Maria Rosa Panzera

La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni  Per gli antichi il cielo era immutabile: c’erano le stelle fisse, per loro natura fisse, e c’erano i pianeti che viaggiavano nel cielo, ovviamente intorno alla terra, centro dell’Universo.Oggetti come le comete erano considerati da Aristotele fenomeni atmosferici, dato che le comete si spostavano nel cielo, ma non seguivano l’eclittica, il piano dei pianeti.L’osservazione di (rare) supernove metteva in difficoltà questa idea. Sappiamo ora che la terra non è al centro dell’Universo, che le stelle non sono fisse, ma anche che il cielo è tutt’altro che immutabile.Sono tantissimi gli oggetti che variano: non solo gli asteroidi e le comete che si spostano nel sistema solare, ma stelle variabili di tutti i tipi, stelle doppie, novae, supernovae, nuclei galattici, lampi gamma. È più difficile trovare oggetti che non varino per niente.Questo pone un problema: come faccio a trovare gli oggetti che variano?L’esempio più straordinario sono i lampi gamma, che possono durare anche molto meno di un secondo.La soluzione è avere telescopi a grande campo, l’equivalente del cercare le meteore a occhio nudo.Con un telescopio, ma anche con un binocolo, la porzione di cielo visibile (il campo di vista) è molto piccolo, quindi la probabilità che qualcosa vi succeda è ridotta. Sappiamo (vedi la curiosità di febbraio 2014) che nel caso dei lampi gamma il problema è stato risolto con rivelatori gamma a grande campo.Nel caso dell’astronomia in raggi X sono stati messi in orbita strumenti che fanno una passata per tutto il cielo ogni ora e mezza.Questi permettono di vedere se qualcosa cambia, anche se i fenomeni molto veloci come i lampi gamma o quelli troppo deboli per essere visti senza osservare a lungo vengono ovviamente persi. Di un radiotelescopio a grandissimo campo, LOFAR, abbiamo parlato in una curiosità precedente (vedi la curiosità di giugno 2011).Ma la cara vecchia astronomia ottica?Nell’ottico abbiamo la possibilità di costruire telescopi molto sensibili e programmi per l’osservazione di campi molto grandi vengono portati avanti.Ad esempio c’è la Catalina Real-Time Transient Survey […]

La curiosità del mese a cura di Gabriele Ghisellini Quando non c’erano le luci elettriche, e le notti erano buie, l’umanità guardava il cielo per molto più tempo di adesso e lo conosceva molto meglio di noi.L’impressione di essere sovrastati da qualcosa di grande e maestoso ha fatto sì che il Sole, i pianeti e la Luna fossero identificati con divinità.Dall’alto degli ziggurat, gli astronomi babilonesi di 4000 anni fa già registravano le posizioni dei corpi celesti, che identificarono con le loro divinità.Per farlo, inventarono il sistema sessagesimale, che usiamo ancora oggi quando dividiamo un cerchio in 360 gradi, ogni grado in 60 minuti, e ogni minuto in 60 secondi.Nella ricca Mesopotamia (la terra tra i due fiumi, il Tigri e l’Eufrate), gli astronomi babilonesi, scoprirono che ogni 365 giorni il cielo si ripresentava uguale, e che la luna compiva il suo ciclo in poco più di 29 giorni. E questo ciclo si poteva dividere in 4 parti: luna nuova, primo quarto, luna piena, ultimo quarto, e nuovamente luna nuova.Era quindi naturale pensare all’anno e al mese come divisioni naturali del tempo. Scrutando attentamente il cielo ogni notte, si scoprì che c’erano sette corpi che cambiavano posizione rispetto alle stelle fisse.Erano, e sono, il Sole, la Luna, Marte, Mercurio, Giove, Venere e Saturno.Cioè i 5 pianeti visibili ad occhio nudo più il Sole e la Luna.  La parola “pianeta” deriva dal greco “planetes asteres”, cioè stelle erranti, stelle vagabonde, e il nome includeva anche il Sole e la Luna.In Mesopotamia, si credeva che gli dei si prendessero cura di ogni giorno, ma a turni di un’ora ciascuno.Il nome del giorno è derivato quindi dal dio a cui toccava la prima ora.Naturalmente i nomi degli dei sono cambiati, ma gli dei sono gli stessi: il dio associato alla luna “governava” il lunedì anche nei tempi antichi, il dio associato a Marte il martedì, e così via.La suddivisione in sette giorni non fu adottata subito da tutti i popoli antichi.Gli antichi romani, per esempio, suddividevano il mese, che era di 30 o 31 giorni, in nundine che erano […]

