha un raggio pari a 1,16 volte quello della nostra Terra ed una massa 2,6 volte maggiore; essendo così vicino alla sua stella un anno dura meno di uno dei nostri giorni e la temperatura superficiale media è superiore a 2.000 gradi (il che lo rende anche uno dei pianeti più caldi mai scoperti). Per confronto un anno su Mercurio dura ben 115 giorni e la temperatura superficiale media raggiunge “solo” i 167 gradi; praticamente un paradiso a confronto di K2-229b. Tanto per continuare a fantasticare, su questo pianetino avremmo una gravità del 91% maggiore che sulla Terra!

K2-229b.png

Ma non è tutto, il pianeta è anche un rarissimo caso in cui la composizione chimica delle rocce del simil-mercurio (che è sostanzialmente un gigantesco cuore di ferro) sono sostanzialmente diverse da quelle della stella attorno al quel orbita, aprendo cos’ la strada ad innumerevoli (ed affascinanti) ipotesi.

La vicinanza con la stella madre lo ha epurato di tutta l’atmosfera e lasciato solo, e per giunta alterandoli, i componenti ferro-rocciosi più resistenti? Il pianeta è il risultato di un impatto fra due planetoidi (tipo l’origine della nostra luna) e ciò che resta è un miscuglio dei due mentre i vari corpuscoli sono stati prontamente fagocitati dalla stella madre? Praticamente si parla di un mondo di dimensioni e massa simili alla Terra, nella posizione circa del nostro Mercurio e con un misterioso passato tutto da scoprire.

K2-229b_1.png

La scoperta porta (abbastanza ovviamente a dir la verità) la firma congiunta del telescopio ESO e del satellite Kepler; che stanno facendo praticamente incetta di questo genere di scoperte (almeno finché rimane operativo). La missione sarà seguita dal satellite Plato che aggiungerà anche la possibilità di studiare in dettaglio l’atmosfera di questi pianeti aumentando le chances di identificare posti per noi vivibili (e farci sognare ed industriarci come conseguenza della loro inenarrabile distanza).

WU

PS. E, dulcis in fundo, il pianeta è il più interno di tre fratelli e tutti hanno orbite più interne del nostro Mercurio. Ha tutta l’aria di essere un caldissimo sistema pieno di sorprese.

78 megahertz

Romanziamo un po’ anche questo.

Deserto australiano, una piccola antenna radio nel bel mezzo di un nulla di polvere, vento e silenzio. Un solo omino, stanco ed annoiato davanti al suo monitor. Vent’anni di speranze, ricerche e tentativi; condivisi dal nostro solitario ricercatore e da decine di sognatori e testardi come lui.

Ad un tratto un flebile bip; un puntino insignificante per molti, tanti, tantissimi, tutti meno che lui. Il bip che aspettava, il vagito della prima stella. Buon compleanno.

180 milioni di anni dopo il Big Bang, praticamente un’occhiolino dopo la nascita dell’universo, l’ “Età Oscura” (il buio cosmico, perenne ed onnipresente) era squarciato dalla prima luce. Raggi ultravioletti che squarciavano la nebbiolina di idrogeno che rappresentava il risultato stesso del Big Bang, che era “il tutto”.

The low-frequency edge of the observed profile indicates that stars existed and had produced a background of Lyman-α photons by 180 million years after the Big Bang. The high-frequency edge indicates that the gas was heated to above the radiation temperature less than 100 million years later.

La piccola antenna si era spinta indietro nel tempo dove nessuno era mai giunto, dove i suoi fratelloni più grandi, sia in cielo che in terra, non erano ancora arrivati. Un segnale flebile e disturbato in mezzo ad una moltitudine di rumore e ruggiti di stelle più grandi e più giovani. Ma l’interesse era per quel vecchio, lontano e flebile dinosauro che rappresentava una pietra miliare nell’evoluzione del cosmo.

