Astronomia, Astrofisica e Cosmologia

Nel 1906, vicino a Kitkiöjärvi in Svezia, due ragazzi trovarono una strana pietra, poi riconosciuta come siderite e denominata Muonionalusta.

La ricerca delle galassie lontane è un tema centrale dell'astronomia moderna, mirato a comprendere l'evoluzione dell'Universo. Le osservazioni di galassie distanti ci permettono di studiare i progenitori delle strutture attuali e di comprendere i processi fisici che hanno influenzato la loro formazione. Dopo il Big Bang, l'Universo era composto quasi esclusivamente da idrogeno ed elio. L'osservazione delle galassie lontane ci permette di tracciare l'arricchimento chimico dell'Universo, seguendo il filo che ha portato alla formazione delle galassie, del Sole e della vita stessa.

Messier 15 (M15) è un ammasso globulare situato nella costellazione di Pegaso, distante 35.700 anni luce dalla Terra. Scoperto dall'astronomo Giovanni Domenico Maraldi nel 1746.

La Nebulosa Aquila (Messier 16), scoperta da Philippe Loys de Chéseaux nel 1746 e osservata successivamente da Charles Messier, è famosa per i Pilastri della Creazione

Questo testo nasce con uno scopo particolare: invertire la freccia del tempo, andando dal futuro al passato, dalla fine all’inizio. Esso è l’esito dell’incontro fra l’astrofisica Camilla Pianta, esploratrice dell’universo con la passione per la scrittura, e l’artista Tommaso Duse, che incide i materiali, distruggendo, creando e trasformando in obbedienza alla terza legge di Lavoisier. Mentre cerca di dimostrare il legame tra cosmologia e cosmogonia mediante la sezione aurea, Tommaso si rivolge a Camilla con l’appellativo “Cosmilla”: lei ha sempre la testa “tra le stelle”, vuole viaggiare nel cosmo, ma litiga con il tempo. E allora, propone Tommaso, perché non costruire una macchina del tempo per tornare indietro fino al Big Bang, magari attraverso i buchi neri? Armata di formule matematiche e aiutata dall’estro creativo di Tommaso, Camilla decide di dare vita ad un progetto sul tempo, in cui confluiscono nozioni appartenenti alle più svariate teorie della fisica moderna. Con un po’ di scienza mista a fantascienza alla Carl Sagan, Camilla riuscirà infine ad effettuare il suo viaggio nel tempo e a passare da una parte all’altra dell’Universo (o, chissà, da un universo all’altro) con la logica fluidità che la fisica è capace di dare? Restate sintonizzati sulla web page di Coelum per successivi sviluppi del progetto.

Ceres è il più grande asteroide della fascia principale e l'unico considerato un pianeta nano in questa regione. Situato tra le orbite di Marte e Giove, Ceres rappresenta un oggetto di grande interesse per gli scienziati grazie alle sue caratteristiche uniche.

Gli astronomi hanno scoperto un intrigante gruppo di flussi protostellari, formatisi quando getti di gas emessi da stelle appena nate si scontrano con gas e polvere vicini ad alta velocità. In genere questi oggetti hanno una varietà di orientamenti all'interno di una regione. Qui, invece, sono tutti inclinati nella stessa direzione, nella stessa misura, come la pioggia che cade durante un temporale.

Verso la fine del 2019, la galassia SDSS1335+0728, fino a quel momento del tutto trascurabile, ha improvvisamente iniziato a brillare più luminosa che mai. Per capirne il motivo, gli astronomi hanno utilizzato i dati provenienti da diversi osservatori spaziali e da terra, tra cui il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO (Osservatorio Europeo Australe), per seguire le variazioni di luminosità della galassia. In uno studio pubblicato oggi, concludono che stiamo assistendo a cambiamenti mai visti prima, probabilmente il risultato dell’improvviso risveglio del buco nero massiccio nel nucleo.

In questo periodo si sente parlare spesso della nuova imminente esplosione che interesserà la stella T Coronae Borealis, o la “Stella della Corona Boreale”. Si tratta di un evento astronomico di rara bellezza e potenza ma non molti sanno che fra i primi a scoprirla ci fu il signor Giovanni Bernasconi, un distinto dilettante di Como.

