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Dopo il Sistema Solare, la Fascia di Kuiper

Radioastronomia
 
Buchi neri binari, quattro nuove scoperte. Dieci di questi 11 shock cosmici sono stati generati da coppie di buchi neri che, avvicinandosi sempre più e ruotando sempre più velocemente uno attorno all'altro, si sono uniti a formarne uno molto più massiccio. Liberando all'improvviso una enorme quantità di energia. In occasione del workshop, sono state presentate quattro nuove rilevazioni mai divulgate prima d'ora (GW170729, GW170809, GW170818, e GW170823, in riferimento alla data di osservazione). Sono tutte onde gravitazionali generate da coppie di buchi neri, e che si vanno ad aggiungere alle altre sei già archiviate. In particolare, quella registrata il 29 luglio 2017 (GW170729) è stata la sorgente più massiccia e distante mai osservata. Avvenuta cinque miliardi di anni fa (quindi situata a cinque miliardi di anni luce da noi), ha disperso attraverso l'onda gravitazionale una quantità di energia pari a quasi cinque masse solari.


APPUNTI DI RADIOASTRONOMIA
a cura di Giovanni Lorusso IK0ELN
IARA Group, SAIt, SdR Radioastronomia UAI



 
Un altro dei nuovi eventi (GW170814) è stato posizionato in maniera molto precisa nel cielo (39 gradi quadrati) grazie ai dati raccolti dai tre interferometri (i due di Ligo negli Usa e Virgo in Italia). Dopo la fusione di due stelle di neutroni, è la sorgente di onde gravitazionali del quale conosciamo meglio la posizione. Dopo l'accensione di Virgo (l'interferometro in Italia al quale lavorano 300 scienziati da tutto il mondo, tra cui 11 gruppi dell'Istituto nazionale di Fisica nucleare) la precisione nell'individuare dov'è la sorgente delle onde è aumentata tantissimo. Una nuova astronomia: Tre giorni dopo, era il 17 agosto 2017, gli interferometri hanno inviato un nuovo "alert", un segnale per indicare una nuova onda gravitazionale. Grazie all'italiana Marica Branchesi, astronoma del Gssi (il Gran Sasso Science Institute dell'Aquila), 96 telescopi di tutto il mondo hanno puntato la zona di cielo dalla quale sembrava provenire e hanno osservato per la prima volta l'evento anche nello spettro elettromagnetico. Ma non si trattava di due buchi neri, bensì della fusione di due stelle di neutroni. I buchi neri, infatti, sono invisibili. Possiamo osservare solo gli effetti della loro immensa forza di attrazione, i gas del loro disco di accrescimento, lampi gamma o, appunto, registrando le onde gravitazionali che scaturiscono quando due di loro si fondono. Quelle due stelle di neutroni che si sono scontrate invece hanno prodotto un'onda gravitazionale ma anche luce visibile e nei raggi X. Il 17 agosto 2017 è nata "l'astronomia multimessaggero", che studia i segnali che ci arrivano dal cosmo attraverso fenomeni di natura diversa.
 


Dopo il Sistema Solare, la Fascia di Kuiper
 
 
Anteprima
Noi conosciamo benissimo il nostro Sistema Solare, dal primo all’ultimo pianeta, perché lo abbiamo studiato a scuola. Ma cosa ce dopo il nano pianeta Plutone? Che cosa è la Fascia di Kuiper? E’ quanto si accinge a scoprire la sonda New Horizons, pronta a svelarci i segreti di questa zona ancora sconosciuta del nostro Sistema Solare.

