Gennaio - Astrocalina

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Gennaio

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Onde  gravitazionali

LIGO ha effettuato la prima osservazione diretta di onde gravitazionali, misurandone la debolissima interferenza sullo spazio e sul tempo nel momento in cui tali onde hanno raggiunto la nostra Terra, il 14 Settembre scorso, nell'arco di una finestra temporale di 10 millisecondi. I due buchi neri in questione, distanti 1,3 miliardi di anni luce da noi, avevano dimensione di 36 e 29 masse solari. Il buco nero risultante ha 62 masse solari.
La massa mancante, equivalente a 3 volte la massa del nostro Sole, è l'energia emessa sotto forma di onde gravitazionali.
Come è avvenuta questa rilevazione da parte di LIGO? E cos'è un interferometro laser?
Molto brevemente, un fascio laser viene emesso e diviso in due fasci perpendicolari da uno specchio separatore. Tali fasci viaggiano in linea retta, ciascuno all'interno di un tubo lungo 3 km per VIRGO (4 km per l'interferometro LIGO) in cui vi sono condizioni di vuoto estremo.
Al termine di ogni tubo si trova uno specchio che fa rimbalzare all'indietro il fascio laser.
I due fasci tornano quindi indietro e sono ricomposti in quella che viene detta figura di interferenza che viene registrata da un rilevatore.

Quando un'onda gravitazionale colpisce questo grande rilevatore, la lunghezza dei due bracci (che contengono i tubi a vuoto) varia - interferisce sullo spazio-tempo - ed il segnale laser finale, quello ricomposto, risulta differente rispetto alle condizioni iniziali.
I due singoli fasci non sono più in fase tra loro. E giusto per capire di quanto stiamo parlando, VIRGO è in grado di rilevare variazioni di lunghezza dei due bracci dello strumento fino ad un miliardo di volte più piccole del diametro di un atomo. (10^ -23 m)
 


 

È terminata la "One year Mission"

E'  terminata qualche giorno fa il termine della missione "One Year Mission" che ha visto il cosmonauta Russo Mikhail Kornienco e l'astronauta Americano Scott Kelly trascorrere un anno sulla Stazione Spaziale Internazionale. I due sono tornati sulla Terra a bordo della capsula Russa Soyuz TMA-18M dopo essere stati 340 giorni in orbita. E sono subito iniziati i molti test medici per valutare le condizioni di una permanenza molto lunga nello spazio, in funzione delle future missioni di esplorazione umane del sistema solare. In particolare Kornienko è stato oggetto di alcune sperimentazioni molto particolari.:  Kornienko, Kelly ed il cosmonauta Sergey Volkov sono tornati a casa Mercoledì scorso a bordo di Soyuz TMA-18M. Il giorno seguente tutto l'equipaggio è stato sottoposto ad una serie di test e prelievi medici. Kornienko in particolare è stato poi il protagonista dell'esperimento "Созвездии" (Costellazione) composto da due test. Il primo ha visto il cosmonauta oggetto di una sessione all'interno di una centrifuga al Gagarin Cosmonaut Training Center per simulare un atterraggio sul pianeta Marte.

Nel secondo test Kornienko ha simulato un'attività extraveicolare (EVA) sul suolo Marziano. Con indosso una tuta Orlan e tirato verso l'alto da una serie di tiranti per simulare la differenza di gravità, Kornienko ha svolto tutta una serie di compiti tipici di un equipaggio appena arrivato su Marte.
 
 

Tra questa apertura e chiusura dei portelloni di accesso, passeggiata Marziana, spostamento di oggetti, preparazione di esperimenti scientifici. Ed anche una simulazione di guida di un rover sulla superficie. Tutto questo per verificare se dopo il "lungo viaggio" per arrivare sul Pianeta Rosso l'organismo umano è in grado di essere ancora efficiente da centrare gli obiettivi di missione. Stare un anno sulla ISS è molto simile a stare in un veicolo spaziale diretto verso il Pianeta Rosso. Dal punto di vista fisiologico la perdita di tono muscolare, la perdita di calcio nelle ossa e le modificazioni sulla fisiologia umana indotte da una lunga permanenza in condizioni di microgravità sono le stesse. A bordo della Stazione ogni membro dell'equipaggio effettua ogni giorno almeno 2 ore e mezza di attività fisica, per controbilanciare gli effetti dovuti alle condizioni di "zero G".      

Un aspetto molto importante della missione è che Scott Kelly ha un fratello gemello, Mark Kelly, anche lui astronauta NASA. Scott e Mark sono gemelli monozigoti, condividono cioè lo stesso partrimonio genetico, cioè il 100% del loro DNA. E gli studi che verranno compiuti durante la One Year Mission comprenderanno anche la comparazione di dati dai due gemelli (Mark resterà a Terra), al fine di identificare anche eventuali piccoli cambiamenti causati dalla lunga permanenza nello spazio. Voglio ricordare che la maggior parte degli esseri umani condivide circa il 99,5% del proprio DNA. E' solamente quel piccolissimo 0,5% di differenza che è responsabile di tutta la diversità umana presente sulla Terra. Poter confrontare due individui in cui la variabile genetica è stata annullata rappresenta quindi una modalità sperimentale molto importante per investigare sulle capacità del corpo umano di reagire ed adattarsi a differenti condizioni ambientali.
 