78Mhertz_1.png

Ma non è tutto; il bip non suonava come il nostro amico testardo si aspettava. Non era un segnale propriamente regolare… e meno male, dato che altrimenti la ricerca sarebbe finita li. Era in qualche modo un segnale deformato, dalle caratteristiche inattese: due volte più ampio del previsto (An absorption profile centred at 78 megahertz in the sky-averaged spectrum).

After stars formed in the early Universe, their ultraviolet light is expected, eventually, to have penetrated the primordial hydrogen gas and altered the excitation state of its 21-centimetre hyperfine line. This alteration would cause the gas to absorb photons from the cosmic microwave background, producing a spectral distortion that should be observable today at radio frequencies of less than 200 megahertz.

[…]

The profile is largely consistent with expectations for the 21-centimetre signal induced by early stars; however, the best-fitting amplitude of the profile is more than a factor of two greater than the largest predictions. This discrepancy suggests that either the primordial gas was much colder than expected or the background radiation temperature was hotter than expected.

78Mhertz.png

E qui, dal solitario omino si passa ad una pletora di pensatori imbellettati, di scienziati da carta e penna, di lavagne polverose e studi bui: l’idrogeno gassoso era forse più freddo di quanto ipotizzato; probabilmente a causa dalla materia oscura. In piena serendipità, da cosa nasce cosa e siamo vicini a poter definire qualche proprietà di una particella di materia oscura e (speriamo di no) rimetter mano al modello standard per tener buono questo strano, flebile vagito e la conoscenza del mondo che ci circonda così come siamo abituati a vederlo e spiegarcelo.

Praticamente nello spetto delle microonde della radiazione cosmica di fondo, questa lieve diminuzione del segnale attorno ai 78 MHz è una distorsione compatibile con, tenendo conto dell’assorbimento dell’idrogeno e dello spostamento verso il rosso dovuto all’espansione dell’universo, un idrogeno (ed in fondo un intero universo) due volte più freddo di quanto ci aspettassimo.

Parliamo di circa 3 gradi Kelvin; -270°C.

Astrophysical phenomena (such as radiation from stars and stellar remnants) are unlikely to account for this discrepancy; of the proposed extensions to the standard model of cosmology and particle physics, only cooling of the gas as a result of interactions between dark matter and baryons seems to explain the observed amplitude.

WU

Moon’s fossil bulge

Come trattare brevemente (e sommariamente come mi si confà) un tema che merita lunghi trattati, che sono poi solo il frutto (giustamente dettagliato) di lunghi studi e tentativi.

Ad ogni modo, quando abbiamo la forza (ed i coraggio) di staccare il mento dal petto, il fatto che abbiamo un bel satellitone naturale che ci protegge non passa certamente inosservato.

Ma la luna, e questa non è certo una novità, nasconde ancora tanti segreti. Molti (praticamente tutti) oggetti nel nostro sistema solare hanno una specie di rigonfiamento all’equatore. Ovvero lungo le loro sezioni centrali si tende ad accumulare più massa a causa della rotazione (se lo fate con una trottola ve ne convincete velocemente) attorno al proprio asse.

La luna, anche in questo, è però speciale. Ha si il suo bel rigonfiamento equatoriale, che dovrebbe essere dell’ordine dei 200 metri, ma molto più pronunciato di quanto ci saremmo aspettati. Il rigonfiamento, infatti, è circa 20 volte maggiore! I molteplici crateri da impatto ed i vari bacini lunari hanno comunque “smussato” questo rigonfiamento, che rimane comunque sostanzialmente maggiore di quanto ci saremmo aspettati considerando la sua velocità di rotazione: un giro completo in circa 28 giorni.

Ovviamente la cosa è sufficiente per stuzzicare la mente umana e dedicarsi quindi a chiedersi il perché di tale anomalia (se non altro per dimostrare che i calcoli su tutti gli altri satelliti naturali li sappiamo fare e che la “teoria” è salva…). Bene, da simulazioni numeriche, riportati qui in Geophysical Research Letters, pare che gli strati esterni della luna si debbano esser congelati nella loro attuale configurazione circa 4 miliardi di anni fa (no, noi non eravamo ancora a spasso per il globo) per cristallizzare il notevole rigonfiamento equatoriale. E prima di quell’epoca, evidentemente, la luna ruotava su se stessa ad una velocità molto maggiore di oggi, il che quindi generava un rigonfiamento equatoriale notevolmente maggiore.

