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tra Scienza & Coscienza

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

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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

 

METANO, PARADOSSI E ESOPIANETI: UN MODELLO PER SPIEGARE L’ORIGINE DELLA VITA

Lontano, lontano nel tempo e nello spazio un pianeta extrasolare sta orbitando intorno alla sua stella madre, forse più fredda del Sole, ma se vi aspettate un clima freddo e desolato sul pianeta probabilmente non conoscete il paradosso del Sole giovane debole e le sue implicazioni, che sono state studiate da un articolo pubblicato su Nature Geoscience da un gruppo di scienziati del Georgia Institute of Technology.

 

Il modello combina molteplici processi microbici con attività vulcaniche, oceaniche atmosferiche: tutto questo ci mostra uno dei modelli più completi e complessi sull’evoluzione di un pianeta.

Il Sole da giovane, secondo il modello, avrebbe prodotto un quarto in meno di luce e calore, ma la Terra è rimasta comunque temperata grazie all’azione del metano.

Noi abbiamo parlato con Ozaki Kazumi della School of Earth and Atmospheric Sciences del Georgia Institute of Technology, che ci ha spiegato la funzione del metano: “il CH4 è un forte gas serra. È creato come sottoprodotto metabolico dai metanogeni negli ambienti anossici. In questo studio abbiamo identificato un nuovo meccanismo, che amplifica il ciclo biogenico di CH4 nelle condizioni dell’archeano (secondo eone del tempo geologico nel precambriano). Nello specifico, molteplici forme di organismi fotosintetici che lavorano insieme nello stesso ecosistema amplificano l’effetto della biosfera sulla chimica atmosferica e sul clima. Il ciclo accelerato del metano aiuta a spiegare il “paradosso”. I nostri risultati indicano quindi che l’evoluzione di diverse forme di vita fotosintetica sono state un fattore critico nel mantenere la giovane Terra abitabile”.

La Terra ha ecosistemi principalmente guidati da fotosintesi: la ricerca mostra come pianeti simili al nostro potrebbero in un certo senso pullulare di vita non rispondendo al meccanismo di fotosintesi principale della nostra biosfera.

“La biosfera anossica arcaiana potrebbe essere un analogo estremamente utile per capire le biosfere primitive di altri pianeti simili alla Terra- il professore ha precisato come questo è – un collegamento che non è stato ancora esplicitato”.

I risultati implicano anche una serie intrigante di domande sul clima, ad oggi inesplorate, che aprono prospettive completamente nuove per il lavoro futuro, volto a comprendere meglio l’evoluzione del sistema climatico precoce della Terra e l’evoluzione del pianeta abitabile in senso più ampio.

Per capire al meglio il paradosso al centro di questa ricerca abbiamo chiesto a Kazumi il ruolo di questa ipotesi sul loro lavoro: “Durante l’eone archeano il Sole era più debole di un 20-25%: se presumiamo che l’effetto serra della Terra e l’albedo fossero simili al valore di oggi, la temperatura superficiale media dovrebbe essere stata inferiore al punto di congelamento dell’acqua”.

Il paradosso messo in luce da Carl Sagan e George Mullen nel 1972 e la sua risoluzione ha importanti implicazioni per capire l’evoluzione climatica della Terra (e pianeti simili). Finora sono stati proposti diversi processi per risolvere il FYSP e le soluzioni più comuni, come ha spiegato lo scienziato: “invocano alte concentrazioni di gas serra (ad es. CO2, CH4, NH3, C2H6, N2O, COS). L’abbondanza di questi gas nell’atmosfera è controllata anche da una serie di processi, che includono reazioni fotochimiche, processi metabolici e processi geologici: non è chiaro se questi gas siano stati presenti in abbondanza in modo da risolvere il paradosso”.

Tre miliardi di anni fa la fotosintesi che studiamo e osserviamo oggi potrebbe essere stata molto diversa, inoltre la situazione vulcanica e geologica del pianeta può aver contribuito a tenere al caldo la superficie della Terra, lontana dall’ancora freddo e poco luminoso sole.

E in un bel giorno, caldo e umido, lontano nel tempo, la vita.

