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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.

FRB 150807

Ci sono cose che durano molto e che hanno una intensità relativamente bassa (e.g. campagne di aiuti umanitari), poi ci sono cose che durano parecchio ed hanno un’intensità relativamente alta (e.g. campagne elettorali), poi ci sono cose che durano poco con un’intensità bassa (e.g. le mie polemiche quotidiane) ed infine cose che durano poco con una intensità molto alta (e.g. Fast Radio Bursts).

Consentendomi di aver usato poco e molto su scale nettamente diverse e di aver mischiato intensità e risonanza… concentriamoci un attimo sull’ultimo caso.

Allora, ogni giorno il cielo (si, intendo il cosmo) è solcato da migliaia di segnali radio con tre caratteristiche fondamentali: misteriosi, brevissimi, molto energetici. Tutta l’energia di prodotta in un giorno dal sole impacchettata in pochissimi millisecondi.
Ovviamente di solito non ce la facciamo a beccare uno di questi raggi, anche perché non sappiamo be da dove ne quando (il se vien da solo) un FRB apparirà.

La maggior parte di essi si presenta in una sola raffica, senza successivi, ulteriori lampeggiamenti. Da quando è stato scoperto questo fenomeno, nel 2007, sono stati individuati 18 FRB, quasi tutti grazie a telescopi che osservano vaste aree del cielo, ma con una risoluzione limitata, rendendo difficile individuare l’esatta posizione del lampo.

Ovviamente le teorie sull’origine di questi FRB si sprecano:

theories include such dramatic possibilities as colliding neutron stars or neutron stars being eaten by black holes

Un po’ di serendipity ha portato un gruppo di ricerca del CalTech a localizzare molto accuratamente l’origine di FRB 150807, il lampo radio più energetico osservato ad oggi. Mica male!

La botta di “fortuna” è stata dovuta al fatto che il gruppo stata osservando una pulsar sulla stessa linea di vista del FRB e, benché questo avesse un’origine un milione di volte più lontana dalla pulsar, ad un certo punto i campi magnetici della pulsar e del FRB sembravano uguali. A dimostrazione della natura molto energetica del fenomeno.

Ma c’è di più. I segnali radio, proprio come la luce, sono distorti da ciò che attraversano. E FRB 150807 è stato solo debolmente distorto nel suo lungo viaggio (almeno un miliardo di anni luce da noi!), a dimostrazione del fatto che l’origine di questi FRB non è in regioni ad alta densità con forti campi magnetici e che il mezzo intergalattico in quella direzione, ovvero verso la galassia VHS7, non è fonte di particolari turbolenze.

Beh, aver dedotto tutto ciò da qualcosa di brevissimo, inatteso e che non si ripeterà mai più mi pare un ottimo risultato!

WU

PS. No, non credo centrino gli alieni.

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

Alla ricerca della Sfera

… e che vi devo dire. L’idea della Sfera di Dyson mi affascina, ed ogni volta che mi imbatto in qualche altra news extraterrestre (beh, magari un po’ bizzarra, lo ammetto), la ritrovo.

Vi ricordate il concetto di Sfera di Dyson? Allora, diciamo che siete una bella civiltà K2/K3 della scala di Kardashev ed avete quindi il problema di catturare gran parte (ma visto che ci siete perché non tutta?) l’energia emanata dalla vostra stella.

La soluzione è una possibile megastruttura con diametro pari all’orbita di un pianeta (ah, beh, allora…) attorno alla vostra sorgente. Una specie di guscio planetario che assorbe tutta l’energia (e vi da, quindi, la possibilità di scalare la vetta della succitata scala.
Ora, la cosa bella è che la Sfera fu proposta nei primi anni ’60 dal fisico Dyson come una specie di “esperimento mentale”, mentre ora guardiamo lassù e ci aspettiamo di trovarla davvero!

Forse è possibile, ma di certo il salto mi sembra abbastanza grande (un po’ come se la sera tornate a casa e vi aspettate di vedere il vostro gatto sospeso in uno stato ibrido fra la vita e la morte in onore del gatto di Schrödinger.

