Un team di astronomi ha fatto la scoperta di una vita che aiuterà a rispondere a domande scottanti sull’evoluzione delle stelle. Il gruppo è guidato da Keivan Stassun, membro dell’Evolutionary Studies Initiative e Professore di Fisica e Astronomia di Stevenson.

Secondo Stassun, “Questo tipo di stella è così estremamente insolito che, francamente, non avremmo pensato di cercarlo: nessuno ne ha mai visto uno prima!”

Stassun ha spiegato come diversi ingredienti chiave rendano questo sistema stellare binario incredibilmente raro. I sistemi stellari binari non sono rari nel cosmo, ma una caratteristica non comune di questo è il suo orientamento. Se viste dalla Terra, le stelle si eclissano a vicenda. Ciò consente ai ricercatori di calcolare più facilmente le qualità importanti delle due stelle, come la loro massa e luminosità.

Inoltre, le stelle possono cambiare dimensione e luminosità in un processo noto come pulsante, e gli studi di queste pulsazioni consentono agli astronomi di sondare il funzionamento interno delle stelle, in modo simile agli scienziati della Terra che usano le vibrazioni dei terremoti per studiare la struttura interna della Terra.

Esistono due rari tipi di pulsazioni stellari, ognuno dei quali fornisce una visione diversa e complementare degli interni stellari. Una delle stelle in questo sistema binario, che il team di Stassun ha trovato, mostra un ibrido di entrambi.

“Le stelle che mostrano uno di questi comportamenti pulsanti sono piuttosto rare; una stella che mostra un comportamento pulsante ibrido lo è ancora di più”, ha detto Stassun.

Successivamente, questa stella unica ha un forte campo magnetico, che è decisamente raro per una stella pulsante ibrida, e che potrebbe essere un ingrediente chiave mancante nelle attuali teorie per comprendere le prime fasi dell’evoluzione delle stelle.

Infine, secondo Stassun, “questa è la prima volta che viene trovata una di queste rare stelle pulsanti ibride magnetiche che fa parte di un ammasso stellare e che è inoltre parte di un sistema binario a eclisse. Sembra abbastanza improbabile che TESS possa scoprirne un’altra che ha tutti questi attributi insieme”.

Anche lo studente laureato Dax Feliz ha svolto un ruolo importante in questo progetto. È entrato a far parte del laboratorio come borsista attraverso il Fisk-Vanderbilt Masters-to-Ph.D. Programma Ponte.

Secondo Feliz, “la scoperta di questo raro sistema binario a eclisse fornisce un fantastico banco di prova per capire come si evolvono i sistemi binari nel tempo. Mentre la missione TESS continua ad osservare grandi porzioni di cielo, sistemi stellari come HD 149834 che si trovano in ammassi stellari, può aiutarci a comprendere meglio l’evoluzione stellare”.

Il team ha ricevuto molto aiuto dal Frist Center for Autism and Innovation. Il centro, fondato da Stassun nel 2018, lavora per comprendere e promuovere i talenti neurodiversi.

Alla domanda sul contributo del centro, Stassun ha affermato: “abbiamo studenti e stagisti che hanno esperienza con la visualizzazione dei dati, e quel processo sta diventando sempre più importante per rilevare modelli rari nei dati, come ‘valori anomali’ estremi ed estremamente interessanti come il sistema che abbiamo scoperto in questo studio”.

La ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal.

Rilevata la temperatura dell’universo di 13 miliardi di anni fa, grazie ad una nube situata nella galassia starburst HFLS3 

Gli astronomi hanno rilevato la temperatura dell’universo appena 880 milioni di anni dopo il Big Bang. Questo è stato possibile grazie a una nuvola d’acqua spaziale che, circa 12,9 miliardi di anni fa, ha assorbito un po’ di luce dal Cosmic Microwave Background Radiation (CMBR ), ovvero radiazione di fondo – la prima luce capace di muoversi liberamente nell’Universo.

La temperatura media dell’universo osservabile derivata dalla CMBR è attualmente di circa 2,73 Kelvin (-270,42 °C /-454,756 °F), pochi gradi sopra lo zero assoluto. L’universo è iniziato in uno stato caldo e denso e da allora si sta raffreddando.
Come riportato nella rivista Nature, la temperatura di 880 milioni di anni fa è ora stimata tra 16,4 e 30,2 Kelvin.

Questo è coerente con una temperatura di 20 Kelvin prevista per l’universo all’epoca, dal Modello Standard della cosmologia, la nostra teoria principale di come funziona l’universo su larga scala. Richiede l’esistenza di due componenti misteriosi: la materia oscura e l’energia oscura, che hanno effetti misurabili che possiamo vedere ma di cui gli astronomi non sono stati in grado di dimostrare l’esistenza.