 

Plutone

Una delle strutture più strane su Plutone individuate dalla Sonda NASA "New Horizons" in Luglio si trova appena ad est del" cuore di Plutone", una grande regione pianeggiante. L'area strana ha la caratteristica di presentare un terreno che sembra "a lamelle". Lo vediamo qui in alto in 3D. La trama lamellare del terreno è certamente l'aspetto dominante di questa regione a cui è stato dato il nome informale di Tartarus Dorsa. Tali lamelle raggiungono l'altezza massima di qualche centinaio di metri e normalmente sono separate tra loro da alcuni chilometri di distanza. Si nota inoltre un loro allineamento da nord a sud.
 
Quest'area si trova in un insieme molto più ampio di creste arrotondate, separate tra loro da fondovalle pianeggianti. Si tratta di un paesaggio unico nel nostro sistema solare. L'immagine è stata ripresa a 17.000 km dii distanza con una risoluzione di 310 Km/pixel

Kepler osserva per la prima volta le fasi immediatamente precedenti l'esplosione di una Supernova

Il flash brillante dell'onda d'urto di una stella che esplode, ciò che gli astronomi chiamano "shock breakout", è stato registrato per la prima volta nella lunghezza d'onda della luce visibile dal telescopio spaziale NASA  Kepler, il cacciatore di pianeti simili alla nostra Terra. Un team internazionale di scienziati guidati da Peter Garnavich (professore di astrofisica, University of Notre Dame, Indiana) ha analizzato la luce catturata da Kepler ogni 30 minuti (è la frequenza con cui Kepler registra lo stesso punto nel cielo) per un periodo di 3 anni, luce emessa da 500 galassie lontane, più o meno da 50 trilioni di stelle.
I ricercatori erano alla ricerca di segni di massive esplosioni di stelle giganti, le supernovae.
Nel 2011 due stelle molto grandi, dette supergiganti rosse, esplosero mentre si trovavano nel campo visivo di Kepler. KSN 2011a, la prima di queste, è circa 300 volte la dimensione della nostra stella e si trova a 700 milioni di anni luce da noi. La seconda è KSN 2011d, 500 volte il nostro Sole e molto più lontana, a 1,2 miliardi di anni luce.
Giusto per avere un'idea, tutta l'orbita Terreste intorno al Sole entrerebbe senza problemi all'interno di entrambe queste stelle.
Essere testimoni diretti di un evento di questo genere è cosa molto, molto rara ed estremamente importante da un punto di vista scientifico per comprenderne le cause. Non è che ci siano segnali che possano far capire che un'esplosione di una supernova è imminente.
E' stato "solamente" il fatto di avere un telescopio spaziale (1) puntato costantemente verso la stessa porzione di cielo (2) per lungo tempo e (3) impegnato a registrarne costantemente i segnali luminosi che ha portato a "vedere" questo spettacolare evento, tra l'altro nella lunghezza d'onda della luce visibile (ed aggiungerei anche un bel po' di quella fortuna che premia gli audaci).
Questo tipo di supernovae, dette di Tipo II, iniziano quando la fornace nucleare all'interno della stella esaurisce il combustibile nucleare, cosa che fa collassarne il nucleo sotto l'enorme pressione della forza di gravità.

E' relativo alla stella più grande, KSN 2011d, ed illustra la luminosità dell'evento supernova durante il suo accadere. Per la prima volta tale evento è stato registrato nella lunghezza d'onda della luce visibile mentre raggiunge la superficie della stella.
Il primo flash di luce si chiama "shock breakout" e dura appena 20 minuti. E riuscire a catturarlo è un prezioso tesoro di informazioni per gli studiosi. L'energia che viaggia dal nucleo verso l'esterno raggiunge la superficie della stella con uno scoppio di luce che è 130.000.000 volte più luminoso del nostro Sole. La stella continua ad esplodere ed a crescere raggiungendo la sua massima luminosità in 14 giorni appena, una luminosità che è circa 1.000.000.000 di volte quella del nostro Sole.
 
 

Le due supernovae analizzate dal gruppo di ricerca corrispondevano abbastanza bene ai modelli matematici realizzati degli astronomi per quel particolare tipo di esplosioni stellari. E ciò costituisce una sorta di conferma della bontà delle attuali teorie.
 
Ma i dati hanno rilevato anche qualcos'altro, alcune differenze nei dettagli delle due supernovae che non possono che arricchire le nostre conoscenze. Entrambe le esplosioni hanno coinvolto la stessa quantità di energia, però nella stella più piccola, KSN 2011a, non è stato osservato alcun "shock breakout".
 
Gli studiosi ritengono che probabilmente la stella più piccola è circondata da gas, abbastanza da mascherare l'onda d'urto quando ha raggiunto la sua superficie.
 

 

 
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