Quanto lontano possono vedere i vostri telescopi? È una domanda che gli astronomi si sentono rivolgere spesso, potrebbe sembrare un po’ ingenua ma la risposta è meno banale di quello che si può pensare e tutto sommato non è affatto una cattiva domanda. Infatti, sono gli astronomi i primi a chiedersi come spingere le proprie osservazioni sempre più lontano nello spazio e quindi nella storia dell’Universo.

Per mettere un po’ di ordine in un argomento così delicato come quello della reale dimensione dell’universo, Alberto Cappi passa in rassegna i concetti che possono aiutarci nella comprensione della domanda e di una eventuale risposta: quanto è grande l’universo?

Sempre più spesso si vedono titoli di articoli divulgativi che dichiarano che la meccanica quantistica ha dimostrato che la realtà oggettiva non esiste, e che invece sono gli osservatori che creano ciò che osservano. Quindi la Luna non c’è se non la osserva nessuno e l’albero che cade nella foresta non fa rumore.  Sicuramente affascinante. Ma è vero?

Il Sole immortalato da vicino in questo video catturato dalla sonda Solar Orbiter dell'ESA

L'analisi dei dati della sonda Cassini ed altri test riducono le opzioni di successo per la teoria MOND a favore della Materia Oscura

La navicella spaziale TESS della NASA riprende la caccia agli esopianeti dopo essersi ripresa dal problema tecnico e scopre un pianeta roccioso che brilla di lava fusa mentre viene schiacciato dai suoi vicini

Un team internazionale di ricercatori ha utilizzato con successo il telescopio spaziale James Webb della NASA per mappare il meteo sull’esopianeta gigante gassoso WASP-43b.

I brillamenti solari sono potenti esplosioni di radiazione elettromagnetica e particelle cariche che hanno luogo nell’atmosfera solare. In base al modello standard CSHKP, i brillamenti accompagnati da eiezioni di massa coronale sarebbero caratterizzati dall’emissione di raggi X di tipo hard da parte di elettroni nel plasma solare accelerati fino a velocità relativistiche. Un recente studio discute il meccanismo di accelerazione degli elettroni proposto dal modello CSHKP applicando le formule della magnetoidrodinamica ai dati relativi al brillamento X8.2, avvenuto il 10 settembre 2017. Il risultato è una teoria che sottolinea il ruolo del campo magnetico solare durante il processo di urto terminale piuttosto che le proprietà dinamiche del plasma magnetizzato.

Nel numero 266 di COELUM ASTRONOMIA abbiamo festeggiato i 10 di GAIA, strumento in orbita che dalla sua attivazione sta scandagliando tutto il piano galattico in una massiccia ed unica, sinora, raccolta dati. Fra essi non sfugge qualche sorpresa sorprendente come la scoperta di un altro buco nero nei pressi del Sistema Solare, denominato appunto BH3.

Un piccolo team internazionale di scienziati planetari ha trovato prove a sostegno della teoria secondo cui l'asteroide vicino alla Terra Kamo'oalewa non arriverebbe dalla cintura di asteroidi posta fra Marte e Giove ma bensì sia stato espulso direttamente dalla Luna. Nell'articolo pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, il gruppo descrive il modello creato e le dinamiche emerse.

Si ritiene che i buchi neri primordiali siano oggetti antichi quanto l’Universo, sebbene essi non siano stati ancora osservati. Nati al termine della breve epoca inflattiva appena successiva al Big Bang, essi avrebbero avuto origine dal collasso gravitazionale di regioni ad alta densità nel fluido cosmico pre-esistente. Perché tale processo abbia luogo, d’altronde, è necessario che siano rispettate alcune fondamentali condizioni durante la fase post-inflazione di riscaldamento cosiddetto “lento”. Grazie ad esse, infatti, si genererebbero quelle particolari strutture che fungerebbero da sede per il futuro sviluppo di buchi neri primordiali. Partendo da poche, indispensabili basi teoriche di cosmologia, astrofisica e fisica delle particelle, questo articolo si propone quindi di discutere i diversi meccanismi di formazione dei buchi neri primordiali nell’intento di fornire nuovi spunti di riflessione sui primi stadi di vita dell’Universo.

