Categoria: stars

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.

Annunci

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

Evento di Carrington

Era il primo del mese di Settembre. Era il 1859. Era giovedì. Una bella mattina, cielo terso, nessuna nube. Una dell’aria frizzante attorno alle 11.00 del mattino attorno all’osservatorio di Red Hill, nel Surrey.

L’immagine del Sole era proiettato su un monitor all’interno di un fresco ufficio. Richard C. stava guardando il monitor sorseggiando il suo caffè senza troppo entusiasmo, senza troppa concentrazione, senza troppa speranza di serendipità.

Come nei migliori film, ad un certo punto, senza preavviso, Richard vide un paio di luci particolarmente accecanti apparire all’interno di una formazione di macchie solari. Richard, avrebbe si voluto guardare un qualche programma televisivo, ma si accontentava di studiare formazioni di macchie solari.

Le formazioni luminose continuavano ad aumentare di luminosità. Richard non era uno sprovveduto, Richard sapeva che non si trattava di astronavi aliene, ma quando le vide addirittura più luminose della nostra stessa stella capì che era testimone di qualcosa di veramente straordinario.

Un testimone, ecco cosa mancava. Non poteva registrare il suo monitor, non poteva fare una foto con un qualche smartphone. Doveva trovare qualcuno, ma la cosa richiedeva che si allontanasse dal suo monitor e dalle luci che su esso brillavano.

Prese il coraggio a quattro mani; iniziò a correre per trovare qualcuno. Il primo andava bene, bastava che avesse altri due occhi che confermassero quanto lui stava vedendo.

Quando tornarono, affannati, le luci si erano notevolmente affievolite. Ovviamente. Erano ancora li, ma non erano più che normali macchie solari. Il giorno successivo sui cieli di Cuba, Giamaica, Hawaii e via dicendo uno splendido spettacolo di aurore boreali era la migliore testimonianza della più grande tempesta geomagnetica (brillamento solare) mai registrata (fin’ora…).

WU

AR2665

Allora, funziona più o meno così: il Sole è una palla di gas caldissimo e ionizzato che funziona come una centrale a fusione nucleare. Ovviamente, anche se ci piace immaginarcela perfetta e splendente, ha anche lei i suoi nei. Questi sono, nel caso specifico, delle regioni con temperature leggermente più basse (in realtà parliamo comunque di qualcosa come 4000 K) del resto della superficie e con campi magnetici molto intensi (che, pare, creino dei vortici di materia direttamente verso il centro della stella).

La dimensione ed il numero di tali “macchie solari“dipende, ovviamente, da un numero esorbitante di fattori, molti dei quali ancora non completamente chiari.

Ora, nel 2017, e più precisamente proprio nei primi giorni di Luglio è apparsa una giga-macchia che possiamo addirittura vedere con qualche piccolo telescopio amatoriale (attenzione, quelli dotati di filtri solari…).

La macchia è apparsa nella zona equatoriale del sole e si è (e molto probabilmente non ha ancora finito) espansa inglobando altre macchioline più piccole fino a raggiungere la ragguardevole dimensione di 125000 km di diametro. Se il numero non vi dice nulla, stiamo parlando di un “buco” (no, non è un vero pozzo nel sole) grande circa come Giove nella quale la nostra Terra entrerebbe diciamo… una ventina di volte!

ar2665.png

Il Sola ha a sua volta un ciclo di attività della durata di circa 11 anni e proprio in questo 2017 siamo vicini al minimo di tale ciclo, per cui questa macchia sembra una specie di colpo di coda della nostra stella.

In questi giorni la macchia ha anche dato, come nella sua natura, anche qualche segno di instabilità producendo un brillamento solare di intensità media (M, classe 1.3). La nube di plasma emessa ha colpito il campo magnetico della Terra (il nostro scudo spaziale), alterando soprattutto le trasmissioni radio nella zona Asia-Australia.

Effettivamente da macchie così estese ci si può aspettare qualcosa di più… Dato che anche il Sole ruota su se stesso, nei prossimi giorni la macchia raggiungerà il centro del disco solare, pronta per puntare direttamente verso la Terra.

Aspettiamoci quindi nei prossimi giorni un bel brillamento fatto a mestiere con tanto di potenziali ricadute sui nostri satelliti, sistemi di comunicazione, impianti elettrici e pilastri simili nel nostro secolo.

WU

The flying eagle

Ciao a tutti. Sono una stella. Sono un’aquila. Sono il vostro immaginario storico che prende forma.

