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tra Scienza & Coscienza

"Il cielo stellato sopra di me, la legge morale dentro di me'' I. Kant

VLT REALIZZA IL TEST PIÙ PRECISO DELLA RELATIVITÀ GENERALE DI EINSTEIN AL DI FUORI DELLA VIA LATTEA

Alcuni astronomi hanno usato lo strumento MUSE installato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO in Cile e il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA per effettuare il test più preciso finora della teoria della relatività generale di Einstein al di fuori della Via Lattea. La galassia vicina ESO 325-G004 funge da potente lente gravitazionale, distorcendo la luce che proviene da una galassia distante, nascosta dietro di essa, per creare un anello di Einstein intorno al proprio centro. Confrontando la massa di ESO 325-G004 con la curvatura dello spazio circostante, gli astronomi hanno trovato che la gravità su queste scale di dimensione astronomica si comporta come descritto dalla relatività generale. Questo permette di escludere alcune teorie alternative della gravità.

 

Con lo strumento MUSE installato sul VLT dell’ESO, un’equipe guidata da Thomas Collet, dell’Università di Porthsmouth nel Regno Unito, ha calcolato per la prima volta la massa di ESO 325-G004 misurando i moti delle stelle all’interno di questa vicina galassia ellittica.

Collett spiega: «Abbiamo usato i dati del VLT in Cile per misurare la velocità delle stelle in ESO 325-G004 – e ciò ci ha peremsso di capire quanta massa debba esserci nella galassia per mantenere le stelle in orbita».

Ma l’equipe ha potuto anche misurare un’altro aspetto della gravità. Usando il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA hanno osservato un anello di Einstein prodotto dalla luce di una galassia distante che viene distorta dalla presenza di ESO 325-G004 sulla linea di vista. Osservare l’anello ha permesso agli astronomi di misurare come la luce, e perciò anche lo spazio-tempo, vengono distorti dall’enorme massa di ESO 325-G004.

La teoria delle relatività generale di Einstein prevede che gli oggetti deformino lo spazio-tempo intorno a loro, deflettendo così la luce che passa loro vicino. Ciò risulta in un fenomeno noto come lente gravitazionale. L’effetto è apprezzabile solo per oggetti molto massicci. Si conosce qualche centinaio di lenti gravitazionali forti, ma la maggior parte è troppo lontana per poterne misurare con precisione la massa. In ogni caso la galassia ESO 325-G004 è una delle lenti più vicine, a soli 450 milioni di anni luce dalla Terra

 

Collett continua: «Grazie allo strumento MUSE conosciamo la massa della galassia che sta in primo piano e abbiamo misurato la deformazione dovuta alla lente gravitazionale con Hubble. Abbiamo quindi confrontato questi due modi di misurare la forza di gravità – e i risultati sono stati quelli previsti dalla relatività generale, con un’incertezza di solo il 9 percento. È il test più preciso della relatività generale fuori dalla Via Lattea fino a oggi. E tutto questo usando una sola galassia!».
La relatività generale è stata verificata con squisita accuratezza sulla scala del Sistema Solare, mentre i moti delle stelle al centro della Via Lattea sono in corso di studio, ma non c’erano stati in precedenza test accurati su più grandi scale astronomiche. Verificare le proprietà della gravità su grande scala è fondamentale per confermare la validità dei modelli cosmologici correntemente accettati.

I risultati qui riportati potrebbero avere implicazioni importanti per i modelli di gravità alternativialla relatività generale. Queste teorie alternative prevedono che gli effetti della gravità sulla curvatura dello spazio-tempo dipendano dalla “scala”. Ciò significa che la gravità dovrebbe comportarsi in modo diverso sulle grandi scale astronomiche o sulle scale più piccole come quella del Sistema Solare. Collett e la sua squadra trovano che ciò sia improbabile a meno che le differenze si verifichino solo su scale più grandi di 6000 anni luce.

