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La calamita piu’ potente e’ nella Via Lattea

16 Ago

In questi giorni di calura estiva, in cui la pletora di informazioni politiche ed economiche e’ ridotta all’osso, molti giornali si dedicano con lunghi articoli all’informazione scientifica. Questo non puo’ che essere un bene, anche se, molto spesso, la quantita’ di informazioni date viene allungata mettendo in mezzo un po’ di tutto e finendo per sparare qualche castroneria.

Fatto questo necessario preambolo, vi vorrei parlare di una notizia molto importante proprio di questi giorni. Come sicuramente avrete letto, un gruppo di scienziati, in larga parte composto da italiani e del nostro paese e’ anche il coordinatore, e’ riuscito per la prima volta a misurare il campo magnetico di una magnetar.

Di questa tipologia di stelle avevamo parlato in questo post:

Lampi radio dall’universo lontano

Come visto, il nome deriva dalla crasi delle parole magnetic star. Si tratta di uno stadio dell’evoluzione delle stelle, riservato a corpi con masse tra 10 e 25 volte quella del Sole, che possono trasformarsi in stelle di neutroni dotate di un notevole campo magnetico.

Quale scoperta sarebbe stata fatta?

Su alcuni giornali leggete che sono state scoperte per la prima volta le magnetar, oppure che si conoscevano in teoria ma non erano mai state viste, oppure che l’osservazione sarebbe un importante conferma piu’ precisa di qualcosa che si conosceva, ecc. Insomma, hanno scoperto o no qualcosa? Di cosa si tratterebbe?

Cerchiamo di fare un po’ di chiarezza.

Come visto nell’articolo gia’ citato, le magnetar sono state ossevate gia’ da diverso tempo nel nostro sistema solare. L’introduzione di questo particolare stadio di evoluzione stellare, risale addirittura al 1992. Fino ad oggi pero’, della caratteristica principale di queste stelle, cioe’ l’intenso campo magnetico, si avevano prove indirette osservando effetti intorno alle stelle. Attraverso la ricerca di cui stiamo parlando, e’ stato invece possibile misurare per la prima volta il campo magnetico generato, fino ad oggi solo ipotizzato. Come potete capire, si tratta di uno studio molto importante, tanto da essere pubblicato proprio in questi giorni sulla prestigiosa rivista Nature. Unica nota per i giornalisti, evitate di ridicolizzare con interventi inutili, non veri e fuorvianti una misura gia’ di per se estremamente importante nell’ambito dell’astrofisica.

Quanto e’ intenso il campo magnetico di una magnetar?

Come sicuramente avrete letto, si tratta del piu’ potente campo magnetico mai osservato prima, dell’ordine del milione di miliardi di Gauss. Ve bene, ma quanti sono un milione di miliardi di Gauss? Per capire questi numeri, e’ necessario avere un termine di confronto.

Pensate che il campo magnetico della nostra Terra e’ inferiore al Gauss. Il campo magnetico presente all’interno dell’esperimento ATLAS, il piu’ potente tra gli esperimenti del CERN, ha un’intensita’ di 20000 Gauss. Dati questi numeri, capite bene quanto immensamente piu’ alto sia il campo magnetico prodotto dalla magnetar.

Parlando invece di situzioni reali e conosciute da tutti, un campo magnetico di soli 10 Gauss a breve distanza e’ in grado di smagnetizzare qualsiasi supporto di archiviazione dei dati. Se andiamo a valori piu’ alti, il campo magnetico di una magnetar potrebbe essere letale a migliaia di kilometri di distanza. Un’intensita’ cosi’ alta, sarebbe infatti in grado di strappare letteralmente i tessuti del corpo umano, a causa delle proprieta’ magnetiche dell’acqua che li compone.

Come e’ stato misurato un campo cosi’ intenso?

Per prima cosa, la magnetar presa in esame e’ nota come SGR 0418+5729, distante da noi 6500 anni luce. Si tratta di una delle circa 20 magnetar identificate nella nostra Via Lattea. Per poter misurare il campo magnetico dela stella, ci si e’ basati sui dati raccolti durante il 2009 dal telescopio XMM-Newton dell’agenzia spaziale europea. I dati riguardavano l’emissione di raggi X dalla stella. La frequenza di queste particelle e’ infatti direttamente proporzionale all’intensita’ del campo magnetico che attraversano. In questo modo, si e’ potuti risalire ad una misura diretta del campo cercato.

Altra caratteristica importante che si e’ osservata e’ che l’intensita’ del campo sulla superficie della stella non e’ uniforme. Si sono infatti identificate zone con campi magnetici piu’ o meno intensi. Questa caratteristica era attesa e non fa che confermare i dati analizzati. Differenze superficiali sulla magnetar, potrebbero essere le cause delle emissioni cosmiche osservata in passato e del tutto simili a quelle del nostro Sole.