Se mi guardate attraverso la lente di un qualche telescopio vi ricordo che sono la ventesima stella più brillante del cielo, che sono uno dei vertici del triangolo estivo e sono altresì la stella più brillante della costellazione dell’aquila.

Si, sono io stessa un’aquila volante.

Sono una stella di tipo A della sequenza principale, pesante 1.8 volte il vostro Sole ed 11 volte più luminosa. Ruoto su me stessa alla mirabolante velocità di 286 km/s… quasi quasi mi rompo. In 9 ore completo il mio balletto su me stessa, il vostro sole è un pachiderma che ci mette 25 giorni!

Se mi guardate, invece, attraverso gli occhi della vostra mente potete partire dai Babilonesi, passare per gli Arabi, gli Indiani, i Cinesi, i Maori ed un po’ tutte le culture del vostro mondo. Popolo i vostri sogni ed i vostri miti da millenni, praticamente da quando avete iniziato a guardarmi.

Ho prestato il mio nome a vostri film (n.d.t. e non vogliamo ricordare “the forbidden planet”?) aerei, satelliti, computer, navi, personaggi, videogames, alberghi, associazioni, e chi più ne ha più ne metta.

In fondo vi guardo, ma senza troppa comprensione e senza troppa compassione.

By Altair

WU

Il colore del cosmo

E non è nero. Vi preparo.

Anche se sembra una cazzata, il colore medio dell’universo esiste. Tecnicamente è una scoperta. Più precisamente tutta la luce del cosmo ha un suo colore medio be identificato.

RGB: 255, 248, 231. Cosmic Latte, il nome “ufficiale”.

Ancora, non sono numeri a caso. Piuttosto è un caso eclatante di serendipity. Alla Johns Hopkins Univeristy stavano analizzando la luce delle stelle per determinare l’età media delle stelle visibili attraverso un’analisi spettrale.

200.000 galassie esaminate, luce delle varie stelle catalogata e poi… mediata. Il risultato è un discutibile beige (che fa un po’ carta da parati anni ’70). In realtà in origine il colore medio pareva essere una specie di verdastro (cosmic turquoise… ovviamente) a causa di un bug di conversione nel software che aveva il compito di tradurre gli spettri galattici in frequenze luminose digeribili dai nostri occhi.

CosmicLatte

E c’è di più, come sempre. Il colore medio dell’universo cambia nel tempo. Più tendente al blu qualche milione di anni fa quando l’universo era più giovane e con tonalità man mano più calde ora che le stelle stanno invecchiando.

Insomma, quando guardate le stelle ve le potete immaginare tranquillamente come delle piccolissime tazze di cappuccino.

WU

PS. Per la cronaca; la ricerca, quella originaria, ha avuto comunque una conclusione: l’età media delle stelle visibili è attorno ai 5 000 000 000 di anni.

The marble star

Do you remember when humankind thought that planets, moons and stars were marbles (do you know the famous blue marble picture?)?

Well, at some point we discovered that the concept of sphere was something more close to the geometry field than to planetary science. But this time is over (an overstatement, of course…)

Let’s take the Sun: besides sunspots and solar flares, its equatorial radius in not neither close to its polar radius, I’m talking of a difference of about 10 km (23 km for the Earth!). The equatorial oblateness is almost a constant in each orbiting natural body.

KIC 11145123 makes some difference. It is a star located at about 5000 light years from us, almost twice the Sun size. The star rotates with 100 days period (the Sun, as comparison, only in 25 days) and its oscillations in lightning correspond to fluctuations in its brightness. The Kepler mission watched the star for more than four year period and the
We (actually a team of researchers from the Max Planck Institute for Solar System Research and the University of Göttingen) compared the frequencies of oscillation that are more sensitive to the low latitude star regions were compared with the frequencies of the modes that are more sensitive to higher latitudes. In short a comparison of oscillating mode to determine the difference in the star radius.

Well:

“This comparison showed that the difference in radius between the equator and the poles is only 3 km with a precision of 1 km. This makes Kepler 11145123 the roundest natural object ever measured, it is even more round than the Sun.”

KIC 11145123.png

Just 3 km between the radius at the equator and the poles (althout I might argue with 1 km precision…)! For sure the slow rotation speed of the object is one of the factor for such a regular shape (i.e. the faster it rotates, the more oblate it is), but it is not enough. The star is roundest than predicted by its rotation speed (and seems to rotate faster in surface than in the inner core)! Magnetic fields, thermal asphericities, large-scale flows, stellar winds, or gravitational influence of other stars or giant planets might complete the picture.

As usual, we (are you not part of the asteroseismology fans?) are the begin of the puzzle…

WU