Più larga del previsto

L'immagine qui sopra è una rappresentazione artistica della Via Lattea realizzata a partire dai dati raccolti dal satellite Gaia. Nell'immagine, però, sono state aggiunte alcune linee che mostrano come, grazie ai dati provenienti dai satelliti a raggi X XMM-Newton dell'ESA e Chandra della NASA, la posizione dei bracci più esterni della nostra galassia risulti più lontana dal centro galattico rispetto alle stime precedenti di allincirca un 10%.

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Via ESA

Impressioni di Sagittario

via APOD

L'immagine che vi propongo oggi è stata prodotta da MeerKAT, una rete di 64 telescopi radio in Sud Africa. Grazie a essi siamo in grado di vedere cosa succede nei pressi del centro galattico, cosa che è piuttosto difficile utilizzando i telescopi ottici. Nella foto il luminosissimo centro coincide con il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, mentre le altre zone più dense sono concentrazioni di gas dovuti a varie sorgenti (resti di supernove, nebulosa a emissione, ecc...). In alto a destra c'è lo zoom di una particolare regione catturata dal James Webb e ci può fornire un'idea della vastità della regione ritratta: basti pensare che l'immagine di Webb copre qualcosa come 44 anni luce!
In ogni caso, a me, la foto ha fatto pensare al fondale marino!

Il primo pezzo del puzzle cosmico di Euclid

Il 15 ottobre nel corso del Congresso Internazionale di Astronautica svoltosi a Milano, è stato presentato il primo mosaico realizzato con gli scatti di Euclid dei suoi primi 6 mesi di attività. E' costituito da qualcosa come 260 foto e ritrate un miliardo e più tra stelle e galassie. La sua estensione corrisponde a un'area di circa 500 volte quella occupata dalla Luna piena vista dalla Terra. Se consideriamo che questa ha un diametro apparente di mezzo grado, per poter visualizzare questo mosaivo dobbiamo immaginare una striscia con 250 lune di base due lune di altezza, ovvero 125° di base e 1° di altezza, il che corrisponde a qualcosa come 5 millesimi dell'area che riusciamo a osservare con i nostri occhi con un semplice sguardo (considerate che la nostra visione si estende per circa 180° di larghezza e 130° di altezza). Ovviamente l'obiettivo di Euclid è quello di "misurare la Via Lattea", motivo per cui è stato definito il "geometra dell'universo" (in realtà la segreta speranza è quella di avere delle prove conclusive sulla curvatura dell'universo), e soprattutto capire come materia ed energia oscure influenzano l'evoluzione del cosmo.
Tutto questo, comunque, l'ho raccontato nel video che trovate qui sotto:

Margherita Hack: Le strutture dell'universo

Lo devo confessare: me ne ero completamente dimenticato che avevo ancora da concludere le letture tratte da Vi racconto l'astronomia di Margherita Hack. Poi, come dico nell'introduzione al video, che ho girato appositamente per la ripresa della serie, visto che avevo bisogno di svuotare l'hard disk del portatile, sono andato a curiosare tra le varie cartelle extra-disneyane, scoprendo che erano rimasti ancora incompleti alcuni video, inclusi quelli della serie dedicata al centenario di Margherita Hack. Ed ecco che ho provveduto a montare e sistemare le ultime due video letture, di cui quella che vi presento oggi è la prima (o la penultima, dipende dai punti di vista). L'appuntamento alla prossima e ultima videolettura hackiana è, però, al momento senza alcuna data precisa, ma spero di non andare oltre un mese da questa.

Un bar sulla Via Lattea

Era da diverso tempo che mi chiedevo come mai YouTube mi consigliava spesso Vasco Brondi per l'ascolto, visto che recentemente di musica italiana su YT ne ho ascoltata molto poca ed era ridotta a gruppi metal o dei dintorni (come i Lacuna Coil, i Magic Opera, i Frozen Crown e poco altro). Poi decido di cercare nella mia cronologia per vedere il passato, scoprendo che non solo ci fu un tempo in cui ascoltai un po' più spesso Brondi (probabilmente perché avevo assistito a un concerto dal vivo presso gli studi di Radio Popolare de Le luci della centrale elettrica, ma l'ultimo suo pezzo che ascoltai fu Un bar sulla Via Lattea.
I riferimenti astronomici nella canzone di Brondi sono piuttosto labili: il titolo e un riferimento nel testo, come se la Via Lattea fosse una via sulla Terra (anche se l'incrocio tra Via Lattea e Via Emilia ha un che di magico, come un po' tutta la canzone), e poi una stella rossa, quella (probabilmente dell'insegna) di un'agenzia pubblicitaria. Poi c'è un pianeta senza acqua (vasta scelta nel sistema solare) e la notte limpida piena di stelle che è l'ambientazione magica del testo di Un bar sulla Via Lattea.