«L’Universo è un posto fantastico, che ci fornisce queste lenti che possiamo usare come laboratori», aggiunge uno dei membri del team: Bob Nichol dell’Università di Porstmouth. «Dà grande soddisfazione usare i migliori telescopi del mondo per sfidare Einstein, per scoprire alla fine che aveva ragione lui!».

ESO/COELUM ASTRONOMIA

LA PRIMA ISTANTANEA DI UN GIOVANE ESOPIANETA NELLA SUA CULLA

 

 

Gli astronomi del Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg, hanno catturato la prima istantanea spettacolare di una formazione planetaria intorno alla giovane stella PDS 70.

Lo strumento SPHERE del Very Large Telescope (VLT) dell’ESO è ad oggi uno dei più potenti strumenti di caccia per gli esopianeti e sta regalando grandi soddisfazioni alla comunità degli astronomi.

L’oggetto, che per la prima volta, si vede in modo estremamente chiaro, è a circa tre miliardi di chilometri dalla sua stella centrale,  la distanza è approssimativamente equivalente a quella tra Urano e il Sole.

PDS 70b è un gigante gassoso con massa alcune volte superiore a quella di Giove, la sua superficie ha una temperatura di circa 1000 gradi centigradi.

L’oscurità al centro dell’immagine è dovuta ad uno strumento che blocca la luce accecante della stelle centrale: Coronagraph, infatti consente agli astronomi di rilevare il compagno planetario della stella.

Una seconda ricerca sul pianeta ha rilevato come la sua atmosfera sia torbida, SPHERE comunque dopo decenni di ricerca indica una strada chiara da seguire per lo studio degli esopianeti.

 

Crediti immagine: ESO / A. Müller

 

ANATOMIA DI UN BARIONE, INTERVISTA A FABRIZIO NICASTRO

 

Vent’anni di ricerca conclusi in uno studio pubblicato sull’ultimo numero di Nature. Ecco come i barioni, previsti da una teoria, sono stati trovati esattamente dove ci si aspettava di vederli.

La scoperta è stata realizzata grazie all’osservazione di un singolo quasar da parte del telescopio XMM-Newton dell’ESA.

A guidare la ricerca è stato Fabrizio Nicastro dell’INAF di Roma, noi l’abbiamo intervistato per capire al meglio le implicazioni di questo studio.

 

 

 

IL FUTURO DI LHC- INTERVISTA A NADIA PASTRONE

HI-LHC è un orizzonte che va ben oltre il semplice progetto scientifico.

Il futuro di LHC è radioso e va oltre il bosone di Higgs. Dal 2026 High Luminosity LHC osserverà le più inaccessibili particelle e potrebbe essere in grado di riscrivere la nostra comprensione dell’universo.

Abbiamo parlato di questo con Nadia Pastrone che attualmente è la coordinatrice nazionale dei fisici italiani che lavorano all’esperimento CMS dell’acceleratore di particelle LHC al Cern di Ginevra.

 

 
– Con quali accorgimenti tecnici si va a migliorare uno strumento incredibile come LHC?

Tutto il complesso di acceleratori del CERN è in un processo di ammodernamento per poter avviare la nuova fase di LHC ad alta luminosita’ (HiLumi LHC). In particolare lungo l’anello di 27 km di circonferenza, verranno inseriti nuovi magneti superconduttori più potenti sia per deflettere le traiettorie dei fasci circolanti nei due anelli, che per focalizzare i fasci nelle zone di collisione. Verranno installati nuovi collimatori e si utilizzeranno cavità a radio frequenza superconduttrici speciali.

I nuovi componenti della macchina sono il frutto di studi e prototipi preparati al CERN e in vari Paesi del mondo.

Sono già cominciati i lavori di ingegneria civile per ottimizzare la gestione degli apparati criogenici che permetteranno ai nuovi componenti di operare nella nuove condizioni di lavoro.

Il progetto ha complessivamente un costo di 950 MCHF in 10 anni.

– Come l’aggiornamento degli strumenti migliorerà la comprensione sul bosone di Higgs?