Ad ogni modo… chi ha i soldi le spende (giustissimo!) un po’ come vuole. E’ questo il caso del milionario Russo Yuri Milner (… uno degli investitori di Facebook tanto per capirci) che ha deciso di finanziare di tasca sua investigazioni più accurate di Tabby’s Star (stella scientificamente nota come KIC 8462852; circa 1480 anni luce da noi nella costellazione del Cigno). La stella in questione è particolarmente interessante per la sua luminosità ciclicamente variabile (fino al 20%!).

The paper shows shocking results: the star’s luminosity varied, sometimes dipping by 20% over the course of the study period. Even more perplexingly, its total luminosity, or flux, diminished by 4% overall over that time.

Il comportamento è decisamente bizzarro e ci vuole una spiegazione. Certo vi sono tante possibilità (tipo detriti di un ex-pianeta in orbita attorno ad essa? sciami di comete?)… inclusa una giga-sfera che ne blocca ciclicamente parte dell’energia. Vale la pena guardare meglio, soprattutto se puoi accedere alla rete SETI ed ad alcuni dei telescopi più sensibili al mondo.

Other instruments that could take a closer look are forthcoming, most notably NASA’s James Webb Space Telescope in 2018. But Breakthrough and Berkeley are starting now, with observations scheduled for eight hours per night for three nights over the next two months, starting tonight, October 26.

Certo, le speranze di trovare la mitica palla non sono tante, ma perché non starsene un po’ naso e sogni all’insù? Spero solo, e ne sono abbastanza confidente, che non sarà un eventuale esito negativo di questa ricerca a fermare questo genere di elucubrazioni.

WU

PS. Ma, tornando un attimo alla Sfera di Dyson, da dove pensiamo di prendere tutta l’energia che ci serve per partire?

Segnale 15-05-15

Il Ratan-600 fu quasi scosso da un fremito. Pareva che l’intera struttura del pesante telescopio dell’osservatorio di Zelenchukskaya sobbalzasse alla ricezione di quel segnale.

38 anni dopo il WOW un nuovo mistero interstellate pareva esser entrato attraverso la lente che scrutava indomita e costante il cosmo, per la maggior parte del tempo vuoto e silenzioso.

Questa volta, dopo intere notti di monotono rumore bianco, la stella HD164595 si era resa inaspettata protagonista.

Nella costellazione di Ercole, a circa 95 anni luce dalla Terra, la stalla è li a bruciare hidrogeno da circa 6,3 miliardi di anni. Un solo pianeta delle dimensioni di Nettuno e più vicino alla sua padrona di quanto non lo sia Mercurio. Solitario e, per quanto ne sapevano, inadatto alla vita.

Correva l’anno 2015, la cautela era d’obbligo prima di gridare ai quattro venti sensazionali scoperte. Il programma SETI poteva aver raggiunto uno dei suoi obiettivi. Ma troppe anomalie, troppo ritardo nella segnalazione, nessuna ripetizione. Bisognava essere cauti.

E poi c’era la questione della potenza. Per coprire 95 anni luce ed arrivare sino a quella sperduta Terra di potenza ne serviva. Tanta. Se il segnale fosse stato diretto in ogni direzione miliardi di miliardi di Watt non sarebbero bastati.

Il genere umano non si fece prendere da facili entusiasmi. Perse un’opportunità di contatto, ma non perse la voglia di indagare. Gli piaceva più sognare e passare notti silenziose ad ascoltare il silenzio piuttosto che affrontare concretamente un’anomalia del genere.

WU (dalle arbitrarie conclusioni)

PS.

segnale150515.png

Il radiotelescopio, per le sue caratteristiche tecniche, può indagare solo un certo arco di cielo. Il segnale è stato ricevuto con una larghezza di banda di 1 gigaHertz, ossia un miliardo di volte più ampia di quella utilizzata per le ricerche SETI e 200 volta più ampia di un segnale televisivo. Infine il segnale è stato osservato una sola volta il 15 maggio 2015 (signal five era un mio altro nominativo candidato) mentre altri 38 tentativi non hanno dato risultati…

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