Il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA ha messo gli occhi sulla galassia starburst Messier 82 (M82), un ambiente piccolo ma potente caratterizzato da una rapida formazione stellare. Osservando più da vicino con le sensibili capacità a infrarossi di Webb, un team di scienziati sta arrivando al nucleo della galassia, acquisendo una migliore comprensione di come si formano le stelle e di come questa attività estrema sta influenzando la galassia nel suo insieme.

Il superammasso Einasto appena scoperto che misura l'incredibile larghezza di 360 milioni di anni luce e ospita 26 quadrilioni di stelle (un quadrilione è pari in Italia a un milione di miliardi)! 

Da anni gli scienziati cercano di conciliare la relatività generale di Einstein e la meccanica quantistica in una teoria unificata, la gravità quantistica, nella speranza di individuare un unico formalismo matematico capace di spiegare i fenomeni fisici sia su larga che su piccola scala. L’insuccesso degli innumerevoli tentativi finora effettuati ha indotto il fisico inglese Jonathan Oppenheim a domandarsi se quantizzare la gravità sia realmente la mossa giusta: perché, al contrario, non concentrarsi soltanto sulla gravità, modificando la relatività generale? Da qui la proposta di una nuova teoria post-quantistica della gravità, che sembra escludere l’esistenza della materia oscura.

Due nuove immagini ottenute dalla NIRCam (Near-Infrared Camera) e dal MIRI (Mid-Infrared Instrument) del James Webb Space Telescope della NASA/ESA/CSA mostrano la regione di formazione stellare NGC 604, situata nella Galassia del Triangolo (M33), 2,73 milioni di luci -anni di distanza dalla Terra. In queste immagini, bolle cavernose e filamenti di gas estesi disegnano un arazzo di nascita stellare.

Un nuovo principio di rilevazione delle onde gravitazionali, basato sulla misura delle variazioni da esse indotte sulle distanze angolari fra le stelle, promette di fornire un approccio complementare a quello degli interferometri lineari. Ne parliamo con Mariateresa Crosta dell’Istituto nazionale di astrofisica, prima autrice dell’articolo che descrive l’idea, pubblicato la settimana scorsa su Scientific Reports.

In una serie di studi, un team di astronomi ha gettato nuova luce sull’affascinante e complesso processo di formazione dei pianeti. Le straordinarie immagini, catturate utilizzando il Very Large Telescope dell'Osservatorio Europeo Australe (VLT) in Cile, rappresentano una delle più grandi indagini mai effettuate sui dischi di formazione dei pianeti. La ricerca riunisce le osservazioni di oltre 80 giovani stelle che potrebbero avere pianeti in formazione attorno a loro, fornendo agli astronomi una ricchezza di dati e approfondimenti unici su come nascono i pianeti in diverse regioni della nostra galassia.

Le regioni HII sono nubi di idrogeno ionizzato prodotte dalla radiazione UV emessa dalle stelle giovani e massicce. Esse sono dunque direttamente collegate alle zone di formazione stellare, dove tali stelle nascono ed evolvono rapidamente: questo veloce sviluppo porta però con sé una serie di effetti sull’ambiente circostante che va sotto il nome di feedback stellare. La difficoltà nello stabilire una relazione tra formazione stellare, regioni HII e associato feedback nei vari tipi di galassie ha incentivato la realizzazione di uno studio sui diversi meccanismi di feedback stellare pre-supernova nelle galassie nane starburst, tipicamente escluse dai cataloghi spettroscopici. Grazie ai promettenti risultati ottenuti dai ricercatori si ricavano importanti informazioni per implementare una modellistica più completa e accurata della formazione stellare nelle galassie in funzione delle proprietà delle regioni HII in esse presenti.

Il problema dei tre corpi, nato con la teoria della gravitazione newtoniana, rimane ad oggi una delle questioni aperte più complesse in dinamica stellare, la branca dell’astrofisica che studia gli effetti generati dal moto delle stelle e la loro influenza sull’ambiente circostante. La difficoltà nell’individuare una trattazione matematica ad hoc che sia al contempo efficace e poco dispendiosa dal punto di vista computazionale ha sempre introdotto forti limitazioni nell’analisi di certi fenomeni, come la formazione binaria a tre corpi. Ma, se in passato ciò ha costituito un ostacolo quasi insormontabile, ora un ritrovato spirito combattivo sembra diffondersi nel mondo della ricerca grazie alla pubblicazione di un nuovo codice simulativo basato su un metodo d’integrazione diretta all’avanguardia.