LHC ad alta luminosità produrrà  15 milioni di bosoni di Higgs per anno, cda confrontarsi con i 1.2 milioni prodotti nel  2011 e 2012, che hanno portato alla scoperta. In questo modo la misura di tutti i canali di decadimento e delle caratteristiche di questa particella potranno essere adeguatamente studiati.

– Cosa significa e in che modo è importante aumentare la luminosità di LHC?

La luminosità di un collisore di particelle come LHC è proporzionale al numero di collisioni al secondo. Maggiore è la luminosità e più dati vengono raccolti dagli esperimenti per studiare eventi rari. Ogni fascio e’ costituito da circa 3000 pacchetti equispaziati di 25 ns e contenenti ciascuno circa mille miliardi di protoni.

– Quali performance raggiungerà LHC?
LHC, dopo il 2025, raggiungerà una luminosità istantanea incrementata di un fattore 10 rispetto alle attuali
prestazioni. Questo permetterà di raccogliere ogni anno una quantita’ di dati pari a quanto ottenuto fino ad allora da LHC.
In un arco temporale di circa 10 anni i dati raccolti saranno 10 volte superiori.

– In che modo HiLumi LHC migliorerà lo studio delle collisioni?

HiLumi LHC, grazie alla mole di dati raccolti consentira’ di studiare con precisione i processi fisici piu’ rari, di esplorare i confini della Fisica delle particelle oltre il Modello Stnadard, di cercare la materia oscura, la supersimmetria e le extra-dimensioni. Ma soprattutto fornirà misure di precisione sulle caratteristiche del bosone di Higgs.

– Quali esperimenti sono in cantiere per l’upgrade dello strumento?

ATLAS e CMS, dopo aver scoperto il bosone di Higgs nel 2012, hanno continuato ad analizzare i dati raccolti per studiare con precisione il quark top e il bosone di Higgs, ma anche per studiare il Modello Standard e i decadimenti rari che indicherebbero la presenza di nuovi fenomeni non ancora previsti dalla teoria.

– In che modo sono usate le cavità a granchio e perché sono fondamentali?

Le cavità superconduttrici a granchio, ora in fase di test, consentiranno di manipolare i fasci di protoni, massimizzando l’area di sovrapposizione dei due pacchetti al momento della collisione, aumentando di fatto la luminosità.
La struttura dei fascio nell’area di collisione ricorda il movimento di un granchio.

Fonte foto: CERN

#LESTELLEDALBORGO 2018- PROGRAMMA

Quest’anno il programma del festival di Tra Scienza e Coscienza, organizzato con la supervisione dell’Ente Mostra Dell’Artigianato Artistico Abruzzese, offre un programma ricco di incontri incredibili e appuntamenti per osservare il cielo, tramite la guida di astrofili esperti.

Per la prima volta, rispetto alle due precedenti edizioni, si è deciso di staccare i momenti degli incontri divulgativi da quelli puramente dedicati all’osservazione.

Nei prossimi giorni pubblicheremo la nostra locandina con un programma dettagliato che comprenderà tutti gli appuntamenti, molto particolari, scelti per le osservazioni.

Nel frattempo vi presentiamo i due superospiti che saranno con noi per incontri divulgativi e appassionanti.

6 AGOSTO, CINEMA GARDEN, GUARDIAGRELE- LUCA POZZI: The Messages of gravity

L’artista che da anni dialoga, in ogni modo, con la scienza e la divulgazione ci spiegherà molte cose sul suo processo creativo, ecco un piccolo assaggio di quello che Luca ci racconterà: “Lo spazio-tempo è un contenitore onnicomprensivo, dove tutto è accanto all’altro in senso olistico. C’è una strana sensazione di tempo circolare. Passato, presente e futuro sembrano indistinguibili. Una serie di corrispondenze cross-disciplinari converge in una rete di pura informazione oltre confini geografici, politici e linguistici. Emerge un crescente interesse verso gli aspetti meno intuitivi della realtà: gravità quantistica, teletrasporto, entanglement, viaggi nel tempo, cosmologia multi-messaggera. La ricerca specialistica svanisce lasciando il posto a un’inedita correlazione tra fisica teorica e sperimentale, informatica e storia dell’arte”.

