Blog di Marco Castellani

Categoria: galassie Page 1 of 8

Questa non è una galassia

Qui, tanto per mostrare che siamo gente di cultura, si potrebbe scomodare il celebre verso di Montale, Codesto solo possiamo dirti / ciò che non siamo, ciò che non vogliamo, della poesia Non chiederci la parola scritta nel 1923. Tra l’altro, periodo di furibonde scoperte riguardo la natura del cosmo, a pochissimi anni dal Grande Dibattito e appena un anno prima che Edwin Hubble determinasse con chiarezza l’esistenza di altre galassie.

Tutto veniva investito da questa estesa rivoluzione cosmica, per la quale ben presto il vecchio modo di vedere l’universo sarebbe stato spazzato via. Ma le rivoluzioni si muovono affiancate, il modo di pensare il cosmo è in corrispondenza stretta al modo di pensare noi stessi. Così che un certo disorientamento diventa comprensibile. Non che Eugenio Montale si occupasse di astronomia (almeno non credo): è qualcosa di diverso, di più sottile. Riguarda l’aria che si respira in una certa epoca, il clima culturale e direi quasi l’assetto esistenziale: territori nei quali l’impresa scientifica entra molto più di quanto forse saremmo disposti a credere.

A questo pensavo rimirando la intrigante composizione grafica di APOD di qualche giorno fa, servita in salsa insolitamente enigmistica, la quale sfida a rintracciare, su un campione di 225 immagini, quell’unica che è reale (tutte le altre sono artefatti generati al computer, che simulano immagini astronomiche). Se ingrandite l’immagine (magari non da telefonino, sarebbe un compito assai penoso) potete cimentarvi anche voi, magari scrivendo nei commenti quanto per voi la sfida è stata difficile. Non per bullarmi, ma io ci ho messo abbastanza poco a capire qual’è l’unica immagine vera. Ha delle caratteristiche piuttosto uniche, per cui è veramente difficile pensare che sia una simulazione. E poi è così ben conosciuta! Ma non dico altro anzi… ho già detto troppo. Eccovi comunque il campionario di immagini: come dicevo, tutte false tranne una.

Un interessante “trova l’intruso”, l’unico vero in un mondo finto…
Crediti: M. J. Smith et al. (U. Hertfordshire)

L’avete trovata? Sì, era proprio quella, ottimo.

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La ricerca tramite le galassie storte

A volte sono le cose storte che ci sono più utili. Succede nella vita quotidiana, lo sappiamo bene. Qualche accadimento che nell’istante rubrichiamo come contrattempo, come fastidio, poi ci porta a pensare o scoprire delle zone di realtà, dei risvolti di pensieri e sensazioni, che altrimenti avremmo perso. Ci aiuta un poco ad uscire dai binari soliti entro cui ci ostiniamo a correre. Anche in modo sgradito, certo: ma poi ci regala qualcosa.

Pure per la scienza è così. E non potrebbe essere altrimenti, essendo la scienza una cosa parecchio umana. In astronomia, per esempio, si fa ottima scienza con le galassie storte. Come questa qui sotto.

Si fa buona ricerca (anche) con le galassie storte…
Crediti immagine: ESA/Hubble & NASA

In questa immagine, una galassia molto lontana appare ingrandita e distorta per l’effetto dello spazio modificato dalla gravità. Sappiamo infatti da Einstein in poi, che lo spazio non è piatto come tendiamo a pensare normalmente, ma si incurva: in modo particolare intorno a delle grandi masse. La luce accarezza poi le curve dello spazio (non può fare altro) e dunque l’effetto è un po’ come se ci fosse una lente che distorce l’immagine. Una lente gravitazionale, infatti. Questa è una delle più belle che si siano mai trovate: la galassia distorta avvolge quella al centro della foto circondandola nella metà sinistra. Ma appunto è una distorsione apparente dovuta alla geometria dello spazio.

Analizzando questa immagine, gli astronomi hanno assegnato una distanza alla galassia distorta, pari a 9,4 miliardi di anni luce. Il che la posizione proprio all’epoca di punta della formazione delle strutture stellare nel quadro dell’evoluzione cosmica. In un universo ancora molto giovane, decisamente molto esuberante.