Rivelata temperatura universo, il team di ricerca volge lo sguardo al futuro

Teorie alternative e modifiche, possono talvolta prevedere temperature diverse per tempi differenti. Alcune di esse hanno svariati tipi di energia oscura – in altre, l’energia oscura non esiste. Questo è il più lontano nel tempo che la temperatura è stata misurata, e permette ai ricercatori di rimuovere alcune delle possibili spiegazioni alternative.

“Se ci fossero deviazioni dalle tendenze previste, questo potrebbe avere implicazioni dirette sulla natura dell’inafferrabile energia oscura“. Afferma Dominik Riechers, l’autore principale dell’Università di Colonia, in una dichiarazione.

La nube in questione si trova nella galassia starburst HFLS3 e le osservazioni sono state possibili grazie all’array di telescopi IRAM NOEMA nelle Alpi francesi. Questo è un osservatorio radio che può studiare l’universo a lunghezze d’onda millimetriche, ideale per determinare tali segnali.

I fotoni (particelle di luce) della CMBR a quel tempo erano ancora abbastanza energetici da interagire con le molecole d’acqua creando un tale segnale. Con l’espansione dell’universo, i fotoni della CMBR hanno perso energia, e quindi non possono più creare tali interazioni.

Il team spera che questa misurazione a distanza sia la prima di molte altre.

“Questa tecnica fornisce nuove importanti intuizioni sull’evoluzione dello spazio, e ci mostra che l’universo durante la sua formazione aveva alcune proprietà insolite molto peculiari da quelle di oggi”; ha precisato il co-autore Fabian Walter, del Max Planck Institute for Astronomy.

Ma che cos’è il fondo a radiazione cosmica?

Il fondo a radiazione cosmica (CMBR) è una radiazione residua del Big Bang; o meglio di quando, più o meno, l’universo ha avuto inizio. Secondo la teoria, quando lo spazio, in qualche modo, si è formato ha dato origine una rapida espansione; di conseguenza, si è formato anche un rapido raffreddamento. (L’universo è ancora in espansione oggi, e il tasso di quest’ultimo, appare diverso a seconda di dove si osservi). In sostanza, la CMBR, rappresenta il calore residuo del Big Bang.

Non è possibile vedere la CMBR ad occhio nudo, ma è ovunque nell’universo. È invisibile agli esseri umani perché è molto freddo, appena 2,725 gradi sopra lo zero assoluto (meno 459,67 gradi Fahrenheit, o meno 273,15 gradi Celsius.). Questo significa che la sua radiazione è più visibile nella parte a radiazione dello spettro elettromagnetico.
L’universo è iniziato 13,8 miliardi di anni fa, e la CMBR risale a circa 400.000 anni dopo il Big Bang.

<<Questo perché nelle prime fasi dell’universo, quando era solo un centomilionesimo delle dimensioni di oggi, la sua temperatura era estrema: 273 milioni di gradi sopra lo zero assoluto>>. Si legge in una dichiarazione NASA.

Tutti gli atomi presenti a quel tempo, sono stati rapidamente spezzati in piccole particelle (protoni ed elettroni). La radiazione della CMBR in fotoni, è stata dispersa dagli elettroni.

<<Così, i fotoni vagavano nell’universo primordiale, proprio come la luce ottica vaga attraverso una nebbia densa>>. Riportava tempo fa la NASA.

Circa 380.000 anni dopo il Big Bang, l’universo era abbastanza freddo da poter formare l’idrogeno. Poiché i fotoni CMBR sono appena influenzati dall’impatto con l’idrogeno, questi viaggiano in linea retta.

I cosmologi si riferiscono a una “superficie di ultimo scattering” quando i fotoni CMBR hanno colpito per l’ultima volta la materia; dopo di che, la dimensione dell’universo è stata troppo grande. Così, quando viene mappata la CMBR, stiamo guardando indietro nel tempo a 380.000 anni dopo il Big Bang, subito dopo che l’universo era opaco alla radiazione.

Un gruppo di astronomi ha identificato un anello di detriti planetari in orbita vicino a una stella morente, a circa 117 anni luce dalla Terra, suggerendo quello che potrebbe essere un pianeta in una zona abitabile dove potrebbe esistere la vita. Se confermato, sarebbe la prima volta che un mondo che supporta la vita viene scoperto in orbita attorno a un tale inizio, noto come “nana bianca“.