Luca Pozzi ha realizzato moltissimi progetti innovativi a cavallo tra arte e scienza come il “The Dragon’s Egg” in esposizione all’Edicola Radetzky a Milano, vicino ai Navigli o il gigantesco progetto di “The Grandfather Platform”. Per conoscere al meglio Luca e venire preparati vi consigliamo di vedere bene il suo sito e immergervi nel suo mondo.

29 AGOSTO, CINEMA GARDEN, GUARDIAGRELE- MARCO PALLAVICINI: Il mondo invisibile. Neutrini, buchi neri e l’Universo oscuro.

Il professor Pallavicini, direttamente dall’Università di Genova e dall’INFN, è una delle massime istituzioni nel campo della fisica delle interazioni del nostro paese. Già nello staff di CUORE, BOREXINO e SOX, il professore terrà una conferenza sull’invisibile estremamente divulgativa. Noi siamo pronti a perderci nel confine tra visibile e invisibile.

Così ci ha presentato la sua idea: “Ci son più cose in cielo e in terra di quanto ne sogni la nostra filosofia. E’ senz’altro vero, e oggi sappiamo che ce ne sono molte che neppure si vedono. Il seminario racconta del mondo che non si vede, sia di quello che abbiamo finalmente visto usando gli occhi giusti (i neutrini, i buchi neri e le stelle di neutroni) sia di quello che per ora resta misterioso e invisibile e che per questo chiamiamo materia e energia oscura”

A breve sarà online la nostra locandina con orari dettagliati e lista delle osservazioni, come sempre guidate con sapienza dal team di Clodoveo Masciarelli e Giovanni De Sanctis.

NON è VITA, MA CI SIAMO MOLTO VICINI: MOLECOLE ORGANICHE TROVATE SU MARTE

Appena poco sotto la superficie di Marte è stata fatta, dal Rover Curiosity della Nasa, una scoperta sensazionale: sono state trovate, in alcune rocce antiche, delle tracce di molecole organiche.
Le molecole rintracciate includono tiofeni ricchi di zolfo e idrocarburi, come benzene e propano.

La scoperta non ancora ci porta ad un’immediata dimostrazione dell’esistenza passata della vita sul pianeta rosso, ma fornisce una testimonianza importante del passato di Marte. Insomma non è vita eppure stiamo andando, a grandi passi, in quella direzione.

La scoperta è stata riportata, tramite un team di scienziati internazionali, sulla rivista Science.
Lo strumento chiave per decodificare tutti questi dati e stato SAM, Sample Analysis at Mars che ha analizzato i campioni raccolti intorno al cratere Gale.
Il trapano, che ha perforato la superficie del campione di 3,5 miliardi di anni fa, ha perforato solo 5 cm sotto la superficie, questo indica che probabilmente scavando più nel profondo, grazie a delle successive, si riusciranno ad avere ancora più dati.

Alcuni sicuramente ricordano come nel ‘96 una enorme attenzione si generò per quelle che si pensavano fossero tracce di vita su Marte, rinvenute su un meteorite ritrovato sulla Terra.

La scoperta del ‘96 non è mai stata verificata e anzi ci ha insegnato quanto è difficile testare l’effettiva esistenza della vita sul pianeta rosso e in generale nell’universo.

I composti rinvenuti su Marte, possono essere stati prodotti dalla vita dato che, indicatori del genere, indicano solitamente una fonte di cibo per gli organismi.

Il cratere in cui si è concentrata l’attività di ricerca, è stato oggetto di indagine dal 2005 e allora gli scienziati infatti avevano spiegato che il Gale Crater era un luogo in cui, un tempo, scorreva acqua liquida in gran quantità.

Il materiale trovato è simile al kerogene terrestre, ma questo non implica una diretta connessione con la vita.

Ad accendere ancora di più la curiosità degli scienziati è sicuramente l’abbondanza di metano nell’atmosfera, i principali produttori di questo gas sul nostro pianeta sono ad esempio i batteri nell’intestino dei bovini e altre forme di vita.

