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Messaggio di Arecibo

Correva l’anno 1974. Il 16 Novembre per la precisione. Era un giorno qualunque, mediamente uggioso (assumo) nei cieli sopra Porto Rico.

Il direttore del radiotelescopio di Arecibo (una struttura decisamente affascinante, devo ricordarmi di dedicargli un post) si preparava alla trasmissione. Frank Drake, con la collaborazione di Carl Sagan. Neanche fosse una prima televisiva mondiale. Si trattava di spedire 1679 cifre binarie (1 e 0 in una qualche sequenza) in un punto un po’ a caso del cosmo. Per la precisione verso l’ammasso globulare Ercole M13, a 25000 anni luce da noi.

Tutto era pronto. Tre minuti di trasmissione. Il nostro segnale WOW (e simili) era stato mandato. Poi il silenzio, esattamente come prima, con la coscienza di dover aspettare (in teoria) almeno 50 millenni. Tornò il silenzio.

Il messaggio era un qualcosa che doveva dire in 23 x 73 (si, so che ve lo state chiedendo e ve lo confermo: sono numeri primi e sono stati scelti per evitare che l’ipotetico ascoltatore erri nell’ordinare il messaggio) cifre chi siamo, dove siamo e come siamo fatti (il cosa vogliamo fare non è ancora noto a noi ed è tutt’oggi altamente improbabile possa essere comunicato a terzi).

Il messaggio contiene:

  • i numeri da 1 a 10 appaiono in formato binario
  • i numeri 1, 6, 7, 8 e 15 che rappresentano rispettivamente il numero atomico dell’idrogeno, del carbonio, dell’azoto, dell’ossigeno e del fosforo; ovvero gli elementi costitutivi del nostro DNA
  • le molecole che compongono il DNA specificandone il numero degli elementi nell’ordine elencato al punto di sopra (Deossiribosio, Adenina, Timina, Fosfato; Deossiribosio, Citosina, Guanina, Fosfato)
  • rappresentazione grafica della struttura a doppia elica del DNA
  • una rappresentazione di un “essere umano medio” (veramente interessante come dicitura…). C’è la forma di un omino con il numero 14 scritto a sinistra (numero che moltiplicato per la lunghezza d’onda del messaggio (126 mm) dà 1764 mm, ovvero un’altezza media; sono l’unico a pensare che non è proprio immediato?) ed il numero 4292853750 (codificato in esadecimale) che è la stima della popolazione mondiale nel 1974 (altra cosa, dal mio punto di vista non proprio comprensibile)
  • rappresentazione dei pianeti del nostro sistema solare con indicazione (un quadratino un po’ rialzato) della nostra Terra
  • rappresentazione grafica del radiotelescopio di Arecibo dal quale il messaggio è partito con sotto riportato il numero 2430 che, ancora moltiplicato per la lunghezza d’onda del messaggio) restituisce 308,14 m ovvero il diametro del radiotelescopio trasmettente.

AreciboMess.png

Che poi questa sequenza di numeri ed immagini sia veramente efficace allo scopo è tutto da vedere; chissà, potremo chiederlo fra poco meno di 50000 di anni al nostro interlocutore (e vi immaginate una risposta tipo “scusa, non ho capito, puoi ripetere?”).

WU

PS. Per dovere di cronaca e con il chiaro intento di tenere le due cose ben separate devo spendere qualche parola anche sul crittogramma di Chilbolton. Si tratta di un posto, evidentemente pieno di campi di grano, nei pressi di un radiotelescopio governativo nell’Hampshire.

Ora, cercando di limitare le derive complottistiche, mi limito al caso di interesse (di cerchi del grano in questi campi se ne sono visti a bizzeffe ed effettivamente di ottima fattura).

Ad un certo punto, dopo una serie di avvisaglie, compare nel 2001 un messaggio che poteva essere interpretato come una specie di risposta al messaggio di Arecibo.