Questo scenario ha inevitabilmente un impatto anche su tutta l’evoluzione del sistema Terra-Luna. Oggi, infatti la luna ruota attorno a se stessa alla stessa velocità con cui ruota attorno alla Terra.

The Moon currently recedes from the Earth at a rate of about 4 centimeters per year according to lunar laser ranging observations from the Apollo missions. The recession is believed to result from gravitational or tidal interaction between the Earth and Moon. The same process also causes Earth’s rotation to slow down and the length of day to increase.

Ma per soddisfare tale scenario in passato la luna deve aver orbitato attorno a noi ad una velocità molto più alta ed anche la velocità con cui la Terra ruotava attorno al proprio asse (che in ultima analisi contribuisce al momento angolare di tutto il sistema Terra-Luna) deve esser diminuita più lentamente del previsto. Ciò ha infatti determinato una più lenta diminuzione della velocità di rotazione della luna attorno a se stessa che ha dato il tempo al rigonfiamento equatoriale di fissarsi al suo stato dell’epoca.

The timing and necessary conditions of this fossil bulge formation have remained largely unknown given that no physical models have ever been formulated for this process. Using a first-of-its-kind dynamic model, Zhong and his colleagues determined that the process was not sudden but rather quite slow, lasting several hundred million years as the Moon moved away from the Earth during the Hadean era, or about 4 billion years ago. But for that to have been the case, Earth’s energy dissipation in response to tidal forces-which is largely controlled by the oceans for the present-day Earth-would have to have been greatly reduced at the time.

E non è tutto; la cosa ci porta “facilmente” ad un’altra considerazione. Il fatto che la velocità di rotazione della Terra non stesse rallentando così rapidamente suggerisce che il nostro pianeta fosse praticamente un corpo semi-solido (altrimenti il movimento di masse liquide avrebbe introdotto una forza d’attrito frenante). Ovvero non vi era traccia di alcun oceano che rallentasse la velocità di rotazione del nostro pianeta, almeno per primi 500 milioni di anni… O, in alternativa, gli oceani esistevano ad uno stato ghiacciato, almeno in gran parte (probabilmente a causa del minore livello di emissione di calore/radiazioni da parte del nostro Sole).

Earth’s hydrosphere, if it even existed at the Hadean time, may have been frozen all the way down, which would have all but eliminated tidal dissipation or friction

Tema che merita maggiori approfondimenti, o almeno maggiori riflessioni, magari durante una notte di luna piena.

WU

La misteriosa Zuma

Cosa sappiamo (praticamente niente):

– partita da Cape Canaveral alle 10.15 pm ET lo scorso 07.01.18 dopo un ritardo di circa un mese legato ad un problema del lanciatore e non al satellite.
– lanciata con un vettore SpaceX, il Falcon 9. Quello con il primo stadio riutilizzabile, per intenderci, che è prontamente tornato a terra, con successo.
– che tutta la fase di lancio è andata per il meglio ed il satellite si è separato dal primo stadio del lanciatore diretto verso l’orbita (bassa) richiesta.

That would have placed Zuma, which appears headed for a similar orbit inclined about 50 degrees relative to the equator, according to publicly available information, close to USA 276 once in orbit. Observations post-launch will attempt to confirm if Zuma performs an orbital dance with USA 276, the ISS, or both.

– il committente è il governo americano (più precisamente la difesa) e il satellite è stato realizzata dalla Northrop Grumman (NG).

Il tutto fantasticamente riassunto in un vuoto presskit, qui.