Noi sappiamo che c’è ancora molto da scoprire e una serie di missioni pianificate per i prossimi decenni aiuteranno a trovare finalmente la quadratura del cerchio di tutta questa serie di informazioni, che mano a mano otteniamo ma che purtroppo rimangono ancora difficili da connettere tra loro. Chissà, in futuro, unendo i punti, cosa verrà fuori. Vita?

CHEMMAPS- IL GOOGLE MAPS DEGLI ELEMENTI CHIMICI

ChemMaps è una rappresentazione creata dai ricercatori della North Carolina State University, utile a identificare oltre 8.000 farmaci e 47.000 composti ambientali in 3-D e direttamente sul tuo PC.

ChemMaps si offre come un novello Google Maps dei farmaci e dei composti, chiunque infatti tramite un semplice tablet può navigare in questo spazio chimico. L’interfaccia è estremamente semplice e utile per tutti quelli che vogliono immergersi nel mondo dei farmaci.

Le sostanze sono visualizzate come delle stelle e una volta cliccata ogni caratteristica della sostanza viene fuori: nome, struttura chimica, indicazione medica, identificatori esterni e altre proprietà chimiche fisiche.

Attualmente, ci sono due mappe principali disponibili. Il DrugMap comprende circa 8.000 farmaci (commercializzati, in sviluppo e ritirati) ed è stato preparato dal database DrugBank. La mappa ambientale, o EnvMap, comprende oltre 47.000 composti (come i pesticidi) di rilevanza per l’Istituto nazionale di studi sulla salute ambientale (NIEHS) e l’Agenzia di protezione ambientale degli Stati Uniti (EPA).

I ricercatori vogliono integrare sempre più novità, compresa la possibilità di progettare  insiemi di prodotti chimici su ChemMaps. La possibilità di rendere ancora più interattive le mappe affascina i ricercatori, rendere il sito compatabile con la VR sarà una vera sfida.

 

 

IL COLORI DELL’UNIVERSO, IL NUOVO NUMERO DI COELUM

L’Universo attraverso un prisma

Abbiamo ripetuto più volte in queste pagine come l’universo sia un luogo colmo di meraviglie al limite del concepibile ma, e questo forse è l’aspetto più affascinante e intrigante, ciò che possiamo vedere e conoscere di esso è in continua evoluzione. E non solo perché è l’universo stesso a essere in evoluzione, ma soprattutto perché i mezzi a nostra disposizione per indagare nelle profondità del cosmo si fanno via via più raffinati e ci consentono quindi di di osservarlo sempre con una prospettiva ogni volta diversa.

A volte non si tratta solo di tecnologia ma di modalità: è possibile infatti studiare l’universo con diversi strumenti e diverse metodologie, alcune delle quali risultano forse meno note. In questo numero parliamo di spettroscopia, una tecnica che ha cambiato totalmente il modo di fare astronomia. Approfittando del bicentenario, che cade proprio questo mese, della nascita di una importante figura per la scienza astronomica: l’astronomo italiano, padre gesuita e pioniere dell’astrofisica Angelo Secchi. Nel suo articolo, Rodolfo Calanca traccia un profilo completo di padre Secchi e riepiloga tutte le maggiori scoperte e ricerche compiute dall’astronomo anche grazie anche all’allora nuova tecnica della spettroscopia.

Con Fulvio Mete scopriremo però che l’analisi spettroscopica è qualcosa sì di molto complesso ma alla portata dell’astrofilo: dopo l’articolo sulla spettroscopia amatoriale applicata al Sole del numero scorso, inizia in questo numero una guida (che proporremo in più puntate) su tutto ciò che c’è da sapere sulla spettroscopia e su come utilizzarla, anche a livello amatoriale, per scrutare il cosmo e ottenere risultati che nulla hanno da invidiare a quelli professionali, e anzi, possono esserne prezioso complemento.