Un cielo pieno di stelle

Here we are, riding the sky
Painting the night with the sun
You and I, mirrors of night
Twin flames of fire, lit in another time and place

E' un periodo che sto ascoltando e riascoltando Star sky, un bellissimo pezzo di epic music tratto da Battlecry, ottavo album della band Two steps from hell. Musicalmente è un mix tra i Muse e il moderno approccio alla musica classica (vedi, ad esempio, Lindsey Stirling). Ovviamente ho ascoltato (e riascoltato) anche l'album, ma Star sky ha un fascino particolare, lo stesso fascino di un cielo stellato, uno di quelli in cui riesci a vederle le stelle, e non perché aguzzi la vista, ma perché non c'è inquinamento luminoso. Un cielo così, non esattamente come quello che si può vedere ad esempio in Cile, l'ho visto ormai più di dieci anni fa, ai tempi del dottorato, quando mi "imbarcai" in un spedizione notturna in Sila per osservare le stelle. A guidarci era un gruppo di astrofili, molto probabilmente alcuni di loro oggi gestiscono l'Osservatorio di Reggio Calabria (e no, non fa parte dell'INAF!).

Le grandi domande della vita: Speciale astronomo risponde 2019

Ho cercato in tutti i modi di evitare di rispondere alle domande della rubrica de L'astronomo risponde su Edu INAF, ma in questo 2019 alla fine ben due articoli di questa rubrica sono usciti a mio nome, uno dedicato alla durata di un possibile viaggio interstellare e l'altro dedicato alla stella più grande. Andiamo con ordine e pariamo verso le stelle:

In viaggio verso Proxima Centauri b

La domanda è relativa al tempo che servirebbe per viaggiare verso una meta interstellare relativamente vicina a noi. Per questo prendiamo in considerazione Proxima Centauri, una nana rossa a circa 4.2 anni luce dalla Terra nella zona di cielo occupata dalla costellazione del Centauro. Intorno a questa stella si trova un pianeta extrasolare, Proxima Centauri b, la cui scoperta è stata annunciata dall'ESO nel 2016 e che si trova nella zona abitabile della stella. Tra l'altro il pianeta è già stato protagonista di un piccolo giochino matematico con le serie numeriche a metà strada tra Buzzati e la fantascienza. Ad ogni modo, per raggiungere la stella, viaggiando alla velocità della luce, $c$, ovvero 300000 km/s, impiegheremmo all'incirca 4 anni, 2 mesi e un paio di settimane.
Mentre viaggiamo verso Proxima Centauri il tempo sulla Terra trascorre in maniera differente rispetto a noi che siamo nell'astronave, come spiegava molto bene Carl Sagan nel libro Intelligent life in the universe⁽¹⁾. Per capire questa differenza di tempo ci viene in aiuto la relatività speciale di Albert Einstein. Uno dei risultati di tale teoria è che per un corpo in movimento il tempo si dilata, in sostanza si invecchia di meno rispetto a chi rimane fermo.
Per avere un'idea di tale differenza, supponiamo che la nostra astronave viaggi a una frazione della velocità della luce, diciamo $0.8 \, c$. Questo vuol dire che, per i nostri amici rimasti sulla Terra, la durata del nostro viaggio sarebbe all'incirca di 10 anni, 5 per l'andata e 5 per il ritorno. Per noi che restiamo sull'astronave, invece, il viaggio durerebbe all'incirca 6 anni, 3 per l'andata e 3 per il ritorno. Questa differenza è dovuta al rapporto tra il tempo proprio dell'astronauta, $t_{astronauta}$, e il tempo misurato sulla Terra, $t_{Terra}$, che alla velocità di $0.8 \, c$ è

Le dimensioni dell'universo

Di seguito il testo dell'infografica sulle dimensioni dell'universo pubblicata su Edu INAF. In effetti presenta alcune modifiche e una corposa aggiunta.

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Il modo in cui abbiamo visto l’universo si è modificato nel corso della nostra storia sulla Terra. In epoche antiche, infatti, l’universo era costituito esclusivamente da Terra, Sole e Luna. Le dimensioni di tale universo vennero stimate per la prima volta da Archimede che valutò tale distanza in circa 10000 volte il raggio della Terra.
Questa fu, per molto tempo, la stima migliore della distanza Terra-Sole: sia Aristarco (1500 volte circa) sia Ipparco (490 volte circa) fornirono stime di molto inferiori.
La prima stima che si avvicinò al valore esatto fu quella di Christiaan Huygens del 1659 che determinò tale distanza in 24000 volte il raggio terrestre. Tale stima, basata sulle fasi di Venere, non venne ritenuta sufficientemente scientifica a differenza di quella prodotta da Giovanni Domenico Cassini e Jean Richer del 1672 misurando la posizione di Marte nel cielo il primo da Parigi e il secondo dalla Guinea Francese, determinando una distanza di 21700 volte il raggio terrestre, da confrontare con la distanza reale, che è all’incirca 23455 volte il raggio terrestre.

Le grandi domande della vita: questioni di estrema gravità

Nell'edizione odierna la fisica la fa da padrone, con un leggero apporto della matematica, che però è presente tra gli evergreen.