Secondo l’ipotetica risposta extraterrestre, abbiamo lo stesso sistema numerico (il che rende automaticamente le risposte in codice binario universali) e gli stessi atomi base della vita con l’aggiunta, nel loro caso, del silicio. Avrebbero un DNA a tripla elica e vivrebbero in un sistema planetario simile al nostro con nove pianeti, ma nel quale i pianeti dal numero 3 al numero 5 sono spostati (è il nostro sistema solare è c’è vita anche su altri pianeti? si tratta di Giove e delle sue lune?). La figura umana è sostituita da un umanoide macrocefalo ed il telescopio è invece (o almeno sembra) una sonda con tanto di pannelli solari dispiegati (che è, casualmente, uguale ad un altro cerchio nel grano comparso negli stessi campi l’anno precedente).

AreciboReply.png

Allora, qualche mia considerazione:

  • gli alieni hanno ricevuto il segnale radio. Quindi sanno ricevere, ed è lecito assumere anche trasmettere, segnali radio e sanno che noi sappiamo fare lo stesso, ma… ci rispondono con un disegno in u campo di grano
  • gli alieni ci assomigliano sempre. Come nei film. Non importa se sulla terra ci siamo evoluti a fianco di ogni specie di animali, gli essere senzienti degli altri pianeti sono sempre omini con graaandi testoni
  • il messaggio di Arecibo è un segnale molto stretto (circa 1/15 del diametro della luna piena) diretto molto lontano che dovrebbe viaggiare per non meno di 25000 anni. Il fatto che qualcuno lo abbia intercettato ed abbia anche risposto dopo 27 anni limita di molto il range della posizione del possibile ascoltatore. Par quanto è stretto il segnale la probabilità che abbia accidentalmente colpito qualche altro pianeta è assolutamente… nulla
  • il silicio va molto di moda, soprattutto nell’immaginario di forme di vita aliene. Ma benché pare sia parte della loro biochimica non è poi usato in nessuna delle basi di amminoacidi del loro DNA…

Ah, anche l’opinione del SETI (che guarda un po’ di “lavoro” fa proprio questo) è: una ben orchestrata e molto pittorica bufala.

PPSS: Ma lo sapevate che circa il 70% di tutti i cerchi di grano al mondo compaiono in Inghilterra, anche se la nazione di certo non possiede il 70% dei campi di grano mondiali? Chiaro indizio di veridicità…

PPPSSS: Il post non contiene volutamente nessun link per cercare di sembrare il più neutro possibile e lasciare al lettore di scegliere le fonti che gli paiono più consone per giustificare la sua posizione. Auguri.

Green galaxies

Colours make the difference. Colours are not the same. Neither for galaxies.

Galaxies can be of various colours: purple, blue, red, white, orange and green.
Yes, also green. But these colours have not the same probability of showing.
Green in particular is not so easy to obtain…

Galaxy colours, indeed, reflect the galaxy (and its star) origin and evolution. Star age and evolution “mean” a specific colour. Whereas red and blue galaxies are relatively common, green galaxies are pretty rare because such a colour reflects a specific stage of their evolution.

A green galaxy is a galaxy that is “rapidly” (term to be always intended in the “universe scale”) changing from blue (a galaxy stage where stars and planets are forming) to red (a galaxy stage where stars begin to burn themselves out). Green is actually that colour showing the turning point in the galaxy life: young and tumultuous are blue, old and lazy are red. In the transition… green.

greengalaxy.png

“This suggests that the few green galaxies we catch are likely to be at a critical stage in their evolution; rapidly turning from blue to red.”

During the galaxy evolution the “green stage” can take place in two situations. On one side, if the green galaxy is rather small (e.g. a Pea galaxy), it is very likely violently tossed around by the gravitational pull of a massive neighbour, thus their “green gas” s stripped away. On the other side, bigger green galaxies may undergo to self-destruction caused by super-massive black holes at their centres that can blow dense gas away.

This is the result not (just) of direct observations, but of time consuming (although very accurate) computer simulations (relying on the EAGLE simulations developed by the Durham University’s Institute for Computational Cosmology).

The realism level of our universe (and our guess about its evolution) is coded in some bits and the colours these bits reveal is in continuous evolution. Passing through the green.

WU

1420.405 MHz

Vi avevo detto qui che “era un’altra storia”, ma non vi avevo detto che ne avrei poi parlato.
Fatemi spendere qualche riga sulla questione della riga a 21 cm dell’idrogeno.