La natura elusiva della materia oscura rende difficile ottenere prove della sua esistenza e determinarne la composizione sfruttando le sue manifestazioni gravitazionali: per questo motivo metodi di rilevamento di tipo indiretto, tipici della fisica astroparticellare, stanno acquisendo sempre maggiore importanza. Essi si basano sull’individuazione di fenomeni che interesserebbero le ipotetiche particelle costituenti la materia oscura, come decadimenti e annichilazioni: tra questi, il decadimento a due corpi dei neutrini sterili sembra essere responsabile dell’aumentata emissione X osservata sia nell’alone che attorno al centro galattico. Uno studio, che combina l’utilizzo di vari modelli teorici per riprodurre il profilo di densità della materia oscura nella Via Lattea e le predizioni sugli esiti delle future osservazioni con il nuovo telescopio XRISM, fornisce predizioni sul flusso di decadimento di neutrini sterili nella Galassia che ci si aspetta di misurare entro i prossimi 15 anni.

Utilizzando il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO (l'Osservatorio Europeo Australe), alcuni astronomi hanno caratterizzato un quasar brillante, trovando che non solo è il più brillante della sua classe, ma anche l'oggetto più luminoso mai osservato. I quasar sono i nuclei luminosi di galassie distanti e sono alimentati da buchi neri supermassicci. La massa del buco nero di questo quasar da record cresce dell’equivalente di un Sole al giorno, rendendolo il buco nero con la crescita più rapida trovato fino a oggi.

In astrofisica la binarietà è tipicamente associata alle stelle… ma in realtà non è così! Oggetti di natura binaria esistono invero anche all’interno del Sistema Solare: si tratta dei cosiddetti oggetti binari a contatto. Essi sono asteroidi, comete e corpi appartenenti alla fascia di Kuiper formati da due agglomerati di detriti distinti che finiscono per fondersi a causa della reciproca attrazione gravitazionale, senza però perdere la loro forma caratteristica. Uno studio teorico prova dunque a fare chiarezza sulle proprietà fisiche che tali oggetti devono avere per sopravvivere al processo di fusione in forma binaria.

Le novae rosse luminose sono esplosioni di luce visibile rossa generate dalla fusione di sistemi binari coalescenti. Determinare la connessione fra tali fenomeni e la fase di inviluppo comune in cui si trovavano le stelle progenitrici è fondamentale per lo studio dell’evoluzione binaria, ma molto complesso in termini simulativi. Un nuovo modello idrodinamico che combina fisica della radiazione e della materia sembra però in grado di spiegare le diverse proprietà delle curve di luce delle novae luminose osservate.

Un quasicristallo trovato in una micrometeorite scoriacea , denominato FB-A1, recuperata in vetta al Monte Gariglione (Italia)

L'astrosismologia studia le pulsazioni delle stelle ZZ Ceti, nane bianche pulsanti, per svelare la loro struttura interna, i meccanismi di pulsazione e l'evoluzione. Scopri come questa tecnica rivoluziona la nostra comprensione di queste affascinanti stelle.

Nuove prove osservative mettono in discussione l'esistenza della materia oscura e supportano la teoria MOND (MOdified Newtonian Dynamics). Scopri le implicazioni per la cosmologia e la fisica moderna.

Scopri le sfide per l'abitabilità dei pianeti nella zona abitabile attorno alla stella TRAPPIST-1, in particolare la fuga atmosferica.

Gli astronomi hanno fatto una serie di nuove scoperte sugli anelli attorno al centauro Chariklo. Queste scoperte hanno avuto implicazioni significative per la nostra comprensione della formazione e dell'evoluzione dei sistemi planetari.

Le curve di rotazione di un campione di galassie ad alto redshift tendono a declinare bruscamente a grandi raggi. Se fosse vero si dovrebbe rivalutare il ruolo della materia oscura.

Un nuovo bottino di immagini provenienti dal telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA cattura i ritratti nel vicino e medio infrarosso di 19 galassie a spirale frontali.

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