 

Gianluigi Marsibilio

Crediti: Eso

OUMUAMUA, LA FAVOLA DELL’ASTEROIDE VENUTO DA LONTANO

Abbiamo un nuovo messaggero interstellare entrato nel nostro sistema solare. Non stiamo parlando di extraterrestri ma di Oumuamua,  l’asteroide interstellare che ha attraversato in modo repentino e romantico il nostro quartiere cosmico per poi sparire senza lasciare alcuna scia o traccia.
Il 19 ottobre 2017, tramite il Pan-STARRS 1, un sistema di telescopi automatizzati che ha sede nelle Hawaii, il corpo è saltato agli occhi della comunità di scienziati che si è subito focalizzata su di esso con altri telescopi come il VLT dell’ESO, in particolare con l’aiuto dello strumento FORS che ha misurato la velocità, l’orbita, la luminosità e il colore dell’asteroide venuto da lontano, rilevando qualcosa di molto interessante: nel giro di poche ore il corpo, molto lungo e dalle fattezze simili ad un sigaro spaziale, è stato capace di variare completamente la sua luminosità, il cambiamento è probabilmente dovuto dalla rotazione dell’asteroide, completamente avvenuta dopo 7,3 ore.
Le prime rilevazioni hanno mostrato la sua natura rocciosa, con un alto contenuto di metalli e mancante di acqua, inoltre sappiamo che sulla sua superficie le radiazioni hanno ormai fatto terra bruciata lasciando solo un pallido rosso e il buio totale.

Al primo impatto i ricercatori hanno pensato ad una cometa arrivata nel nostro sistema solare ma attraverso l’imaging è stato possibile notare come il passaggio vicino al sole non aveva mostrato nessuno sbuffo di polvere o particelle che solitamente vediamo che nella formazione delle code, nel caso delle comete.
Altro elemento quasi certo è che sulla sua superficie sicuramente non mancano un sacco di composti chimici organici che sono alla base della fucina chimica dell’universo.

La ricerca, pubblicata su Nature da un team internazionali di ricercatori che vede molti italiani (targati INAF) presenti, ha analizzato l’oggetto mostrando anche la sua alta eccentricità e stimandone la lunghezza intorno ai 400 metri.

La parola Oumuamua viene dall’hawaiano e attribuisce all’asteroide il significato di essere un messaggero arrivato da un lontano passato, l’idea legata a questo asteroide è come vedete molto profonda e romantica e lega il nostro sistema solare al resto del cosmo.

Lentamente l’oggetto è sparito dai nostri”  radar” ma sicuramente potremmo avere, grazie ai nuovi strumenti che hanno scoperto Oumuamua,  dati dagli oggetti che arrivano dall’esterno del sistema solare.

Ad oggi tra i circa 750.000 asteroidi e comete presenti nei dintorni, non era mai stata attribuita a nessuno degli oggetti, la provenienza da un altro quartiere cosmico al di fuori del sistema solare, con Oumuamua stabiliamo una prima volta storica, che è allo stesso tempo una lezione di astronomia e archeologia stellare.

 

Gianluigi Marsibilio

Crediti foto: ESO/M. Kornmesser

LA “COLORSFERA” DEL SOLE

Questa immagine colorata è uno “spettro flash della cromosfera” catturato durante l’eclissi solare totale che si è verificato negli Stati Uniti il ​​21 agosto di quest’anno, dal team della spedizione ESAche ha monitorato l’eclissi da Casper, nel Wyoming.

Durante un’eclissi, quando la Luna oscura temporaneamente la luce travolgente della fotosfera del Sole, gli astronomi possono effettuare misure non possibili in condizioni normali. Tra queste l’analisi della tonalità di rosso, normalmente invisibile, della cromosfera, lo strato dell’atmosfera solare direttamente sopra la superficie turbolenta della fotosfera.

Un’immagine di questo tipo può essere ottenuta solo dall’ultima e dalla prima luce del lembo solare, subito prima e subito dopo la fase totale dell’eclissi rispettivamente, quando è possibile riprendere questo tipo spettro chiamato “flash” proprio perché le misurazioni devono essere completate in pochissimi secondi. È così che l’emissione di luce che arriva dalla cromosfera del Sole può essere suddivisa in uno spettro di colori, che mostrano l’impronta digitale di diversi elementi chimici. L’emissione più intensa è dovuta all’idrogeno, così come l’emissione rossa in H alpha che vediamo all’estremo destro.

