I buchi neri sono al centro di quasi tutte le galassie che sono state studiate finora. Hanno una massa inimmaginabilmente grande e quindi attraggono materia, gas e persino luce. Ma possono anche emettere materia sotto forma di getti di plasma, un tipo di fascio di plasma che viene espulso dal centro della galassia con un’energia enorme. Un getto di plasma può estendersi nello spazio per diverse centinaia di migliaia di anni luce.

Quando questa intensa radiazione viene emessa, il buco nero rimane nascosto poiché i raggi di luce vicino ad esso sono fortemente piegati portando alla comparsa di un’ombra. Questo evento è stato recentemente osservato dai ricercatori con la collaborazione del telescopio Event Horizon Telescope (EHT), per l’enorme buco nero nella gigantesca galassia ellittica M87.

Nel quasar 3C279, anch’esso un buco nero, il team EHT ha scoperto un altro fenomeno: a una distanza di oltre mille volte l’ombra del buco nero, il nucleo di un getto di plasma si è improvvisamente illuminato. Non si sapeva ancora come l’energia per questo getto potesse arrivarci, come se attraversasse un camino invisibile.

Rilevata radiazione gamma estremamente tremolante

Questo quasar è stato ora osservato con il telescopio spaziale della NASA Fermi-LAT dall’astrofisico Amit Shukla, che fino al 2018 ha svolto ricerche presso la Julius-Maximilians-Universität (JMU) di Würzburg in Baviera, in Germania. Shukla ha scoperto che il nucleo del getto, che si trova nella gamma di lunghezze d’onda millimetriche, emette anche radiazioni gamma ad alta energia, ma con una luminosità estremamente tremolante. Questa luminosità può raddoppiare in pochi minuti, come riportato sulla rivista Nature Communications.

Lo schema speciale della sequenza dei cambiamenti di luminosità è caratteristico di un processo universale chiamato riconnessione magnetica, che si verifica in molti oggetti astrofisici con forti campi magnetici. L’attività solare ha anche a che fare con la dinamica dei campi magnetici e la riconnessione. Ciò è stato recentemente dimostrato osservando i “falò” nell’atmosfera solare con la missione Solar Orbiter dell’Agenzia spaziale europea ESA.

L’energia immagazzinata in modo invisibile viene improvvisamente rilasciata

Ma torniamo al quasar 3C279: “Ho visto come l’analisi dei dati ha rivelato lo speciale schema di riconnessione magnetica nella curva di luce. Mi sembrava di aver improvvisamente decifrato un geroglifico nell’alfabeto del buco nero”, ha affermato Amit Shukla.

Durante la riconnessione, l’energia inizialmente immagazzinata in modo invisibile nel campo magnetico viene improvvisamente rilasciata in numerosi “mini-jet”. In questi getti, le particelle vengono accelerate, e in seguito producono la radiazione gamma osservata. La riconnessione magnetica spiegherebbe come l’energia raggiunge il nucleo del getto dal buco nero e da dove proviene.

Energia dal buco nero rotante

Il professor Karl Mannheim, capo della cattedra di astronomia della JMU e coautore della pubblicazione, spiega: “Lo spaziotempo vicino al buco nero nel quasar 3C279 è costretto a ruotare. I campi magnetici ancorati al plasma attorno al buco nero espellono il jet che rallenta la rotazione del buco nero e converte parte della sua energia rotazionale in radiazione”.

“Mobilis in mobile” è il motto del capitano Nemo e del suo Nautilus. La frase indica un oggetto mobile in una sostanza mobile, cioè il Nautilus si muove in una sostanza che di per sé si muove autonomamente.

Anche la superficie del Sole non sfugge a questo motto e non è mai ferma. Su questa sfera di gas incandescente, un flusso continuo di plasma ad elevata temperatura crea corde di campi magnetici che possono torcersi e aggrovigliarsi l’uno con l’altro.

Durante la rotazione della stella le linee del campo magnetico si spezzano e si ricongiungono creando tempeste e imponenti eruzioni di plasma. Il fenomeno, chiamato “riconnessione magnetica”, è stato osservato molte volte sul Sole e intorno al nostro pianeta, (che come sapete possiede un campo magnetico che funge da scudo), ma nelle osservazioni passate sono state catturate solo riconnessioni spontanee.

Gli astronomi del Solar Dynamics Observatory della NASA hanno ora osservato qualcosa di diverso, un’esplosione magnetica sul Sole innescata da un’eruzione che ha prodotto una riconnessione forzata.

La scarica ha percorso la parte superiore dell’atmosfera della nostra stella per ricadere in una rete di linee di campo magnetico che si sono riconnesse creando un’esplosione a forma di X ben visibile.

“Questa è stata la prima osservazione di un driver esterno di riconnessione magnetica“,afferma lo scienziato solare Abhishek Srivastava dell’Istituto indiano di tecnologia (BHU) di Varanasi, in India.

“Questo potrebbe essere molto utile per comprendere altri sistemi. Ad esempio, le magnetosfere terrestri e planetarie, altre fonti di plasma magnetizzato, compresi gli esperimenti su scala di laboratorio in cui il plasma è altamente diffusivo e molto difficile da controllare“.

La superficie del Sole è incredibilmente calda, ma stranamente, la sua atmosfera è in realtà trecento volte più calda.

