Ci si è chiesto per molto tempo come la Terra abbia ottenuto la sua luna. La teoria dell’impatto gigante, la quale afferma che la Luna si sia formata da una collisione tra la Terra primitiva e un corpo roccioso chiamato Theia, è diventata la prima tra le spiegazioni più attendibili. I dettagli su come ciò sia accaduto, però, non sono chiarissimi e ci sono ancora molte osservazioni che gli scienziati stanno cercando di spiegare.
Un nuovo studio, pubblicato su Nature Geoscience, ha fatto luce su ciò che è realmente accaduto, risolvendo uno dei più grandi misteri che avvolgono la vicenda: perché la Luna ha finito per essere quasi identica alla Terra, piuttosto che a Theia, supponendo che esistesse.
Secondo la gigantesca teoria dell’impatto, Theia era un corpo più o meno grande quanto Marte o comunque leggermente più piccolo, metà del diametro della Terra. Si è schiantato sulla Terra, che al tempo era in via di formazione, circa 4,5 miliardi di anni fa. Questa collisione ha prodotto abbastanza calore per creare gli oceani di magma ed espellere molti detriti in orbita attorno alla Terra, che successivamente si sono aggregati creando la Luna.
La teoria ci spiega il modo e la velocità con cui la Terra e la Luna ruotano l’una attorno all’altra: sono bloccate in modo ordinato, il che significa che la Luna mostra sempre lo stesso lato verso la Terra, mentre ruota attorno ad essa. Questo è il motivo per cui è stato un tale successo quando i cinesi hanno fatto atterrare la loro navicella spaziale Chang’e 4 dall’altra parte della Luna nel 2019: le comunicazioni dirette con quel lato non sono mai possibili dalla Terra.
La Luna e la Terra sono quasi identiche nella composizione. Le differenze sono che la Luna ha meno ferro e meno elementi leggeri come l’idrogeno, necessari per produrre acqua. La teoria dell’impatto gigante spiega il perché: il ferro, un elemento pesante, sarebbe stato trattenuto sulla Terra e il calore prodotto durante l’impatto e l’espulsione nello spazio, avrebbe fatto scaldare gli elementi più leggeri mentre il resto del materiale della Terra e Theia si sarebbe mescolato.
I modelli al computer hanno riprodotto gli eventi che hanno portato alla formazione della Luna. I modelli che meglio si adattano a tutte le osservazioni suggeriscono che la Luna dovrebbe essere composta per circa l’80% dal materiale proveniente da Theia. Quindi perché la Luna ha una composizione sospettosamente simile alla Terra?
Per cominciare, una spiegazione potrebbe essere che Theia e la Terra primordiale devono avere avuto una composizione identica. Ciò sembra improbabile perché ogni corpo planetario documentato nel nostro sistema solare, ha una sua composizione unica, con lievi differenze che riflettono la distanza dal Sole in cui si è formato.
Un’altra spiegazione è che la miscelazione dei due corpi è stata molto più “accurata” del previsto, lasciando una “firma” meno chiara di Theia nella Luna; ma è anche improbabile, in quanto richiederebbe un impatto molto più grande di quello che si è effettivamente verificato.

Andando in profondità

Il nuovo studio risolve questo dilemma dimostrando che la Terra e la Luna non sono simili come si pensava in precedenza. I ricercatori hanno esaminato con estrema precisione la distribuzione degli isotopi dell’elemento ossigeno nelle rocce della Luna, prelevate e consegnate dagli astronauti dell’Apollo. In chimica, il nucleo atomico di qualsiasi elemento è costituito da particelle note come protoni e neutroni; gli isotopi di un elemento hanno lo stesso numero di protoni nel nucleo della versione normale, ma numeri diversi di neutroni. In questo caso, l’isotopo di ossigeno, O-18, che ha otto protoni e dieci neutroni, è leggermente più pesante di quello molto più comune di O-16, con i suoi otto protoni e otto neutroni.
Lo studio mostra che c’è una piccola differenza tra la Terra e la Luna nella loro composizione isotopica dell’ossigeno: i loro profili non sono identici dopo tutto. Inoltre, la differenza aumenta quando si osservano le rocce dal mantello lunare, che è uno strato sotto la superficie o la crosta, con isotopi di ossigeno più leggeri della Terra. Questo è importante perché la crosta sarebbe la parte dove sono finiti i detriti misti, mentre la parte più interna sarebbe composta da più frammenti di Theia.
Quindi Theia e la Terra non erano identici e neanche lo sono la Luna e la Terra; ma i risultati ci insegnano anche qualcosa in più su Theia stessa.
A causa della gravità, ci si possono aspettare un po’ più di isotopi più pesanti vicini al Sole. Rispetto alla Terra, Theia doveva avere più isotopi di ossigeno più leggeri, il che suggerisce che si sarebbe formato più lontano dal Sole che dalla Terra.