La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni I telescopi ottici usano specchi (sempre più grandi) per concentrare la luce ed essere più sensibili: praticamente diventano occhi giganti. Per riflettere, uno specchio deve essere liscio, ma quanto è liscio dipende dalla lunghezza d’onda della radiazione incidente (dopotutto la superficie del mio tavolo è liscia per me, ma certamente non lo è per un piccolissimo afide).I raggi X hanno una lunghezza d’onda molto inferiore a quella della luce visibile, per cui uno specchio tradizionale non può funzionare.Per i raggi X di energia bassa (e quindi lunghezza d’onda alta) vengono costruiti specchi particolari, di cui parleremo in un’altra “curiosità”, ma a energie più alte di specchi proprio non se ne parla.Esiste però un modo per registrare un’immagine senza lenti nè specchi e molti di noi l’avranno forse sperimentato da bambini: il foro stenopeico. Una scatola da scarpe con un buchino e una pellicola fotografica dalla parte opposta. La luce passa dal buco e impressiona la pellicola, formando un’immagine.Funziona anche con i raggi X, basta sotituire alla scatola da scarpe un contenitore a prova di raggi X e alla pellicola uno strumento per rivelarli.Però sorge subito un problema: attraverso un buchino passa ben poca luce e le sorgenti X in cielo sono molto deboli.Si potrebbero fare due buchi: ciascuno proietta un’immagine. Le due immagini saranno identiche, ma traslate, per cui basterà sovrapporle. Ma anche due buchi sono pochi.Esiste un modo di farne tanti, di buchi, e ricostruire l’immagine? .La risposta è sì, basta che la distribuzione dei buchi sulla nostra “scatola da scarpe” non abbia ripetizioni, ovvero che nessuna disposizione dei buchi si ripeta.Questo si può fare per esempio facendo una griglia casuale di casella piene e caselle vuote.Ogni sorgente nel campo di vista del nostro “telescopio” proietta sul rivelatore un’immagine uguale a quella della griglia in modo corrispondente alla sua posizione.Con un computer si può poi ricostruire un’immagine del cielo. È il principio della maschera codificata. Lo strumento Burst Alert Catcher (BAT) […]

La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni Abbiamo già parlato dei getti relativistici emessi da sistemi celesti contenenti un buco nero (vedi la curiosità di febbraio 2010 – Tieni chiusa la bocca quando mangi!).Ogni tanto il mostro al centro del sistema, che si tratti di un sistema binario di stelle o del nucleo di una galassia, non mangia tutto il gas che gli arriva, ma ne butta fuori una parte sotto forma di sottili getti che vengono osservati con i radiotelescopi.In realtà, non siamo completamente sicuri che si tratti di materia che viene espulsa: questi getti potrebbero portare molta energia ma poca materia.Come al solito, non possiamo certo andare a toccare con mano per vedere se ci sono degli atomi e dobbiamo accontentarci di osservazioni con i telescopi.Esiste una sorgente (SS 433) in cui c’è evidenza diretta della presenza di materia nei getti, ma si tratta di un sistema peculiare con getti “lenti” (anche se sempre con una velocità pari a una frazione consistente di quella della luce). Recentemente una osservazione fatta da un gruppo di ricercatori in parte italiani ha permesso di risolvere l’enigma, almeno per una sorgente (vedi MediaInaf del 13/11/2013 – Buchi neri “sparatutto”).Il telescopio è il satellite europeo per astronomia in raggi X XMM-Newton e la sorgente è un sistema binario contenente un buco nero, chiamato 4U 1630-47 (4U indica che è una sorgente nel quarto catalogo del satellite Uhuru, il primo satellite per astronomia X, i numeri sono le coordinate nel cielo).Negli spettri in raggi X di questi sistemi binari viene spesso osservata una riga di emissione proveniente da atomi di ferro, le cui caratteristiche peculiari permettono di associarla al disco di accrescimento formato dalla materia che spiraleggia verso il buco nero.Dato che la materia ruota molto rapidamente, queste righe sono molto larghe a causa dell’effetto Doppler associato alla materia che si muove intorno al buco nero (parte della quale si muove verso di noi, spostando la riga verso il blu, parte si allontana, spostando la riga verso il rosso, […]