Cosa NON sappiamo (praticamente tutto):

– il carico a bordo del satellite
– lo scopo della missione
– la vita operativa ed i dettagli dell’orbita
– come sono stati usati i soldi dei contribuenti e se in qualche modo la sonda è interessata anche alle “attività d’oltre oceano”
– chi sarà incaricato di gestire (e deorbitare?) il satellite
– cosa ci vola sopra la testa… praticamente tutto.

L’alea di mistero aumenta, come nella natura umana, l’idea di complottismo che la missione ci da. Il fatto che ci sia dietro la Difesa US sembra un setting prefetto per qualche X-files versione 2018, ma a parte la nostra innata propensione al mistero rimane il fatto che di Zuma sapremo (forse) le gesta solo a posteriori.

PS. E, a dirla tutta, non è (ovviamente) la prima volta. La terza per Space X, anche se in questo caso il livello di segretezza è decisamente superiore ai precedenti…

SpaceX has two national-security launches under its belt, and in both cases basic details about the mission were announced. One flight, in May 2017, lofted a satellite for the National Reconnaissance Office, which builds and operates the nation’s fleet of spy satellites. The other, which launched in September, launched the robotic X-37B space plane for the U.S. Air Force

PPSS @ 09.01.18. Ed il mistero continua… Sembra infatti che il satellite non abbia mai raggiunto l’orbita obiettivo. Anzi, il satellite pare, come nelle migliori spy story, essere letteralmente scomparso nel nulla. Nessun cenno, nessun rilevamento.

E’ probabile che il satellite non si sia mai separato dall’ultimo stadio del lanciatore e sia rientrato nell’atmosfera bruciandosi. Anzi, questa sarebbe la spiegazioni più semplice alla scomparsa del satellite, poi tutto in questo caso, fino al rapimento alieno ed alla congiura governativa va bene.

Ora, se le cose stessero veramente così ci sono due possibili “colpevoli”. Se è il satellite a non essersi mai separato, la NG dovrà corrispondere molte risposte, scuse e penali alla Difesa american. Se invece è stato l’ultimo stadio del Falcon 9 a non separarsi correttamente, invece, sarebbe una bella battuta d’arresto per Space X (… che punta a breve a portare uomini a bordo) ed anche in questo caso parecchie giustificazioni dovranno esser messe sul tavolo, se non altro per non perdere i lanci super-segreti per conto dei militari. Come complottismo vuole ne NG ne Space X rilasciano dichiarazioni… a noi mortali.

PPSS @ 10.01.18. A quanto pare un po’ di luce si sta facendo. E non di certo per merito delle dichiarazioni ufficiali, bensì grazie a tutti i curiosi che a vario titolo si sono messi a studiare la traiettoria e le stranezze di Zuma.

Beh, pare che Space X possa a ragione continuare a dichiarare che tutta la sequenza di lancio a suo carico sia stata assolutamente nominale. Zuma pare infatti non essersi mai separato dall’ultimo stadio del lanciatore, che ha correttamente completato la sua traiettoria rientrando e bruciando nell’atmosfera. Zuma è rimasto semplicemente li seguendo le sorti del suo compagno.

A questo punto è chiaro che “la colpa” dell’ingloriosa fine del misterioso satellite è legata al sistema di separazione. Tipicamente tale sistema di separazione si compra o è a carico del lanciatore. Ovviamente se si tratta della segretezza di Zuma le cose non sono così semplici. Pare infatti che il sistema incriminato, forse per non divulgare assolutamente a nessuno le specifiche dell’interfaccia del satellite, sia stato progetto e realizzato direttamente dalla NG.

… A questo punto parrebbe che le responsabilità siano ben definite, con buona pace dei complottisti e delle assicurazioni della NG.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apa

Un tempo doveva essere una cosa abbastanza usuale. Un tempo intendo quando noi essere umani non eravamo ancora a zonzo. Un tempo quando il nostro pianeta stava decidendo come disegnarsi e che livrea presentarci.

Oggi di nuove isole che si formano a seguito di qualche guizzo della Terra ne esistono, ma che perdurano per più di qualche anno, a quanto ne sappiamo, no.