Quello che vediamo si chiama anche anello di Einstein, invero uno dei più larghi e quasi completi, che si sia mai visto. Una stortura spettacolare, possiamo ben dirlo.

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Tra distruzione e costruzione

Questa volta Hubble ci porta ad ammirare una massa di gas dall’aspetto violento e caotico, residuo di una esplosione a supernova. Chiamato N 63A, l’oggetto costituisce i resti di una stella di grande massa, che ha appena terminato la sua traiettoria di vita riversando i suoi strati gassosi in una regione, peraltro, già turbolenta di suo.

Il resto di supernova N 63A. Crediti: NASA/ESA/HEIC and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Il resto di supernova è parte di una regione di formazione stellare nella Grande Nube di Magellano, una galassia irregolare lontana circa 160.000 anni luce dalla Via Lattea.

Non è chiarissimo per gli astronomi, il ruolo delle esplosioni di supernova rispetto alla formazione stellare. A lungo si è pensato che i resti di supernova scatenino episodi di nuova formazione, quando i loro strati in espansione incontrano e compattano il gas intorno a loro. L’ipotesi è suggestiva: come un ciclo, un passaggio di testimone, dalla morte (di una stella) alla vita (di molte altre). Per ora, però, N 63A appare ancora molto giovane ed esuberante, tanto che le sue scosse violente sembra che stiano distruggendo le nubi di gas che incontrano, piuttosto che costringerle a collassare e formare nuove stelle.

In questa indecisione tra distruzione e costruzione si muove N 63A e forse non è il solo. Può darsi che la sua esuberanza ora eccessiva si muterà con il tempo in una attività più disciplinata, dalla quale nasceranno quegli spunti di costruzione che gli astronomi si aspettano.

E anche noi, mi dico, siamo spesso posti davanti a scelte simili: cerchiamo un modo per affermare noi stessi e la nostra presenza in una modalità di costruzione, in qualcosa cioè che possa essere utile, nello spazio intorno. Spendersi per far nascere qualcosa, forse è l’atto più bello ed artistico, ma rimane sempre una nostra decisione. Da prendere, momento per momento.

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Qui non c’è (dunque esiste)

Più c’è materia “normale” più appare addensata la materia oscura, tanto che diviene ogni tanto lecito dubitare che quest’ultima possa esistere di per sé, e magari distribuirsi nello spazio in un modo tutto suo.

La galassia “diffusa” NGC 1052-DF2
Crediti: NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

Per questo che galassie come NGC 1052-DF2 ci fanno un gran piacere. Perché ci aiutano ad uscire dal mondo “comodo” di pensare, e ci inducono a capire che c’è di più, c’è qualcosa che sfida ancora oggi, la nostra immaginazione. C’è un bisogno di comprendere davvero che sfonda ogni facile categorizzazione, che ci induce a cercare ancora.

Nel novembre del 2019, questa immagine di Hubble sconvolse abbastanza gli astronomi. Benché la materia oscura, si ritiene, costituisca circa l’85% della materia globale (non poco, per qualcosa che essenzialmente non si conosce), qui non se ne trova praticamente per niente. E per quanto appaia paradossale dirlo, proprio questo conferma che sia reale. Esatto, proprio il non trovarla (ad alcuni potrebbe ricordare il ben noto “mi si nota di più se…” di morettiana memoria).

Se a volte non si trova, difatti, vuol dire che non segue semplicemente la distribuzione della materia ordinaria, appunto. E questo sfida anche la nostra modalità di comprensione di come si sono formate ed evolute le galassie. Quel che credevamo di sapere, in pratica.

NGC 1052-DF2 è particolare anche per un altro motivo. Che ci puoi guardare dentro (letteralmente). La densità è molto bassa, si chiama per questo galassia ultra diffusa. Insomma, ce ne è abbastanza per spronare gli astronomi a cercare altre galassie tipo questa. Per capire finalmente cosa diavolo possa essere questa materia oscura, e come evolvono le galassie, perché alcune sembrano belle piene di questa elusiva forma di materia, ed altre pare ne possano fare tranquillamente a meno.