Con i risultati di questo studio, la teoria dell’impatto gigante ha superato un altro ostacolo nello spiegare la formazione della nostra Luna.
Fonte: The Conversation

Quando le stelle si comportano in modo strano, suscitano sicuramente l’attenzione e la curiosità degli astronomi che le tengono sotto controllo. Nel caso di una stella conosciuta come HD74423, furono proprio gli astronomi amatoriali ad individuare per la prima volta l’anomalia nei dati acquisiti dal telescopio spaziale TESS della NASA. Quello che ancora non sapevano, era che stavano guardando un tipo di stella completamente sconosciuto, il primo del suo genere.
Questa stella, situata a circa 1.500 anni luce dalla Terra, è stata segnalata alla comunità astronomica, ma neanche gli astronomi di professione hanno capito che si trattava di un tipo stella ancora sconosciuto. “Ciò che per prima cosa ha attirato la mia attenzione, è stato il fatto che fosse una stella chimicamente peculiare”, ha dichiarato Simon Murphy, co-autore e ricercatore post dottorato presso il Sydney Institute for Astronomy dell’Università di Sydney. “Le stelle come questa sono generalmente abbastanza ricche di metalli, ma questa ne è povera, il che la rende una rara tipologia di stella calda“.
La stella è circa 1,7 volte la massa del nostro Sole e, osservandola, si è notato un lato pulsante della stella, come fosse un “battito cardiaco”.
Le stelle sono note per pulsare, come del resto anche il nostro Sole mostra questo tipo di attività a causa del gas caldo che si agita sotto la superficie, causando delle oscillazioni.
Indipendentemente dall’età della stella o dalla durata di queste oscillazioni, le stelle pulsanti sono generalmente simili tra loro, in quanto le pulsazioni possono essere viste su tutti i lati della stella.
Questa nuova stella, invece, sembra pulsare solo in un emisfero della sua superficie. “Sappiamo dagli anni ’80 che, teoricamente, stelle come questa dovrebbero esistere“, ha affermato Don Kurtz, co-autore dello studio e Hunstead Distinguished Visitor presso l’Università di Sydney dell’Università del Lancashire Centrale in Gran Bretagna. “Cercavo una stella come questa da quasi 40 anni e ora ne abbiamo finalmente trovata una“.
I ricercatori sono stati anche in grado di determinare perché questa stella si comporta in modo così unico; è una delle due stelle di un sistema stellare binario, associata a una stella nana rossa. Le stelle nane rosse sono piccole e sono tra le più comuni nella nostra galassia.
In questo caso, le due stelle orbitano l’una con l’altra così da avvicinarsi in meno di due giorni terrestri. Data la loro vicinanza, l’attrazione gravitazionale della stella nana rossa distorce effettivamente le pulsazioni della stella più grande. Questo fa sì che la stella più grande venga distorta in una forma più a “goccia”, piuttosto che nella solita sfera.
Gli astronomi amatoriali che hanno studiato i dati di TESS resi disponibili al pubblico, hanno individuato questa stella mentre stavano cercando i segnali rivelatori dei pianeti attorno ad altre stelle. Molti esopianeti, o pianeti trovati al di fuori del nostro sistema solare, sono stati trovati in orbita attorno a stelle nane rosse.
“I dati di TESS ci hanno permesso di osservare le variazioni di luminosità dovute alla distorsione gravitazionale della stella e alle pulsazioni“, ha affermato Gerald Handler, autore principale dello studio e professore presso il Centro astronomico Nicolaus Copernicus in Polonia.
Sono stati in grado di determinare la fonte della pulsazione perché la stella variava, secondo le osservazioni, in base alle fluttuazioni della luminosità, all’angolo della stella stessa e al modo in cui era orientata nel suo sistema binario.
“Mentre le stelle binarie orbitano l’una attorno all’altra, vediamo diverse parti della stella che pulsano“, ha affermato David Jones, co-autore e ricercatore dell’Istituto di Astrofisica delle Isole Canarie. “A volte vediamo il lato che punta verso la stella compagna, a volte vediamo la faccia esterna“.
I ricercatori hanno affermato ora di essere consapevoli che esiste questo tipo di stella, “ci aspettiamo di trovarne molte altre nascosti nei dati TESS“.
Fonte: https://edition.cnn.com/2020/03/09/world/pulsating-star-discovery-scn/indx.html

Dalla fine della scorsa estate, la stella gigante rossa Betelgeuse, una delle stelle più luminose del cielo, aveva ridotto di molto la sua luminosità ma ora, dopo mesi, la stella sembra tornare ai suoi livelli normali di emissione e gli astronomi, misurando la sua temperatura superficiale hanno capito cos’è successo.