Mentre la maggior parte delle stelle grandi diventano supernova alla fine della loro evoluzione, quelle medie e piccole con una massa inferiore a otto volte quella del Sole di solito diventano nane bianche. Hanno una massa di carbonio e ossigeno simile nonostante le loro piccole dimensioni. Circa il 97% delle stelle nella Via Lattea diventeranno nane bianche, secondo uno studio precedente.

Un team di ricercatori ha misurato la luce di una nana bianca nella Via Lattea chiamata WD1054–226 utilizzando i dati di telescopi terrestri e spaziali. Hanno notato che qualcosa sembrava passare regolarmente davanti alla stella, causando cali di luce. Lo schema si ripeteva ogni 25 ore, con il calo maggiore ogni 23 minuti.

Ciò indica che la stella è circondata da un anello di 65 oggetti orbitanti delle dimensioni di una cometa o di una luna, distanziati uniformemente nelle loro orbite dall’attrazione gravitazionale di un pianeta vicino delle dimensioni di Marte o Mercurio. Gli oggetti si trovano a 2,6 milioni di chilometri dalla stella, con una temperatura di 50ºC, al centro dell’intervallo per l’acqua liquida.

“Un’eccitante possibilità è che questi corpi siano mantenuti in uno schema orbitale così uniformemente distanziato a causa dell’influenza gravitazionale di un pianeta vicino. Senza questa influenza, l’attrito e le collisioni causerebbero la dispersione delle strutture, perdendo la precisa regolarità che si osserva”, ha affermato l’autore principale Jay Farihi in una nota.

Inseguire le nane bianche

Trovare pianeti in orbita attorno a nane bianche è una sfida enorme per gli astronomi poiché queste stelle sono molto più deboli delle stelle della sequenza principale, come il Sole. Finora, gli astronomi hanno trovato solo l’anno scorso prove provvisorie di un gigante gassoso, come Giove, in orbita attorno a una nana bianca. Si stima che sia una o due volte più massiccio di Giove.

Per questo nuovo studio, i ricercatori si sono concentrati su WD1054–226, una nana bianca a 117 anni luce dalla Terra. Hanno registrato i cambiamenti nella sua luce per 18 notti, utilizzando una telecamera ad alta velocità all’osservatorio La Silla in Cile. Hanno anche esaminato i dati del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA per interpretare meglio i cambiamenti nella luce.

La zona abitabile in cui potrebbe trovarsi il potenziale pianeta viene solitamente chiamata zona Riccioli d’oro, tratta dalla fiaba dei bambini. Da quando il concetto è stato introdotto negli anni ’50, è stato dimostrato che molte stelle hanno un’area Riccioli d’oro. La temperatura dall’inizio deve essere giusta in modo che l’acqua liquida possa esistere in superficie.

Rispetto alle grandi stelle come il Sole, la zona abitabile delle nane bianche è più piccola e più vicina alla stella, poiché le nane bianche emettono meno calore. I ricercatori hanno stimato che le strutture osservate nell’orbita fossero avvolte dalla stella quando era una gigante rossa, quindi è più probabile che si siano formate o siano arrivate di recente che essere sopravvissute alla nascita dell’inizio.

“La possibilità di trovare un pianeta nella zona abitabile è eccitante e anche inaspettata; non stavamo cercando questo. Tuttavia, è importante tenere presente che sono necessarie ulteriori prove per confermare la presenza di un pianeta. Non possiamo osservare direttamente il pianeta, quindi la conferma potrebbe arrivare confrontando i modelli al computer con ulteriori osservazioni della stella e dei detriti in orbita”, ha detto Farihi.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista della Royal Astronomical Society.

L’assenza di gravità può influenzare la vista degli astronauti e le piante crescono in modo diverso in un ambiente a microgravità. Questo è importante per capire come saranno influenzati uomini e raccolti durante i viaggi spaziali a lungo termine.

Questo video illustra come la microgravità influisce sulle fiamme. Sulla Terra, le fiamme prendono la forma di una lacrima. Nello spazio, diventano sferiche e si trovano all’interno di una camicia di gas. Gli esperimenti della NASA condotti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale hanno dimostrato il ruolo della fuliggine nell’alterare quella forma sferica. Non dimenticate di attivare la traduzione automatica di You tube nel caso non abbiate familiarità con l’inglese.

Al di là degli impatti sulla salute umana, alcuni effetti della microgravità sono semplicemente fantastici. I cristalli crescono più perfetti in microgravità. Le fiamme si comportano in modi insoliti. L’acqua formerà una bolla sferica invece di scorrere come sulla Terra. Anche le api e i ragni costruiscono i loro nidi e le loro tele in modo diverso quando sperimentano una gravità inferiore a quella a cui sono abituati sulla Terra.