La ricerca continua. Noi, continuiamo a stupirci.

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Tutto si muove

Si chiamavano un tempo le “stelle fisse”. Ora non ci sono più, in un certo modo. Siamo noi infatti che, in qualche senso, diamo densità di esistenza al cielo, lo strutturiamo secondo i nostro modelli mentali, a loro volta derivanti dalla nostra evoluzione di pensiero. Il cielo delle stelle fisse non c’è più non perché non vi sia mai stato, ma perché ora vediamo le cose sopra la nostra testa in modo differente.

Dove sono le stelle fisse? Sono ormai tramontate, a favore di un’altra visione…

Il paradigma attuale, cui siamo invitati ad entrare – in senso culturale prima ancora che strettamente scientifico – è che tutto si muove, tutto cambia, niente è fermo, tutto ha una sua storia, diciamo. Non ci sorprenderà troppo dunque, che in questo senso continuino ad arrivare conferme. L’ultima è che anche le strutture più estese, quegli immensi filamenti cosmici che percorrono le galassie e possono essere estesi anche centinaia di milioni di anni luce, sono anche essi coinvolti in dinamiche di movimento, in giganteschi moti di rotazione.

La faccenda è stata determinata tramite simulazioni al computer, di ben diciassettemila fili galattici. Non è ancora ben chiaro il meccanismo che porta questi fili immensi a muoversi, è più chiaro il messaggio che possiamo conservare: a qualsiasi scala guardiamo, troviamo un Universo che si muove, che evolve, che è irresistibilmente dinamico.

Non c’è più tempo per un Universo fermo, stazionario. Adesso, è ora di muoversi, di creare, di giocarsi nel mondo. Di rischiare qualcosa. Lo dicono le teorie, ma già lo sentiamo, in fondo, anche dentro di noi.

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Un universo isola, M106

Questa autentica meraviglia celeste, in mostra qui sotto, è stata scovata dall’astronomo francese Pierre Mechain, nel 1781. Più avanti, il suo collega Charles Messier lo aggiunse al sul (ormai famoso) catalogo di oggetti estesi, con il nome in codice di M106.

Messier 106, in tutto il suo splendore.
Credit: NASAHubble Legacy ArchiveKitt Peak National Observatory;
Amateur Data & Processing CopyrightRobert Gendler (riprodotto per concessione dell’autore)

Più che una semplice galassia, ai moderni telescopi appare come un “universo isola”, una struttura a spirale che si estende per ben trentamila anni luce, posizionata appena (per così dire) 21 milioni di anni luce al di là della Via Lattea. Spicca nell’immagine – che in realtà è una sapiente composizione di foto di telescopi professionali ed amatoriali – il nucleo luminoso, poi una serie di ammassi stellari (in blu) e zone di attiva formazione stellare (in rosso), che si snodano in sequenza lungo i bracci di spirale della maestosa galassia.

M106 (nota anche come NGC 4258) è un esempio abbastanza prossimo a noi, di galassia “attiva”, perché caratterizzata da intensa emissione di onde elettromagnetiche su tutto lo spettro, dal radio ai raggi X. Al centro, come poderoso motore e centro di stabilità, un buco nero di grande massa. Le galassie attive sono alimentate proprio dalla grande quantità di energia che viene prodotta dalla materia nell’inesorabile caduta verso il buco nero.

L’immagine ad alta risoluzione, messa gentilmente a disposizione dall’autore della composizione, rivela inoltre la grande quantità e varietà di galassie che circonda questa maestosa “isola”. Spunti di un Universo che è così variegato e poliedrico, da sfidare perpetuamente la nostra immaginazione.

Scivolare nella meraviglia del vivere in questo cosmo così ricco – assolutamente fantastico – non solo si può, ma ci fa bene. Ogni tanto, pur presi da tante cose, da tanti affanni, facciamo un piacere a noi stessi: ricordiamocelo.

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Cadere all’interno o sfrecciare fuori?