La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni Nel 2009, il satellite per astronomia X Swift ha rivelato una nuova sorgente apparsa nel cielo.Osservazioni seguenti hanno mostrato che si tratta di una “magnetar”, ovvero di una stella di neutroni isolata simile a una pulsar, ma con un campo magnetico molto più alto.Questa sorgente, chiamata SGR 0418+5729, ruota su se stessa ogni 9.1 secondi, un periodo tipico per questo tipo di oggetti.Come si fa a sapere che il campo magnetico è molto alto? Dalla alta luminosità e da altre caratteristiche dell’emissione in raggi X.C’è però un problema. Una stella di neutroni isolata che ruota perde energia rallentando a poco a poco: in altre parole l’energia necessaria per emettere raggi X viene presa dalla rotazione della stella, che quindi rallenta. Rovesciando il ragionamento, dal rallentamento si può stimare quanta energia sia disponibile per emettere raggi X. Per questo oggetto in particolare, il campo magnetico stimato dalla velocità a cui rallenta è però molto più basso, tipico di una pulsar normale. Per superare questa incongruenza (emissione da campo alto, rallentamento da campo basso), una sorgente con un campo magnetico “basso” (si tratta sempre di centomila milioni di volte più forte di quello della terra alle latitudini italiane) che emette radiazione X come se ce l’avesse molto più alto, si è ipotizzato che il campo magnetico alla sua superficie non sia omogeneo, ma abbia delle “zone” in cui è molto più alto, legate alla struttura del campo magnetico interno. Recentemente, un team di ricercatori italiani ha analizzato dei dati del 2009 ottenuti con il satellite per astronomia X dell’ESA XMM-Newton e ha scoperto un effetto notevole che conferma questa ipotesi (vedi articolo su Nature).Prima però dobbiamo fare una parentesi: leggi nella box di lato a destra. Torniamo a SGR 0418+5729. Quello che i ricercatori italiani hanno scoperto è che non soltanto una riga di assorbimento in questa sorgente c’è ed è fortissima, ma anche che la sua energia varia di cinque volte in meno […]

La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni Agosto,lo sanno tutti cosa c’è di interessante in cielo ogni Agosto: le meteore del 10 agosto!In realtà sciami meteorici ce ne sono tutto l’anno, ma questo è molto denso, arriva in agosto quando la notte è tiepida (provate a uscire il 13 dicembre a vedere qualche meteora dello sciame delle Geminidi e vedrete che la voglia vi passa in fretta).Ma partiamo dall’inizio. C’è una cometa che orbita intorno al sole ogni 133 anni, chiamata Swift-Tuttle, scoperta nel 1862 da due astronomi con quei nomi.Ricordo che il legame tra le Perseidi e la cometa periodica Swift-Tuttle fu scoperto da Giovanni Virginio Schiaparelli nel 1866. Ovviamente questo oggetto di 26 chilometri di diametro è riapparso puntualmente nel 1992, quando è stato possibile vederlo con un binocolo, per poi tornare lontano dal sole. Passando lascia della polvere lungo la sua orbita, che quindi è ormai una striscia di granellini nel sistema solare.Ogni anno la terra, a metà agosto, nel suo moto di rivoluzione intorno al sole passa attraverso questa striscia di polvere. Quando una particella di polvere entra nell’atmosfera si scalda, brucia e lascia una scia infuocata nel cielo: quella che noi chiamiamo meteora. Sono granelli di piccole dimensioni, sassolini al massimo, e non arrivano più vicino a terra di una ottantina di chilometri, ma pur essendo piccoli il fenomeno è spettacolare. Ovviamente è possibile che in qualsiasi momento dell’anno un granello di polvere entri nell’atmosfera terrestre, ma quando passiamo dentro uno di queste strisce cometarie, e ce ne sono parecchie, il numero di meteore aumenta di molto e così la probabilità di osservarle. Durante il picco di agosto ce ne possono essere più di sessanta all’ora, una al minuto. Questo sciame di meteore si chiama sciame delle Perseidi. Questo perchè lo sciame si sta spostando nel cielo e il passaggio della terra fa sì che tutte le meteore sembrano venire da un […]