Magia delle magie quando l’idrogeno neutro viene eccitato presenta una caratteristica emissione alla frequenza (una riga spettrale come si dice in gergo) si 1420.405 MHz, che equivale ad una lunghezza d’onda di 21,1 cm.

La cosa di per se non merita più di una scrollata di spalle ed un cenno del capo (come praticamente tutti i dati di fatti scientifici dopo che sono stati scoperti e verificati), tuttavia si da il caso che l’idrogeno neutro sia particolarmente abbondante nei “vuoti” spazi interstellari.

Il vuoto, che non è proprio vuoto, è infatti popolato di queste coppie protone-elettrone (si, l’idrogeno neutro è praticamente questo) che se ne stanno tranquille, fredde apatiche ed invisibili per conto loro. Tuttavia se leggermente eccitate esse spontaneamente subiscono la transizione da spin parallelo (le due particelle girano nello stesso verso) ad anti-parallelo (le due particelle girano in verso opposto) con emissione di un fotone (con un’energia di 6 meV) a … 21,1 cm.

21cmH.png

Questa è una specie di impronta digitale unica che contraddistingue atomi di idrogeno anche completamente nascosti. Se ci sono stelle nei paraggi l’idrogeno (cioè la cosa più abbondante nell’universo) si vede bene dato che è fortemente eccitato dall’energia stellare, mentre se stiamo vagando fra gli sconfinati spazi interstellari questo canto naturale dell’idrogeno neutro ci aiuta a scrutare regione altrimenti invisibili in qualunque lunghezza d’onda.

Tale frequenza di emissione si trova nella regione delle microonde (oggi nelle onde radio a causa dell’allungamento della lunghezza d’onda causato dal redshift) e viaggia facilmente anche attraverso le polveri interstellari per cui ci fornisce un potentissimo strumento per scandagliare i bui e lontani dintorni di altre stelle.

Nel 1952, ad esempio, la riga a 21 cm dell’idrogeno interstellare fu mappata per tutta la nostra galassia e, magia delle magie, si presentò per la prima volta davanti i nostri occhi la struttura a spirale della via lattea che conosciamo ancor oggi.

La riga offre ancor oggi un metodo fondamentale per stimare la massa del gas atomico, la massa delle stelle presenti e la velocità di rotazione di una galassia, i.e. è lo strumento (un altro oltre questo…) per dire quanto pesano cose enormi, ma veramente enormi, senza avere una bilancia.

WU

6EQU J5

Gli spazi indicano intensità fra 0 e 0,999. I numeri da 1 a 9 indicano un’intensità che va da 1,000 a 9,999, per intensità oltre 10 usiamo le lettere (“A” indica un’intensità che va da 10 a 10,999 e via dicendo con tutto l’alfabeto). Oltre la lettera U non siamo mai andati.

Di cosa stiamo parlando? Il segnale WOW (ovviamente)!

In realtà stiamo parlando in generale della codifica della variazione di intensità tutti quei segnali radio captati mediante radiotelescopi nell’ambito del programma SETI (e non solo). Con l’idea di vedere se c’è vita li fuori, da qualche parte, ci mettiamo in ascolto.

Letteralmente. Puntiamo i nostri grandi orecchi un po ovunque nel cosmo e vediamo che segnali riceviamo, e di che intensità.

Si da il caso che il 15.08.1977 l’astronomo J.R. Ehman si fece un bel regalo di ferragosto rilevando un segnale decisamente forte, identificato dalla sequenza 6EQU J5.

Forte, ma così forte che sui tabulati dell’epoca il fortunato (nell’accezione che si può dare al risultato della serendipità) astronomo lo cerchiò in rosso e lo evidenziò con un “WOW“.

L’andamento del segnale è molto particolare. Ha una banda di frequenze molto strette (altrimenti come fanno gli alieni a mandare energia a tutto l’universo?), e forse non casualmente prossima a quella dei 21 cm dell’idrogeno (ma questa è un’altra storia). Ovvero l’intensità del segnale fu molto vicina a 1420 Mhz, che corrisponde alla radiazione dell’idrogeno.