La missione New Horizons della NASA, lanciata il 19 gennaio 2006, aveva come obiettivo primario lo studio di Plutone (Fig.1), che raggiunse dopo circa 9 anni di viaggio, a luglio 2015. L'incontro con Plutone ci regalò preziose informazioni scientifiche sul quel lontanissimo pianeta nano e sulla sua luna, Caronte; (N.B. - Per decenni Plutone è stato considerato il nono pianeta del Sistema solare, per poi essere declassato a Pianeta Nano dall'Unione Astronomica Internazionale il 24 agosto 2006, a causa delle sue caratteristiche che non soddisfano pienamente lo status di pianeta). Sorvolato a una quota di circa 12.500 km, le vedute di Plutone inviate da New Horizons costituirono uno spettacolo davvero inatteso e meraviglioso. E dopo quello storico appuntamento, la sonda ha proseguito il suo cammino verso la periferia del Sistema Solare, per entrare in una regione fino ad oggi completamente sconosciuta: La Fascia di Kuiper, abitata da oggetti celesti soltanto ipotizzati dai planetologi (Fig.2)Per cui, nel corso del suo viaggio, il team della missione della New Horizons decise che, con piccole correzioni alla rotta della sonda, era possibile visitare da vicino uno dei miliardi di oggetti celesti che popolano la Fascia di Kuiper (Il momento era davvero favorevole!) visitando il corpo celeste catalogato “2014 MU69 "Ultima Thule"(Fig.3). Comincia così la nuova missione di New Horizons improntata adesso a studiare in maniera approfondita la Fascia di Kuiper e, soprattutto, analizzare quanti più oggetti possibile, ibernati in questa regione come in un enorme congelatore, conservati praticamente inalterati da oltre quattro miliardi e mezzo di anni; a comprova del periodo di formazione del nostro Sistema Solare! Il sintesi, la Fascia di Edgeworth-Kuiper, è una regione del Sistema Solare che si estende oltre l'orbita di Nettuno, fino a oltre 50 U.A. - Unità Astronomiche dal Sole (l'Unità Astronomica, simbolo ufficiale”AU”, è una unità di misura pari alla distanza media tra il pianeta Terra e il Sole; ovvero 150 milioni di km. Va detto che, sebbene non rientri tra le unità di misura del Sistema Internazionale, viene ancora utilizzato dagli astronomi). Tale fascia è costituita da un addensamento di corpi asteroidali ghiacciati, la cui struttura e dinamica è ancora poco conosciuta. Sono soltanto noti circa 2.000 oggetti osservati dalla Terra con potenti telescopi e classificati come KBO (Kuiper Belt Object) fra i quali sono elencati anche i Pianeti Nani: Plutone, Eris, Haumea Makemake. Ma chi fu ad individuare questa remota regione del Sistema Solare? Gerard Peter Kuiper (Fig.4) di origine Olandese, ma naturalizzato statunitense, era nato il 7 dicembre 1905 a Tuietjenhorn, Paesi Bassi; considerato un esperto cosmologo delle scienze planetarie, sviluppò una fruttuosa carriera nel campo dell'astronomia, e, più propriamente, del Sistema Solare. Tra i suoi importanti lavori da menzionare vi è lo sviluppo di numerosi aspetti della teoria della formazione del Sistema Solare, dei Planetesimi e la teoria dell’Intenso Bombardamento Tardivo; cioè il ruolo svolto dalle collisioni nella storia primitiva del Sistema Solare. Inoltre, scoprì il satellite Nereide, uno dei satelliti di Nettuno; di Miranda, la luna di Urano; e l’atmosfera di Titano, la luna di Saturno. Ma la scoperta più celebre di Kuiper fu l'intuizione dell'esistenza di una fascia di materiale cometario esistente oltre l'orbita di Nettuno, generata dalla formazione del Sistema Solare, poi confermata nel 1991 dalla Comunità Astronomica Internazionale, oggi conosciuta come la Fascia di Kuiper. Ed è proprio dalla Fascia di Kuiper che nascono le Comete, le quali vengono a farci visita ed orbitare intorno al Sole con una orbita molto ellittica, mostrando la loro meravigliosa chioma cometaria, per poi fare ritorno nelle profondità dello Spazio e ripresentarsi ciclicamente nei nostri cieli. Chi non ricorda il transito della Cometa di Halley! La cometa 1P/Halley è la più famosa delle comete periodiche provenienti dalla Fascia di Kuiper. Ma tutte le comete attraversano le regioni interne del Sistema Solare ad intervalli di decine di anni, a differenza delle migliaia di anni delle comete provenienti dalla Nube di Oort (Trattasi di una nube sferica composta di comete, posizionata tra 20mila e 100mila UA o 0,3 e 1,5 a.l. [a.l. = anni luce] dal Sole, cioè circa 2400 volte la distanza tra il Sole e Plutone. In pratica sarebbe un residuo della Nebulosa originale da cui si formarono il Sole e i pianeti 4,6 miliardi di anni fa. Fig.5). Ad esempio, la Cometa di Halley passa nei nostri cieli ogni 75 anni e la osserveremo nuovamente il 28 Luglio del 2061. Ma saranno le nuove generazioni ad osservarla, fotografarla ed ammirarla.
 
Dott. Giovanni Lorusso (IK0ELN)
"È gratificante vedere le nuove possibilità che abbiamo ora con l'aggiunta di Virgo al network - commenta Jo van den Brand del Nikhef (l'Istituto nazionale olandese per la fisica subatomica - la precisione di puntamento è migliorata molto e permetterà agli astronomi di trovare ogni altro messaggero cosmico emesso da sorgenti di onde gravitazionali". "In appena un anno di lavoro insieme, Ligo e Virgo hanno portato a grandi progressi nella scienza delle onde gravitazionali - spiega Denise Caldwell, diretore della divisione di Fisica della National science foundation - e la velocità di questi risultati suggerisce che le scoperte più spettacolari devono ancora arrivare". A cominciare dalla prossima primavera, quando Ligo e Virgo verranno accesi di nuovo per tornare ad ascoltare l'Universo e arricchire il catalogo.
 
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