Nel mezzo, il giallo brillante corrisponde all’elio, un elemento scoperto proprio in occasione di uno spettro di questo tipo raccolto durante l’eclisse totale del 18 agosto 1868, anche se in quel momento ancora non si sapeva di cosa si trattasse. Solo tre decenni dopo, l’elio verrà scoperto sulla Terra e quello spettro associato ad esso, si scoprirà poi trattarsi del secondo più abbondante elemento nell’intero Universo, dopo l’idrogeno!

L’immagine è stata ripresa dal team del Cesar science educational project (European Space Astronomy Centre vicino a Madrid, Spagna). Altre immagini raccolte durante l’eclissi sono visibili sul sito del progetto Cesar eclipse.

 

Redazione Coelum

Foto: ESA/M. Castillo-Fraile

ERUZIONE SOLARE BLOCCATA GRAZIE AL CAMPO MAGNETICO

Nel nostro ultimo articolo avevamo parlato di meteorologia,  bisogna sapere che un team di scienziati controlla anche il “tempo” che c’è sul Sole, o meglio controlla l’attività fisica e chimica della nostra stella per verificare fenomeni come eruzioni solari, filamenti e altro.

Nel settembre 2014, come mette in luce una ricerca sul The Astrophysical Journal, quello che sembrava l’inizio di una lunga eruzione solare, si è trasformato in un filamento collassato e abbattuto dalle incredibili forze magnetiche del nostro sole.

 

È stato possibile osservare questo grazie agli incredibili strumenti puntati H24 sul Sole, l’evento ha segnato una prima volta storica di monitoraggio di un’eruzione solare conclusasi a causa di un evento di natura magnetica.

Solitamente gli scienziati che osservano la nostra stella, controllano alcuni parametri come: il magnetismo della superficie solare, eventi esplosivi, il trasferimento di radiazione polarizzata nell’atmosfera solare e nella corona.

I tre osservatori fondamentali per lo studio sono stati: il NASA Solar Dynamics Observatory, l’Interface Region Imaging Spectrograph della NASA e Hinode (JAXA/NASA).

La spiegazione e la natura del fenomeno dipendono dalle forze magnetiche che controllano il Sole, il filamento ha incontrato infatti un confine che ha impedito di rendere la struttura instabile per formare una vera eruzione.

Proprio come gli scienziati che fanno uso di dati topografici per studiare la Terra, i fisici solari tracciano le caratteristiche magnetiche del Sole, o la topologia, per capire come queste forze guidano l’attività solare.

La struttura del filamento è stata elaborata grazie ad un modello che ha indicato la complessa natura dell’evento (la forma presa dalla struttura era simile a quella di un igloo), il confine magnetico è chiamato scientificamente: “Hyperbolic Flux Tube”.

Ora c’è da capire tutto il meccanismo magnetico che impedisce effettivamente di stoppare una possibile eruzione solare, l’osservazione fatta rimane importantissima e segna una nuova tappa nello studio del Sole.

 

 

 

 

COSA STUDIA LA BIOMETEOROLOGIA?

Oggi parte una nuova serie di articoli che rispondono ad alcune domande sul clima, ogni contenuto è realizzato grazie alla competenza di Marco Morabito, ricercatore di III livello presso il CNR e membro dell’IBIMET: Istituto di Biometeorologia del Consiglio Nazionale delle Ricerche. In questo primo appuntamento lo scienziato spiega a tutti cos’è la biometeorologia, nel corso delle prossime settimane si parlerà di ondate di calore, cambiamento climatico e tanto altro.



Cosa studia esattamente la biometeorologia?