Il segnale ha avuto una durata di 72 secondi, con un tipico andamento a campana. Tipico perché il segnale è stato rivelato con il radiotelescopio Big Ear nell’Ohio che un “grande orecchio” fisso che ascolta il cosmo sfruttando la rotazione della terra. Data la velocità di rotazione della nostra Terra (almeno questa la sappiamo) e l’ampiezza della finestra osservata, il segnale doveva durare… 72 secondi; salire per i primi 36, raggiungere il massimo (54 Jansky, per i radioastronomi) e docilmente decrescere. Esattamente quanto è successo.

segnaleWOW.png

Da un punto ben preciso presso il confine sud-orientale della costellazione Tau Sagittarii il segnale è stato un fulmine a ciel sereno. In realtà il Big Ear si compone di due orecchi, e WOW è stato ascoltato solo da uno. Sempre più difficile.

Inutile dire che le teorie sulla sua origine vanno da contatti di lontanissime civiltà (Che o sono state incredibilmente fortunate o hanno fatto dei calcoli ultra precisi), a scintillazioni naturali di lontanissime pulsar, a riflessi da parte di qualche detrito orbitale di segnali di origine terreste. La più recente vuole che due comete (266P/Christensen e della P/2008 Y2, scoperte solo dopo la rilevazione del segnale), per caso di passaggio nel campo di vista del telescopio, riscaldate dal sole avessero rilasciato una certa quantità di idrogeno che avrebbe “simulato” il segnale.

Fatto sta che il segnale non fu mai più rilevato in seguito, nonostante gli svariati tentarvi (anche per periodi più lunghi, con altri strumenti e con radiotelescopi più grandi). Con buona pace di complottisti e sognatori.

WU

PS. Per la cronaca: il Big Ear è stato smantellato nel 1997 per far posto ad un campo da golf.

700 000 000 000 di Soli

Non è il valore del deposito di zio Paperone (Soli, Soldi, che differenza fa’…). E non è neanche il panorama celeste di un super-Tatooine.

Se nei vostri incubi notturni, diciamo per addormentarvi, vi venisse in mente di chiedervi: quanto pesa la nostra galassia?

Prima di tutto al mattino un bel caffè forte ed una visita dallo psichiatra. Poi: la risposta (per la prossima notte).

7e11 volte la massa del Sole. Che a sua volta ha 330 000 volte la massa della Terra. Lo volete saper in kg? Beh, circa 1.33e42 (…e non lo scrivo per esteso). Ah, tenete presente che con questi numeri in gioco anche un errore alla 20 cifra decimale è come dire che un pianeta tipo la Terra esista o meno. Ma d’altronde con una galassia in mano chi se ne frega di un pianetino…

Facendo finta che dieci milioni siano nulla (10000000000!!), quindi dividendo tutte le masse in gioco per 1e10 abbiamo che la situazione per la nostra Via Lattea è questa.

massagalassia.png

Ok, diciamo anche che sia vero. Come facciamo a pesare la nostra galassia? Abbiamo una super bilancia intergalattica ed un fata-operatore? Non ancora. Piuttosto questo studio ha determinato (pare anche con buona accuratezza) la massa in questione mediante l’uso delle velocità degli ammassi globulari. Ovvero studiando (lungo due direzioni perpendicolari: lungo la nostra linea di vista ed attraverso il piano della volta celeste) il moto proprio di ammassi di robaccia (tipo stelle, pianeti, lune, polvere, materia oscura, etc. etc.).

Le difficoltà nascoste dietro queste poche parole sono tante; soprattutto il fatto che le velocità sono spesso solo parzialmente note e che materia visibile e materia oscura possono avere diverse distribuzioni nello spazio.

Per dovere di cronaca (e riassumendo giusto in una frase): la materia oscura è quella cosa che non sappiano di preciso cos’è e non la vediamo, ma sentiamo i suoi effetti gravitazionali; in effetti sommando la massa di tutto ciò che vediamo siamo a meno del 30% di tutta la massa che ci deve essere in giro affinché la gravità sia quella che è. Ed ovviamente la cosa gioca un ruolo non da poco dato che le orbite stesse degli ammassi globulari sono generate dalla gravità della galassia nella quale si trovano che è a sua volta condizionata (molto significativamente) dalla presenza e dalla distribuzione della materia oscura.

Mica facile.

WU

PS. La nostra non è neanche tra le galassie più grandi.