Betelgeuse tra settembre 2019 e gennaio 2020 aveva significativamente diminuito la sua luminosità. Questo calo ha aperto un dibattito in quanto la stella, che si trova a “soli” 642,5 anni luce di distanza, nella costellazione di Orione – è delle stelle più luminose del cielo. Nel suo genere Betelgeuse è molto in là con gli anni, conta infatti un’età compresa tra gli 8 e gli 8,5 milioni di anni e si trova in prossimità delle ultime fasi tumultuose della sua vita, la stella infatti è prossima ad esplodere.
Otto milioni di anni per una stella sembrano pochi, il Sole ne ha circa 5 miliardi, ma Betelgeuse è una gigante rossa che ha consumato l’idrogeno nei processi di fusione nucleare a ritmi vertiginosi per contrastare l’enorme massa che preme verso il centro. La vecchia stella si è lasciata così alle spalle i giorni tranquilli della sequenza principale e si appresta a consumare l’elio e a trasformarlo in carbonio e ossigeno. Nelle sue fasi finali Betelgeuse utilizzerà elementi sempre più pesanti accumulando alla fine cosi tanto ferro da far collassare il nucleo, a quel punto brillerà in una titanica esplosione trasformandosi in una supernova.
Una stella in procinto di esplodere subisce un drastico calo della sua luminosità e Betelgeuse, come speravano alcuni, sembrava approssimarsi ad un evento simile. Gli astronomi però sono certi che alla fine ultima dell’astro mancano ancora decine di migliaia di anni. Dalle osservazioni erano saltate fuori alcune stranezze, l’oscuramento mostrato da Betelgeuse era asimmetrico, avveniva solo in una parte della stella.
Per spiegare le osservazioni sono state fatte delle ipotesi, una include un processo di convezione interna che raffredda la superficie della stella. Un’altra ipotesi prende invece in considerazione l’espulsione di una nube di polvere da parte della stella.
Gli astronomi hanno osservato molto dettagliatamente Betelgeuse e il 14 febbraio scorso hanno registrato nello spettro luminoso di Betelgeuse una suddivisione della luce per lunghezza d’onda che può insegnare molto sulla chimica di una stella. Betelgeuse è troppo luminosa per poterne ottenere uno spettro dettagliato, ma i ricercatori hanno usato una speciale tecnica di smorzamento per ridurre la luce a un livello ottimale.
Grazie allo spettro si può rivelare la temperatura superficiale della stella, attraverso l’analisi di quelle che conosciamo come “linee spettrali“. Le linee di emissione di uno spettro indicano dove viene emessa la luce, mentre le linee di assorbimento indicano dove viene assorbita; sappiamo che elementi diversi hanno linee specifiche e questi possono essere usati per ricavare la temperatura della stella.
I ricercatori hanno cercato qualcosa di caratteristico, le linee di assorbimento dell’ossido di titanio, che può accumularsi negli strati superiori di fredde stelle giganti. L’abbondanza di ossido di titanio è correlata alla temperatura della stella.
Secondo quanto rilevato, la temperatura di Betelgeuse è di circa 3.325 gradi Celsius. Ciò è coerente con una misurazione presa dal team nel 2004 e con una misura di 3.317 gradi Celsius rilevata nel 2011. È anche significativamente più calda di quanto ci si aspetterebbe per i processi di convezione.
“Un confronto con il nostro spettro del 2004 ha mostrato immediatamente che la temperatura non era cambiata in modo significativo“, ha spiegato l’astronomo Phillip Massey dell’Osservatorio di Lowell. “Sapevamo che la risposta doveva essere la polvere“.
La stella non stava fluttuando internamente; piuttosto, Betelgeuse ha emesso un’enorme nube di polvere, che per un po’ ne ha abbassato la luminosità, Betelgeuse non sta per diventare una Supernova.
“Lo vediamo sempre nelle supergiganti rosse, ed è una parte normale del loro ciclo di vita“, ha detto l’astronoma Emily Levesque dell’Università di Washington.
“Le supergiganti rosse occasionalmente rilasciano materiale dalle loro superfici, che si condenserà intorno alla stella come polvere. Man mano che si raffredda e si dissipa, i granelli di polvere assorbiranno parte della luce emessa nella nostra direzione bloccandola alla nostra vista”.
Il mese scorso, dopo che la squadra aveva ottenuto tutti i dati, Betelgeuse ha smesso di attenuarsi e ha ripreso a brillare. Tuttavia la gigante rossa rappresenta ancora un’eccellente opportunità per saperne di più sulle ultime fasi della vita per capire questo genere di astri, quindi siamo certi che gli astronomi continueranno a studiarla da con molta attenzione.