L’organizzazione internazionale che si occupa di biometeorologia, la International Society of Biometeorolgy (http://www.biometeorology.org/index.cfm), la definisce come una scienza interdisciplinare che studia le interazioni tra processi atmosferici e organismi viventi – piante, animali e esseri umani. In modo molto schematico, quindi, è possibile distinguere tre branche fondamentali:

  1. biometeorologia vegetale, studia le interazioni tra processi atmosferici e le piante in generale, colture agrarie e foreste;
  2. biometeorologia animale, studia le interazioni tra processi atmosferici e il comportamento, la salute e il benessere degli animali, sia domestici, selvatici, animali da laboratorio e altri vertebrati o invertebrati del regno animale;
  3. biometeorologia umana, studia l’impatto derivante dalle interazioni tra processi atmosferici e meteo-climatici in particolare sugli esseri umani, mediante indagini epidemiologiche, valutazione del comfort termico, e includendo anche le relazioni tra clima e malattie trasmesse da vettori.

Tra gli argomenti di cui si occupa la biometeorologia, molto spazio è anche dedicato allo studio dei rapporti tra fattori climatici e manifestazioni stagionali di alcune fasi della vita vegetale e animale, nonché studi sulla valutazione del livello di tolleranza degli organismi viventi a condizioni ambientali e in particolare meteo-climatiche estreme.

Questi sono solo alcuni esempi dei campi di applicazione della biometeorologia dai quali emerge la caratteristica fondamentale, ossia quella di essere una scienza interdisciplinare in cui sono richieste competenze in vari ambiti scientifici, come la meteorologia, la climatologia, la fisica, la medicina, la biologia, l’ecologia e altre tematiche chiamate in causa a seconda della tipologia degli studi affrontati.

Il biometeorologo, quindi, è una persona specializzata soprattutto nei settori della meteorologia e della climatologia applicata agli organismi viventi con conoscenze generali sugli ecosistemi agricoli, naturali e antropizzati, e che, a seconda delle ricerche in corso, viene affiancata da esperti con competenze specifiche in altri settori scientifici.

Marco Morabito

 

 

GUIDA ILLUSTRATA ALL’ECLISSE SOLARE TOTALE

La natura riesce perfettamente a impressionare tutti quanti e nelle forme più varie. Il 21 agosto, negli Stati Uniti, ci sarà la possibilità di assistere ad un’eclissi solare totale, uno degli eventi più strabilianti per scienziati e spettatori di ogni età, genere e professione. Ora che però tutti ne stanno parlando cosa significa un evento così? Oggi vi spieghiamo tutto il fenomeno, tra i più belli e rari da osservare dal nostro pianeta, con le infografiche del World Science Festival.

 

 

 

 

Fonte infografiche: World Science Festival

#LIBRODELLASETTIMANA – UN MONDO DI MONDI. ALLA RICERCA DELLA VITA INTELLIGENTE NELL’UNIVERSO

Il palcoscenico del cosmo viene analizzato in tutta la sua immensità in Un mondo di mondi. Alla ricerca della vita intelligente nell’Universo. Il libro dalla prospettiva, fortemente storica e filosofica, è una vera perla nel panorama delle nuove uscite divulgative; i due autori Giulio Giorello, docente di Filosofia della scienza all’Università degli Studi di Milano e Elio Sindoni, professore di Fisica generale e collaboratore con la Princeton University offrono una panoramica dall’antica Grecia alle teorie della fisica contemporanea, analizzando le varie visioni storiche sull’esistenza di altri mondi e sulla loro possibile abitabilità, tutto questo viene fatto attraverso uno sguardo critico e diverso dei due validissimi autori.

Le citazioni riprese, da cui partono tutti i ragionamenti, sono magnifiche e adatte a darci un’idea sul tema. Il libro analizza tutte le varie prospettive con le quali si è osservato il cielo nel corso dei secoli. Il volume è ottimo per chi non ha mai avuto una vera infarinatura sui vari concetti che hanno portato alle attuali scoperte di esopianeti.

Viene analizzato il palcoscenico sulla quale ci siamo appena affacciati con il pensiero e con gli strumenti. Tutto comunque rimane ancora da scoprire, dal punto di vista filosofico e scientifico. Non resta allora che augurare a tutti una buona caccia in questo scenario cosmico dalle frontiere infinite.