Questa splendida immagine rappresenta la polarizzazione delle onde radio intorno al buco nero al centro della galassia ellittica M87. La polarizzazione (nome complesso per indicare un orientamento ordinato delle onde, in sostanza) è prodotta dai potenti campi magnetici che circondano il buco nero supermassivo. Le onde radio sono state rilevate dall’Event Horizon Telescope (EHT per gli amici) che ha combinato dei dati da alcuni radiotelescopi distribuiti in tutto il mondo. La struttura della polarizzazione, mostrata attraverso linee di flusso generate al computer, è stata sovrapposta alla famosa prima immagine del buco nero che ha costituito certamente l’evento astronomico del 2019. L’immagine è molto intrigante, quasi ipnotica. Anche, di indubbia eleganza direi.

Il buco nero centrale di M87, in luce polarizzata. Crediti: Event Horizon Telescope CollaborationText: Jayanne English (U. Manitoba)

Il campo magnetico mappato in tre dimensioni ha certamente una struttura complessa che volentieri lascio agli studiosi. Dico solo questo, che analisi preliminari indicano che parte del campo magnetico ruoti insieme al buco nero insieme con la materia in accrescimento, come del resto ci si aspetta che faccia. Ma non vale per tutti: un’altra componente sembra orientarsi secondo un asse verticale, in modo da resistere alla caduta nel buco nero per invece essere lanciata lontano attraverso potenti getti di materia, che sono poi un’altra nota caratteristica ben nota di M87.

Non sappiamo cosa distingue la materia che cade all’interno del buco nero da quella che viene sparata verso il cosmo infinito, a grande velocità. Sappiamo però che noi abbiamo una scelta, se cadere in noi stessi o aprirci all’infinito. In ogni granello elementare del tempo, possiamo di nuovo scegliere.

Assecondare il movimento depressivo o quello espansivo (tipico di un mondo fantastico), la scelta è nostra. Sceglieremo di sfrecciare nello spazio, lasciandoci dietro (dopo averli riconosciuti e anche ringraziati, per la parte di crescita che hanno portato) i buchi neri delle nostre storie?

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Riflessioni da un (enorme) buco nero

Questa immagine che unisce dati in banda X (blu e verde) ed in banda ottica (rosso) di una galassia “attiva”, chiamata NGC 1068, mostra del vento ad alta velocità che scappa dalle vicinanze di un buco nero di grande massa.

L’unica economia qui (NGC 1068) è quella dell’abbondanza…
Crediti: X-ray: NASA/CXC/MIT/UCSB/P.Ogle et al.; Optical: NASA/STScI/A.Capetti et al.

Si pensa che la forma allungata di questa nuvola di gas sia dovuta alla presenza di un “toro”, una struttura a forma di ciambella, di gas freddo e polvere che circonda il buco nero. Questo struttura, da sola, avrebbe una massa circa cinque milioni di volte superiore a quella del Sole. Inoltre, osservazioni in banda radio ci dicono che questo toro si estende da pochi anni luce dal buco nero, fino a circa 300 anni luce di distanza.

I buchi neri super massivi sono una delle cose più misteriose ed eclatanti della nuova astronomia. Ormai ritenuti presenti in quasi tutte le grandi galassie (compresa la nostra) hanno una massa che può arrivare a miliardi di volte quella del Sole. La loro formazione non è stellare come per i buchi neri di piccola massa, ma è legata ai meccanismi di formazione delle galassie stesse.

Nel nostro framework, dove cerchiamo di capire cosa ci dice la nuova visione del cosmo, casi come questi rappresentano dei momenti in cui l’universo si gioca alla grande, per mostrarci come la magnificenza e l’abbondanza che può “mettere in campo” sono virtualmente illimitate.

C’è una bellezza che si può dispiegare senza limiti, proprio dove ogni considerazione dell’economia classica – bilanciamenti o calcoli di risorse, logica spicciola del dare e avere – è lasciata indietro, l’economia tradizionale è abbattuta di schianto, c’è abbondanza per tutti e in questo, forse, c’è anche un insegnamento che possiamo ricevere, ed incorporare di più nelle nostre vite.

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