La gravità del nostro amore

La curvatura delo spaziotempo, da Cosmicomic di Amedeo Balbi e Rossano Piccioni

Quando si ragiona intorno alla gravità e al fatto che essa sia una forza in grado di curvare lo spaziotempo, prima o poi viene la domanda: e perché non può farlo anche l'elettromagnetismo?
Da un lato abbiamo la solita solfa: quando avremo una teoria quantistica definitiva (perché verificata sperimentalmente) sulla gravità, potremo iniziare a dare una risposta alla domanda. Per ora dobbiamo accontentarci di una spiegazione un po' più semplicistica: a curvare lo spaziotempo non è la gravità in se ma gli oggetti che si trovano nello spaziotempo. Questa, però, non è la risposta che preferisco. Personalmente trovo più affascinante suppore che la gravità sia l'espressione fisica della struttura geometrica dello spaziotempo.
D'altra parte, come visto ne La fisica di Star Trek, esiste la teoria di Kaluza-Klein che unifica elettromagnetismo e gravità in un universo in cinque dimensioni. L'aspetto interesante di questa idea è che, sviluppata da Beil (sci-hub), anche la forza elettromagnetica è in grado di generare una curvatura!
Altre tesi teoriche simili sono dovute ad Apsel (sci-hub) e Rodrigues (sci-hub).

Un buco nero nel taschino

Grazie alla gif animata qui sotto, condivisa da +Marco Cameriero (ma ora, dopo la pubblicazione automagica su G+ gli andrà una notifica matemistica?), recupero, in italiano, un post che ho pubblicato a settembre 2013 su Doc Madhattan.

Sagittarius A* (Sgr A*) è una sorgente radio astronomica brillante e molto compatta al centro della Via Lattea, vicino al confine delle costellazioni del Sagittario e dello Scorpione. SGr A* è parte di una più grande figura astronomica nota come Sagittarius A. Si crede che sia la posizione di un buco nero supermassiccio^{(1, 2)}, come quelli che generalmente si ritiene si trovino al centro di molte galassie ellittiche e a spirale. Osservazioni della stella S2 in orbita intorno a Sgr A* sono state utilizzate per mostrare la presenza, e produrre dati sul buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, e hanno portato alla conclusione che Sgr A* sia il sito di quel buco nero⁽³⁾.

L'immagine qui sopra è una foto ai raggi X di Sgr A*⁽⁴⁾:

Le emissioni X da Sgr A* possono essere descritte come la sovrapposizione di una sorgente puntiforme dovuta al buco nero stesso, e di una nuvola di emissione più grande di circa 2". All'interno di questa nuvola, possiamo identificare oltre un centinaio di stelle brillanti risolte individualmente, e dedurne più di un migliaio troppo piccole per essere rilevate⁽⁵⁾.

Inoltre:

la temperatura e il profilo di densità della nube di gas che circonda la nuvola di Sgr*. the temperature and density profile of the gas cloud surrounding Sgr A* (...) mostrano che più del 99% del gas non raggiunge mai il centro del buco nero, ma piuttosto è rigettato dal sistema⁽⁵⁾

Ci sono anche alcune questioni non risolte: ad esempio se il tasso di accrescimento osservato è dovuto esclusivamente a Sgr A* o se esiste un'altra sorgente aggiuntiva; o quale sia la causa della sua bassa luminosità, inferiore di diversi ordini di grandezza del suo potenziale teorico⁽⁵⁾.

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La gif animata è, in ogni caso, estratta da un video su YouTube condiviso su io9.

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Viaggio al centro della Galassia

Il centro della nostra galassia, posto a circa 27000 anni luce dalla Terra nella direzione della costellazione del Sagittario, è occupato da un buco nero supermassiccio. Questo buco nero contiene oltre 4 milioni di volte la massa del nostro Sole in un'area più piccola di metà di quella coperta dall'orbita di Mercurio. La materia che cade all'interno del buco nero arriva a temperature di milioni di gradi, il che rende l'area brillante per le onde radio e gli infrarossi. Questa sorgente radio è detta Sagittarius A*; il buco nero non può essere visto direttamente.
Nei passati 16 anni, gli astronomi hanno tracciato l'orbita completa di una stella, S2, intorno al buco nero. Al suo punto più vicino, S2 arriva fino a 17 ore-luce dal buco nero. Dallo studio dei moti kepleriani di S2 e di un'altra stella vicina al centro galattico, gli astronomi hanno determinato che queste stelle devono essere sotto l'influenza di un oggetto compatto enormemente massivo. Il solo oggetto celeste che potrebbe possedere queste richieste è un buco nero. Un enorme buco nero.
Il video che avete visto (o state vedendo), inizia con un'immagine che mostra una porzione grande circa 3 anni luce del centro della nostra galassia. Si prosegue quindi con uno zoom verso il centro e quindi con le orbite di varie stelle che ruotano intorno al buco nero.

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Traduzione e adattamento del testo di accompagnamento al video.
Credit: Eso