Concludendo, la ricerca pubblicata in questi giorni, riguarda la prima misura diretta del campo magnetico delle magnetar. lo studio di questi corpi celesti, ci potrebbe consentire di capire meglio l’origine e l’evoluzione del nostro universo. Si suppone infatti che possano esistere o siano esistite nell’universo magnetar con campo ancora piu’ intensi. Inoltre, si sospetta che proprio queste stelle siano responsabili delle violente esplosioni cosmiche, simili a quelle del nostro sole, che ogni tanto investono anche la Terra e possono, in taluni casi, portare disturbi alle telecomunicazioni.

 

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Cos’e’ una cometa?

4 Gen

Piu’ volte ci siamo trovati a parlare di comete. Molti spunti a questo discorso vengono ovviamente dai tanti eventi attesi per il 2013 e per il passaggio in particolare della cometa ISON:

Che la ISON abbia pieta’ di noi!

2013 o ancora piu’ oltre?

E se ci salvassimo?

Fino a questo punto, abbiamo parlato di traiettoria, di probabilita’ di impatto, di afelio, di perielio, di magnitudo, ecc. La domanda che pero’ molti si pongono e’ la seguente: “cos’e’ una cometa?”. Apparentemente questa domanda puo’ sembrare molto semplice. Fin da bambini ci hanno detto che le comete altro non sono che palle di neve sporca che passando in prossimita’ del Sole vengono in parte sciolte formando una lunga coda in cielo.

Diciamo che questa premessa potrebbe anche essere giusta, ma, dal momento che stiamo parlando molto dettagliatamente di comete, credo sia giunto il momento di provare a rispondere ad alcune domande molto importanti. Oltre a quella anticipata sulla natura delle comete, l’altro punto importante da sciogliere e’, ad esempio, “da dove provengono le comete?”.

Cerchiamo di andare con ordine su questi punti parlando di scienza, ma senza creare confusione con concetti troppo avanzati e non utili ad una comprensione di base.

Una cometa e’ composta da un nucleo centrale, detto appunto “nucleo cometario”, e, durante il suo moto, da una lunga coda. Per quanto riguarda il nucleo, questo e’ composto di roccia, polvere e gas congelati, tra cui acqua, metano e ammoniaca. Da questa informazione capite perche’ si parla di “palle di neve sporca” riferendosi ai nuclei cometari. Per quanto riguarda le dimensioni, si pensa che la maggior parte dei nuclei abbia diametri inferiori ai 20Km.

Un'immagine della cometa di Holmes

Un’immagine della cometa di Holmes

Per quanto riguarda la coda, come anticipato, il passaggio delle comete in prossimita’ del Sole fa sciogliere gli strati piu’ esterni del nucleo. Fate attenzione su questo punto, in generale si deve distinguere tra coda e chioma di una cometa. I gas evaporati per effetto del Sole, formano un alone intorno alla cometa detto appunto chioma. L’effetto esercitato invece dal vento solare sulla chioma della cometa forma appunto la lunga scia che chiamiamo “coda della cometa”.

Fin qui tutto bene. Facciamo pero’ un’osservazione importante che ci permette di andare al secondo punto della discussione. Abbiamo detto che le comete hanno un nucleo composto da qualcosa di ghiacciato. Come e’ possibile questo? Parliamo anche di vapore acqueo, da dove proviene?

La risposta a queste domande ci permette di fare un’importante considerazione sia sull’origine che sulla provenienza delle comete.

Ad oggi, si pensa che la maggior parte delle comete provenga da quella regione del Sistema Solare detta “Nube di Oort”. Questa zona sarebbe ricca di nuclei cometari che, come discuteremo in seguito, vengono a volte strappati e messi in orbita nel sistema solare rendendo le comete visibili anche dalla Terra.

Dunque? Cos’e’ questa nube di Oort e perche’ si comporta come un surgelatore di nuclei cometari?

oort

Questa regione venne ipotizzata per la prima volta proprio dal fisico olandese Oort il quale fece un’analisi statistica delle orbite delle comete conosciute, cercando di individuare la regione di massimo allontanamento dal Sole. Da questi calcoli ricavo’ una probabile fascia compresa tra 0.3 e 1.5 anni luce di distanza dal Sole, dunque molto periferica nel nostro sistema solare e ben oltre l’orbita di Plutone.

Secondo le ipotesi, la nube di Oort sarebbe quindi composta da una miriade di nuclei cometari quasi fermi.

Perche’ esiste una regione di questo tipo?