La parola gravità deriva dal latino “gravis”, che significa pesante. Gravità significa pertanto “essere pesanti”. Quanto più grande è un oggetto, tanto maggiore sarà la forza di gravità che esercita.

La forza di gravità è presente anche sulla Luna. Ma dato che la Luna è più piccola della Terra, l’attrazione che esercita non è così grande come quella della Terra. Questa è la ragione per cui un astronauta che salta sulla superficie lunare si trasforma automaticamente in un campione del salto in lungo: può infatti fare salti che vanno oltre i 10 metri!

Un team di astronomi che utilizza il Very Large Telescope (VLT dell’ESO) dell’European Southern Observatory in Cile, ha trovato prove di un altro pianeta in orbita attorno a Proxima Centauri, la stella più vicina al nostro Sistema Solare. Questo pianeta candidato è il terzo rilevato nel sistema, e il più leggero mai scoperto in orbita attorno a questa stella. Con solo un quarto della massa terrestre, il pianeta è anche uno degli esopianeti più leggeri mai trovati.

“La scoperta mostra che il nostro vicino stellare più prossimo sembra essere pieno di nuovi mondi interessanti, alla portata di ulteriori studi ed esplorazioni future”, spiega João Faria, ricercatore presso l’Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Portogallo e autore principale del studio pubblicato oggi su Astronomy & Astrophysics. Proxima Centauri è la stella più vicina al Sole, situata a poco più di quattro anni luce di distanza.

Il pianeta appena scoperto, chiamato Proxima d, orbita attorno a Proxima Centauri a una distanza di circa quattro milioni di chilometri, a meno di un decimo della distanza di Mercurio dal Sole. Orbita tra la stella e la zona abitabile, l’area attorno a una stella dove può esistere acqua liquida sulla superficie di un pianeta, e impiega solo cinque giorni per completare un’orbita attorno a Proxima Centauri.

La stella è già nota per ospitare altri due pianeti: Proxima b, un pianeta con una massa paragonabile a quella della Terra, che orbita attorno alla stella ogni 11 giorni ed è all’interno della zona abitabile, e il candidato Proxima c.

Proxima b è stato scoperto alcuni anni fa utilizzando lo strumento HARPS sul telescopio da 3,6 metri dell’ESO. La scoperta è stata confermata nel 2020 quando gli scienziati hanno osservato il sistema Proxima con un nuovo strumento sul VLT dell’ESO che aveva una maggiore precisione, l’Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO).

È stato durante queste più recenti osservazioni del VLT che gli astronomi hanno individuato i primi accenni di un segnale corrispondente a un oggetto con un’orbita di cinque giorni. Poiché il segnale era così debole, il team ha dovuto condurre osservazioni di follow-up con ESPRESSO per confermare che fosse dovuto a un pianeta e non semplicemente al risultato di cambiamenti nella stella stessa.

“Dopo aver ottenuto nuove osservazioni, siamo stati in grado di confermare questo segnale come candidato per un nuovo pianeta”, ha affermato Faria. “Ero entusiasta della sfida di rilevare un segnale così piccolo e, così facendo, di scoprire un esopianeta così vicino alla Terra”.

Con appena un quarto della massa della Terra, Proxima d è l’esopianeta più leggero mai misurato utilizzando la tecnica della velocità radiale, superando un pianeta scoperto di recente nel sistema planetario L 98-59. La tecnica funziona rilevando minuscole oscillazioni nel movimento di una stella creata dall’attrazione gravitazionale di un pianeta in orbita. L’effetto della gravità di Proxima d è così piccolo che fa sì che Proxima Centauri si muova avanti e indietro solo a circa 40 centimetri al secondo (1,44 chilometri all’ora).

“Questo risultato è estremamente importante”, ha affermato Pedro Figueira, scienziato di strumenti ESPRESSO presso l’ESO in Cile. “Mostra che la tecnica della velocità radiale ha il potenziale per svelare una popolazione di pianeti di luce, come il nostro, che dovrebbero essere i più abbondanti nella nostra galassia e che possono potenzialmente ospitare la vita come la conosciamo”.

“Questo risultato mostra chiaramente di cosa è capace ESPRESSO e mi fa interrogare su cosa sarà in grado di trovare in futuro”, ha aggiunto Faria.

La ricerca di ESPRESSO di altri mondi sarà completata dall’Extremely Large Telescope (ELT) dell’ESO, attualmente in costruzione nel deserto di Atacama, che sarà cruciale per scoprire e studiare molti altri pianeti attorno alle stelle vicine.

Questa ricerca è stata presentata nel documento “A candidate short-period sub-Earth orbiting Proxima Centauri” per apparire su Astronomy & Astrophysics.