mercoledì 27 settembre 2017

Virgo ha osservato le onde gravitazionali

Il 14 agosto 2017 l'interferometro italiano Virgo, insieme agli interferometri di LIGO negli Stati Uniti, ha osservato per la prima volta il segnale delle onde gravitazionali causate dalla collisione tra due buchi neri.

L'annuncio è stato fatto il 27 settembre 2017 in una conferenza stampa durante il G7 dei ministri della scienza in Italia.


Virgo era entrato in azione il 1 agosto 2017 e si era unito a LIGO per la seconda finestra di osservazioni alla ricerca di onde gravitazionali. Il segnale trovato è stato chiamato GW170814, sulla falsa riga di tutti i segnali trovati finora (GW sta per gravitational wave e la sigla numerica richiama la data di osservazione).

L'articolo scientifico, con tutti i dettagli, lo trovate a questo link (tutte le immagini di questo post sono state prese dall'articolo in questione).
Ora provo a raccontarvi alcuni aspetti salienti dell'osservazione fatta da Virgo.

domenica 3 settembre 2017

Come ritrovare in cielo una stella osservata nel 1437

L'11 marzo 1473 alcuni astronomi coreani si sono trovati di fronte a una stella molto luminosa che apparì improvvisamente nel cielo e il 25 marzo dello stesso anno svanì.

Gli astronomi coreani non lo sapevano ancora ma avevano, molto probabilmente, osservato quel fenomeno astrofisico che oggi chiamamo nova. Abbiamo dovuto aspettare 544 anni per ritrovare quella stessa che illumino il cielo coreano; in questo post provo a raccontarvi per bene tutta la faccenda.

In realtà, ho letto questa storia su diversi siti italiani e non, e devo dire che tutti l'hanno raccontata abbastanza bene. In principio ho pensato che non ci sarebbe stato bisogno di scrivere alcunché; tuttavia, alcuni dettagli venivano, anche giustamente direi, lasciati in sospeso.
Siccome questo è un blog di astrofisica, mi sembra giusto approfondire e dare un quadro più esaustivo del discorso. Quindi, procediamo con ordine.

Capita molto spesso che le stelle non siano oggetti isolati, ma piuttosto si trovino a coppia in sistemi binari. Ci sono delle volte, poi, in cui le due componenti della coppia sono fatte così: c'è una stella e una nana bianca.
Una nana bianca è ciò che resta di una stella di piccola massa quando arriva alla fine del suo ciclo evolutivo. Si tratta di un piccolo oggetto fatto principalmente di carbonio che produce luce solo sotto forma di calore (cioè non vi sono reazioni nucleare che convertono massa in energia, come nel Sole per esempio).

mercoledì 23 agosto 2017

Abbiamo un'immagine di Antares

Avete presente le immagini del Sole?
Ecco, ma quanto sarebbe bello avere qualcosa del genere, pur minimo, anche per altre stelle? Tanto, moltissimo. Per questo gli astrofisici hanno preso di mira Antares.
 
Antares è una stella che si trova 170 parsec di distanza da noi; per confronto, la stella più vicina a noi, Proxima Centauri, si trova a poco più 1 parsec di distanza da noi.

Le stelle sono palle di gas che bruciano idrogeno al loro interno trasformandolo in elio. La fusione dell'idrogeno è la parte più lunga della vita di una stella. Per esempio, per il Sole tale fase dura una decina miliardi di anni. Tuttavia tale processo dipende dalla massa della stella. Antares è una stella che ha una massa una decina di volte più grande di quella del Sole.
Come si diceva in un film, una grossa massa comporta anche grosse responsabilità e quindi, ciò causa  condizioni di pressione e temperatura più eccitanti, nel senso che la fusione dell'idrogeno viaggia a ritmi più alti rispetto a una stella di piccola massa.

Con le stelle massive tutto diventa più grande, anche i nomi. Infatti, il Sole, quando finirà l'idrogeno diventerà una gigante rossa. Antares invece è già una supergigante rossa.
Ciò vuol dire che Antares si trova in una fase del suo ciclo vitale l'idrogeno nel nucleo è finito da un pezzo e altre combustioni hanno luogo, tipo quella dell'elio "appena" prodotto in carbonio e così via in altri elementi più pesanti. Il fatto di essere una stella rossa è poi legato alla temperatura superficiale della stella. Questo, detto in soldoni, perché la lunghezza d'onda della luce (cioè il suo "colore") è legato all'energia della luce stessa (cioè alla sua "temperatura") in maniera inversamente proporzionale: più è rossa la luce (più è grande la sua lunghezza d'onda), minore sarà l'energia (ovvero la temperatura).

Con le supergiganti rosse bisogna fare attenzione: sono enormi, spesso parte del materiale fugge via a causa di forti venti stellari, e inoltre siamo quasi agli sgoccioli della vita di una stella.
Insomma, le atmosfere di queste bestie stellari rosse sono molto complicate da interpretare. Provare a capire aspetti molto complicati delle atmosfere stellari di altre stelle oltre al Sole è dunque qualcosa di davvero affascinante; è come gettare lo sguardo su qualcosa che abbiamo avuto sempre sotto gli occhi, da millenni, eppure solo ora cominciamo a mettere a fuoco.

Quindi, gli astrofisici del Very Large Telescope Interferometer (VLTI) hanno ottenuto questa prima, straordinaria, meravigliosa mappa del gas che compone la superficie e l'atmosfera di Antares:

Una stella così non l'avete mai vista. Questa è Antares. ©ESO

Questa è l'immagine più dettagliata mai ottenuta prima di una stella che non sia il Sole. Grazie a mappe come questa gli astrofisici potranno studiare molto meglio cosa accade nelle atmosfere di altre stelle, magari non troppo lontane, ma almeno spezzando l'interessante monotonia scientifica del Sole.
Già, per esempio, si è notato, dalla mappa qui sopra, che su Antares ci sono parti di gas che vanno a velocità strane, o almeno inaspettate. Ma, dopotutto, ancora bisogna capire un po' di cose anche se sicuramente sembra abbastanza convincente la discussione che, da soli, i moti convettivi non possono spiegare tali velocità. I moti convettivi, per chi non lo sapesse, sono quei moti responsabili, per esempio del moto dell'acqua quando bolle; ecco la stessa cosa avviene nelle stelle, c'è del gas che si muove tramite moti convettivi (ma non pensate di buttare la pasta su Antares, toglietevelo dalla testa).