Gianluigi

HUBBLE E VOYAGER UNISCONO LE FORZE

Mentre le Voyager proseguono il loro incredibile viaggio, iniziato quarant’anni fa, oltre il Sistema Solare, il telescopio spaziale Hubble mappa la strada che le sonde si troveranno davanti. La combinazione dei dati forniti dalle due missioni sta fornendo importanti indizi su come le nostre sonde viaggeranno attraverso lo spazio interstellare.

«Si tratta di una grande opportunità per confrontare i dati delle misure in situ delle Voyager con quelli di Hubble», ha detto Seth Redfield della Wesleyan University di Middletown (Connecticut), a capo della ricerca.
«Le Voyager stanno campionando piccole regioni dello spazio nel loro viaggio, ma non abbiamo idea se le caratteristiche di queste aree sono tipiche o rare. Hubble ci fornisce una visione d’insieme e contestualizza i dati delle Voyager». Con le osservazioni di Hubble si spera quindi di arrivare a caratterizzare le proprietà fisiche del mezzo interstellare locale.

Le due sonde veterane dello spazio stanno ora attraversando il bordo più esterno dell’eliosfera, al confine del dominio solare.
La Voyager 1 è in testa, per così dire, e ha iniziato ad assaggiare lo spazio interstellare, la regione tra le stelle piena di gas, polvere e materiale espulso durante gli eventi catastrofici. La navicella si trova a più di 20 miliardi di chilometri dalla Terra ed è di fatto l’oggetto più lontano costruito dall’uomo. Tra 40.000 anni circa, quando ormai non sarà più operativa, passerà a 1,6 anni luce della stella Gliese 445 nella costellazione Giraffa.

La gemella Voyager 2, invece, si trova a 17 miliardi di chilometri dalla Terra. Punta in direzione della stella Ross 248, nella costellazione di Andromeda, dalla quale passerà a 1,7 anni luce sempre tra 40.000 anni circa mentre tra 296.000 anni raggiungerà Sirio, la stella più brillante dei nostri cieli.

Ma intanto, per i prossimi 10 anni le sonde misureranno, lungo il loro percorso, il mezzo interstellare, i campi magnetici e i raggi cosmici, mentre Hubble completerà queste informazioni mappando la struttura interstellare dell’itinerario, analizzando con lo spettrografo di bordo come il mezzo interstellare assorbe la luce proveniente dalle stelle di sfondo.

Hubble ha scoperto che la Voyager 2 finirà fuori dalla nube interstellare che circonda il Sistema Solare in un paio di migliaia di anni. In base a questi dati, gli astronomi prevedono che il veicolo spaziale trascorrerà 90.000 anni in una seconda nuvola per passare poi in una terza. Le informazioni che la sonda potrebbe raccogliere sarebbero estremamente utili e rivelare variazioni negli elementi chimici e origini diverse.

Una prima analisi della composizione delle nubi, infatti, rivela lievi variazioni nella percentuale di elementi chimici presenti. «Queste variazioni potrebbero significare che le nubi interstellari si formano in modi diversi, o in aree diverse per poi riunirsi» ha detto Redfield.

Dai dati di Hubble i ricercatori ipotizzano che il Sole stia passando attraverso un agglomerato di materiale che potrebbe influenzare la sua eliosfera, quella grande “bolla” che contiene il nostro Sistema solare e che viene prodotta dal potente vento solare della nostra stella. Al confine dell’eliosfera, chiamato eliopausa, il vento solare continua a spingere verso l’esterno contro il mezzo interstellare.

Le osservazioni di Hubble e Voyager 1 si stanno spingendo oltre questo confine, dove è presumibile che l’ambiente interestellare sia influenzato dai venti provenienti da altre stelle:  «Sono davvero incuriosito dall’interazione tra le stelle e l’ambiente interstellare», confida Redfield, «questi tipi di interazioni si verificano intorno a gran parte delle stelle e si tratta di un processo dinamico». La nostra eliosfera infatti si comprime quando il Sole si muove attraverso una zona di mezzo interstellare più denso, e si espande quando invece si trova in una zona meno densa, variazioni dovute anche alla pressione del vento stellare esterno e alla composizione  del mezzo interstellare attorno alle altre stelle.

Elisabetta Bonora

Fonte: Coelum Astronomia

Crediti foto: NASA, ESA, e Z. Levay (STScI)

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