In questo caso entriamo nel campo delle ipotesi. Secondo la teoria piu’ accreditata, la nube di Oort sarebbe un residuo della formazione del nostro sistema solare. Mi spiego meglio. Il nostro sistema solare si e’ formato circa 5 miliardi di anni fa a causa di un addensamento di polveri stellari e gas. Il collasso di questa nuvola ha creato il Sole ed i pianeti rocciosi interni, mentre il materiale piu’ lontano, non addensato completamente, ha formato i pianeti gassosi piu’ grandi e periferici. Andando ancora piu’ verso l’esterno, le forze in gioco non erano sufficienti ad addensare gas per cui questi residui sono rimasti nella parte periferica formando appunto la nube di Oort. Le basse temperature hanno contributo a creare piccoli nuclei di addensamento che sarebbero appunto le comete che popolano la regione.

Questa teoria spiegherebbe sia la nascita della regione particolare sia la presenza di nuclei cometari ghiacciati. Vi ripeto che siamo nel campo delle ipotesi. Purtroppo, anche l’esistenza della nube di Oort stessa e’ un’ipotesi. L’enorme distanza dal Sole e la presenza di relativamente piccoli oggetti orbitanti, rende questa regione invisibile anche ai nostri modermi telescopi.

A questo punto, resta da chiarire perche’, a volte, qualche nucleo si stacca entrando in orbita e formando le comete cosi’ come le vediamo da Terra.

Come detto molte volte, cio’ che e’ responsabile del moto dei corpi nel nostro sistema solare, e’ la forza di gravita’. Il moto dei pianeti intorno al Sole puo’ essere sufficiente a modificare l’equilibrio dei nuclei nella nube, trainandoli nella parte interna del sistema solare. Questo spostamento dal punto di equilibrio, mette gli oggetti in moto su orbite che, in base ai parametri meccanici, possono assumere forme diverse, divenendo orbite chiuse, e quindi generando oggetti periodici nel loro passaggio, oppure orbite aperte, creando corpi che passeranno una sola volta.

Abbiamo gia’ parlato di questi effetti analizzando, ad esempio, alcune delle ipotesi circa l’esistenza di Nibiru. Anche in questo caso, la presenza di un corpo anomalo all’interno del sistema solare, provocherebbe degli squilibri alla nube di Oort spingendo una quantita’ maggiore di nuclei all’interno. Per chi lo avesse perso, potete trovare questa discussione in questo post:

Nibiru: la prova del trattore gravitazionale

A questo punto, resta da fare solo un’altra breve considerazione sulle comete. Come detto, la nube di Oort si troverebbe ad una distanza molto grande dal Sole e dai pianeti interni. A causa di questo, si pensa infatti che la teoria dell’esistenza di questa regione potrebbe spiegare solo l’origine delle comete a lungo raggio, cioe’ con orbite molto lunghe. Per spiegare invece le molte comete a breve periodo che si osservano anche dalla Terra, viene ipotizzata una seconda regione, questa volta piu’ interna al sistema solare, e nota come fascia di Kuiper. Per quanto riguarda l’origine, tutte e due le regioni sarebbero un ricordo della formazione del sistema solare.

Come potete vedere anche dall’immagine riportata in precedenza, la fascia di Kuiper si trova oltre l’orbita di Nettuno. Questa zona non solo e’ stata osservata direttamente, ma sono stati scoperti anche diversi corpi orbitanti in questa zona e che rientrano nella categoria dei planetoidi. Vista la minore distanza rispetto alla nube di Oort, si e’ ipotizzato invece che le comete a corto raggio provengano proprio da questa regione piu’ vicina e che vengano spinte all’interno del sistema solare sempre per lo stesso squilibrio gravitazionale dovuto al moto dei pianeti interni.

Detto questo, spero di essere riuscito a farvi comprendere in modo semplice la nascita delle comete. Solo per curiosita’, vi dico che le stime scientifiche prevedono un numero di nuclei cometari nella nube di Oort dell’ordine delle centinaia di miliardi. Questo ci fa capire la grandezza del serbatoio a disposizione.

Per quanto riguarda invece la morte di una cometa, in questo caso il discorso e’ molto piu’ semplice. Nel caso di comete periodiche, i ripetuti passaggi al perielio possono esaurire la cometa che andrebbe dunque a perdere la sua coda. Per le comete con nucleo piu’ denso, abbiamo dunque la formazione di un asteroide, per quelle con nuclei piu’ fragili o che subiscono stress meccanici dovuti all’interazione gravitazionale, il nucleo si puo’ vaporizzare facendo completamente scomparire la cometa.

Questi semplici concetti dovrebbero essere sufficienti per farci capire non solo cos’e’ una cometa, ma anche la sua origine e la sua morte all’interno del sistema Solare.

 

 

 

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