Le grandi domande della vita: Allineamenti

Si è da poco chiusa la diretta di EduINAF dedicata all'allineamento planetario tra Giove, Saturno e Venere. In effetti Venere non si è palesato, a causa della sua bassa altezza sull'orizzonte, per cui la live è ruotata intorno ai due pianeti giganti gassosi. Oltre ai telescopisti presenti (da Trieste, Palermo e soprattutto Roma, dove per fortuna c'era un cielo bellissimo) era presente anche Federico Tosi che ha raccontato diverse curiosità sui pianeti giganti e risposto ad alcune delle domande dal pubblico. Ad altre abbiamo pensato a rispondere io e Sandro Bardelli.
In particolare ho risposto a un paio di domande che vi ripropongo, fresche fresche, qui sotto:

Pulsar vs buchi neri

La prima domanda è relativa a un possibile incontro tra un buco nero e una pulsar, altro nome con cui sono note le stelle di neutroni. Nei pochi minuti, mentre gestivo gli altri commenti, il live twitting e giravo le domande nella chat privata, ho scovato un articolo interessante, precedente alla messa in opera di LIGO: Pulsar with black hole could hold the 'holy grail' of gravity.
Come ha successivamente ricordato Sandro, però, la collisione tra un buco nero e una pulsar è stata effettivamente annunciata proprio quest'anno. Gli eventi osservati sono stati due, uno datato 5 gennaio 2020 e l'altro 15 gennaio dello stesso anno. Nel primo caso la collisione è avvenuta tra un buco nero con una massa di 9 volte il nostro sole e una stella di neutroni di 1.9 volte la massa del nostro sole. Nel secondo caso avevamo un buco nero di 6 masse solari e una pulsar di 1.5 masse solari.

While the gravitational waves alone don't reveal the structure of the lighter object, we can infer its maximum mass. By combining this information with theoretical predictions of expected neutron star masses in such a binary system, we conclude that a neutron star is the most likely explanation," - Bhooshan Gadre

Due considerazioni in chiusura. La prima riguarda il tempo di elaborazione dei dati: siamo dell'ordine di un anno e mezzo. Questo è più che normale vista la gran mole di dati che viene raccolta nei rilevatori di LIGO e la necessità di dover portare a termine tutte le verifiche necessarie per essere sicuri che quel particolare segnale sia relativo effettivamente a uno dei tanti eventi in grado di generare onde gravitazionali.
L'altra è relativa al ruolo di Bhooshan Gadre, di cui ho inserito la citazione: è un postdoc, un gradino oltre il dottorato (PhD). Mandare avanti un postdoc è qualcosa che in Italia si vede molto poco, nonostante siamo una delle nazioni che produce più ricerca astronomica dopo gli Stati Uniti.

Calcoli gravitazionali

L'altra domanda viene da Facebook ed è relativa ai calcoli per determinare questi allineamenti. In questo caso, non avendo un account privato su fb, ho risposto con quello ufficiale di EduINAF.
Per calcolare quando avvengono questi allineamenti, i calcoli prevedono l'uso della legge di gravitazione universale (quella di Isaac Newton, per intenderci) opportunamente corretta con la relatività generale (vedi, ad esempio, il caso di Mercurio). I calcoli, però, visto che stiamo parlando di una quantità di oggetti che va dai tre in su, non possono essere eseguiti analiticamente (il sistema di equazioni non è per nulla semplice da risolvere, nonostante la semplicità di risoluzione dell'equazione singola) e quindi bisogna portare a termine i calcoli usando metodi numerici.
La cosa è necessaria poiché i pianeti non solo sono in movimento, ma molti dei loro parametri cambiano nel tempo, senza dimenticare che viaggiano su orbite che non sono circolari e non tutte esattamente centrate sul Sole.

Piccole curiosità sparse

Poi ci sono alcune domande non risposte in giro per la chat, come ad esempio Come si riescono a calcolare i tempi di rotazione e di rivoluzione di corpi così lontani?
Più o meno come sopra: gravitazione con eventuali correzioni relativistiche. Nel caso dei pianeti gassosi, poi, entra in gioco anche la loro composizione, e il fatto che non sono compatti come un pianeta roccioso, quindi può succedere che alcune striscie del pianeta ruotano in maniera diversa rispetto al pianeta visto in termini globali.
La domanda più curiosa, cui non abbiamo dato risposta, è però ma se potessimo raccogliere un meteorite potremmo ricavarne da essi dei materiali per costruire ad esempio grattacieli, oppure automobili.
In linea di principio la cosa sarebbe anche fattibile, ma di materiale ricavabile dall'asteroide ne resterebbe probabilmente molto poco, Se invece decidiamo che vale la pena costruire direttamente nello spazio, non solo sulla Luna ma anche sugli asteroidi, la faccenda potrebbe diventare un po' più interessante, un po' come immaginato in una vecchia storia di zio Paperone.
Giunti a questo punto, però, è finalmente venuto il momento di mettervi il video della diretta, così se ve la siete persa, la potete recuperare facilmente: tanto dura un'oretta!

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Le immagini proposte in questo post sono immagini stacked, ovvero composte da una serie differente di scatti, da Mario Guarcello dell'INAF di Palermo