Ovviamente (altrimenti non stari qui a sbrodolare) Hunga Tonga-Hunga Ha’apa fa eccezione. Incastonata nell’arcipelago di Tonga, la nuova isola si è formata in seguito all’eruzione del vulcano sottomarino Hunga Ha’apai nel 2014 e dalle prime analisi (o forse impressioni) doveva rimanere li per solo qualche mese. Ovviamente così non è stato.

L’eruzione ha riempito il cielo ed il mare di polvere e detriti che quando si sono finalmente depositati e stabilizzati hanno schiuso agli occhi del mondo (beh… più che altro dei satelliti) un bel isolotto con una sommità di ben 120 m. Ora, di solito le isole vulcaniche non sono particolarmente resistenti, dato che sono una catasta di detriti facilmente erosi da vento ed acqua. In questo caso, però, sembra che le acque tiepide dell’oceano, interagendo con la calda polvere vulcanica, abbiano formato uno strato roccioso decisamente resistente.

Siamo, invece, davanti alla prima isola “nuova” che possiamo vedere nell’era dei satelliti e nell’osservazione della Terra dallo spazio. La possiamo vedere dalla sua formazione e durante la sua evoluzione. Oggi stimiamo che dovrebbe sopravvivere almeno per una trentina d’anni, ma direi che le variabili in gioco sono troppe per credere a queste stime…

Il team della Nasa ha calcolato due potenziali scenari che ne potrebbero influenzare la durata. Il primo è un caso di erosione accelerata da abrasione delle onde che, in 6 o 7 anni, piano piano distruggerebbe il cono di tufo lasciando solo un ponte di terra tra le due isole più grandi adiacenti. Il secondo scenario presume un tasso di erosione più lento che lascerebbe intatto il cono di tufo per circa 25-30 anni.

E con l’isola si è creata una sua flora ed una sua fauna, insomma, un ecosistema completo. Completamente nuovo ed intonso; “lasciamolo stare” lo devo dire?

WU

Juno – artista planetario

Quel limite sottile che divide la scienza dall’arte è spesso valicato involontariamente dalla natura e delle osservazioni che facciamo di essa. Il fascino di ciò che ci circonda non ha tempo e non chiede di esser visto. Esiste e se noi volgiamo coglierlo (o, meglio, osservarlo senza disturbarlo o rovinarlo) è li pronto a riempirci il cuore e la mente. Se poi siamo distratti/frettolosi/ingenui osservatori, poveri noi. Al creato poco importa.

Tutto questo cappello un po’ fintamente poetico, un po’ fintamente religioso per sottolineare l’aspetto artistico di uno degli apici dei derivati della “sterile” tecnologia. La sonda Juno è un ammasso di acciaio, cavi, sondi, telecamere, pannelli solari, motori e propellente che vaga nelle profondità del nostro sistema solare dal 2011. E’ poco più di un anno che ha raggiunto la sua destinazione, Giove, e da allora si è messa a fare l’ennesimo osservatore silenzioso. Il nostro occhio remoto in un affascinante e maestoso angolo del sistema solare.

JunoPics.png

Le ultime immagini che ci ha spedito questo ammasso di tecnologia sono si dati e bit da “decifrare”, ma sono anche arte. Ciò che una tempesta, si gioviana in questo caso, può dire sono tante sull’atmosfera ed il clima del pianeta, ma sono tante anche su come la natura può creare (e sa creare) il bello.

La cosa che mi intriga di più è che non credo avremo mai l’obiettività e l’ingenuità necessaria per valutare il fascino di ciò che vediamo attorno a noi quotidianamente e certe cose ci folgorano solo perché extra qualcosa.

WU

PS. Queste sono solo le ultime in ordine cronologico, ma la missione ci sta effettivamente regalando una galleria d’arte (e la rete ne è effettivamente piena, e.g.), per me uno di quei risultati che allargano la mente anche per i “non addetti ai lavori”.