Non finisce qui, non perdete gli appuntamenti con Saturno e con l’Asteroid Day 2018, le nostre rubriche dedicate all’attualità, all’osservazione del cielo e all’astrofotografia.

Buona lettura

Articoli in Copertina Coelum Astronomia n. 223 di giugno 2018

(clicca qui per il sommario completo)

  • SPETTROSCOPIA l’Universo attraverso un prisma…
  • Angelo Secchi: il padre della spettroscopia astronomica.
  • Introduzione alla spettroscopia e alla spettroscopia amatoriale. Prima parte.
  • Asteroid Day 2018. Il contributo degli astrofili
  • CASSINI. Gli anelli e le lune di Saturno, tra montagne, tempeste, ombre e viste dal finestrino.
  • MISSIONE GAIA. Storia e Gloria della seconda release del catalogo ESA.
  • Novità dal Mercato Tutte le ultime novità dal NEAF 2018
  • CATCH THE IRIDIUM Chiamata alle armi per tutti gli astrofotografi, un progetto collettivo per la ripresa di iridium flare… prima che spariscano!
  • SATURNO in opposizione. Tutti i dettagli per l’osservazione e la ripresa
  • ASTROFOTOGRAFIA: Fotografiamo la Stazione Spaziale
  • Tutti gli appuntamenti con il CIELO di GIUGNO!
  • PHOTOCOELUM Sempre più pagine dedicate alle vostre immagini!
  • LA LUNA di giugno. Guida all’osservazione della
  • costellazione corvo

Coelum Astronomia è gratuito per la lettura digitale su PC, tablet e smartphone ed è disponibile anche per il download in PDF. Leggilo online gratis: https://goo.gl/XbeZhg

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LA LUNA E 200.000 STELLE PER TESS

Lanciato dalla stazione di Air Force di Cape Canaveral in Florida il 18 aprile, TESS è il prossimo passo della NASA alla ricerca di pianeti al di fuori del nostro Sistema Solare.

Il 17 maggio ha effettuato con successo un sorvolo della Luna, che gli ha fornito un assist gravitazionale per avviarsi verso l’ingresso nella sua orbita operativa finale. La sonda è passata a soli 8 mila chilometri dal nostro satellite, e il 30 maggio attiverà i suoi propulsori per l’ultima correzione che la porterà in un’orbita altamente ellittica attorno al sistema Terra-Luna. Da lì, punto di vista unico e privilegiato, avrà a disposizione un campo superiore a quello del suo predecessore Kepler, che le permetterà di monitorare senza interruzione sempre nuove strisce di cielo.

 

Il team scientifico ha infatti scattato un’immagine di prova, con una esposizione di due secondi, utilizzando una delle quattro camere a bordo. Quello che ne è uscito è questa straordinaria immagine di più di 200 mila stelle! Centrata nella costellazione del Centauro, nell’angolo in alto a destra vediamo il bordo della Nebulosa Sacco di Carbone (Coalsack), una nebulosa oscura del cielo australe, che si mostra come una grande toppa scura sulla brillante Via Lattea, mentre nel bordo inferiore, a sinistra, vediamo la brillante Beta Centauri. TESS con le sue quattro camere tutte operative, potrà coprire un’area 400 volte più grande di quella visibile in questa ripresa… e altrettante stelle.

La missione, infatti, osserverà quasi tutto il cielo per monitorare le stelle più vicine e luminose in cerca di transiti – cadute periodiche nella  curva di luminosità di una stella causate da un pianeta che le passa davanti. Ci si aspetta che TESS riesca in questo modo a trovare migliaia di candidati esopianeti tra i quali selezionare i più promettenti che, il prossimo James Webb Space Telescope della NASA, in programma per il lancio nel 2020, potrà seguire e analizzare consentendo agli scienziati di studiare le loro atmosfere.

Si prevede che la sonda inizi la sua prima missione scientifica, della durata di due anni, attorno alla metà di giugno, dopo aver raggiunto l’orbita finale e aver calibrato la sua strumentazione. E i test sullla sua strumentazione sono già iniziati!

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