Si suppone che la parte più esterna del Sole, la corona, si riscaldi attraverso la riconnessione magnetica che le trasmette il calore in eccesso. Ma i meccanismi di questo fenomeno rimangono poco noti e sono ancora oggi molto dibattuti.

La nuova scoperta suggerisce che siamo sulla buona strada per svelare il mistero. L’evento di riconnessione forzata è stato ipotizzato per la prima volta 15 anni fa e ora conosciamo finalmente alcune delle circostanze affinché tale processo avvenga.

Esaminando diverse lunghezze d’onda della luce ultravioletta, gli astronomi sono stati in grado di calcolare la temperatura del plasma espulso prima e dopo la ricaduta. L’eruzione della materia si è rivelata abbastanza fredda prima di entrare in contatto con la corona solare. Un’ora dopo il plasma espulso è ricaduto sulle linee di campo facendo misurare un aumento della sua temperatura.

L’osservazione e le misurazioni effettuate portano a concludere che la riconnessione forzata non solo può riscaldare la materia solare, ma lo fa in modo molto più rapido rispetto alla riconnessione spontanea.

“Le osservazioni in relazione al modello numerico rivelano che la riconnessione forzata può avvenire rapidamente ed efficacemente a velocità più elevate nella corona solare“,scrive il team nello studio.

“Questo processo fisico può anche riscaldare la corona localmente anche senza stabilire una regione di diffusione significativa e autoconsistente“.

Pur non essendo prominente come i brillamenti solari, questa massa di energia era ancora abbastanza importante per formare un deflusso di striature di plasma, portando gli autori a concludere che l’eruzione “ha consumato l’energia generata dalla riconnessione magnetica forzata”.

Gli autori pensano che anche altre forme di eruzione solare potrebbero forzare questa riconnessione e stanno cercando altri esempi per capire quanto spesso questo fenomeno si verifica sul Sole.

“Il nostro pensiero è che la riconnessione forzata sia ovunque“, afferma Srivastava. “Ma dobbiamo continuare a osservarlo, a quantificarlo, se vogliamo dimostrarlo“.

Lo studio è stato pubblicato su The Astrophysical Journal.

Il telescopio SOAR, parte dell’Osservatorio Interamericano di Cerro Tololo del NOIRLab, è stato di aiuto agli astronomi per perfezionare le dimensioni e l’orbita del più grande corpo celeste conosciuto della Terra.

Scandagliando il cielo molto vicino all’orizzonte al sorgere del sole, il telescopio SOAR in Cile, parte del Cerro-Tololo Inter-American Observatory, un programma del NOIRLab della NSF, si è rivelato utile agli astronomi per confermare l’esistenza del secondo asteroide troiano terrestre conosciuto, e rivela che è largo oltre un chilometro – circa tre volte più grande del primo.

Gli astronomi confermano l’esistenza del secondo asteroide troiano terrestre e scoprono al contempo che è molto più grande del primo. Un troiano terrestre è un asteroide che segue lo stesso percorso intorno al Sole della Terra, sia davanti che dietro la Terra nella sua orbita. L’asteroide, chiamato 2020 XL5, è una scoperta fatta dal telescopio Pan-STARRS1 nel 2020, ma gli astronomi non erano sicuri che si trattasse di un troiano terrestre. Il telescopio SOAR gestito dal NOIRLab in Cile ha contribuito a determinare che si tratta di un troiano terrestre e ha scoperto che ha un diametro di oltre un chilometro – quasi tre volte più grande dell’altro troiano terrestre conosciuto.

Il Nuovo asteroide troiano 2020 XL5

Usando il telescopio SOAR (Southern Astrophysical Research) da 4,1 metri sul Cerro Pachón in Cile, i ricercatori guidati da Toni Santana-Ros dell’Università di Alicante e dall’Istituto di Scienze Cosmiche dell’Università di Barcellona osservano l’asteroide 2020 XL5, recentemente scoperto, per condizionarne l’orbita e le dimensioni. I loro risultati confermano che 2020 XL5 è proprio un troiano terrestre – un asteroide compagno della Terra che orbita intorno al Sole lungo lo stesso percorso del nostro pianeta – e che è il più grande ancora trovato.

“I troiani sono corpi massicci che condividono un’orbita con un pianeta, raggruppati intorno a una delle due aree speciali gravitazionalmente bilanciate lungo l’orbita del pianeta, note come punti di Lagrange“. Afferma Cesar Briceño del NOIRLab della NSF, che è uno degli autori di un articolo pubblicato oggi su Nature Communications che riporta i risultati, e che ha contribuito a fare le osservazioni con il telescopio SOAR al Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO), un programma del NOIRLab della NSF, nel marzo 2021.

Diversi pianeti del sistema solare sono noti per avere asteroidi troiani, però 2020 XL5 è solo il secondo esemplare conosciuto trovato vicino alla Terra.

Osservazioni di 2020 XL5 sono state effettuate anche con il Lowell Discovery Telescope da 4,3 metri al Lowell Observatory in Arizona e dalla stazione di terra ottica da 1 metro dell’Agenzia Spaziale Europea a Tenerife nelle isole Canarie.

Scoperto il 12 dicembre 2020 dal telescopio Pan-STARRS1 alle Hawaii, 2020 XL5 è molto più grande del primo troiano terrestre scoperto, chiamato 2010 TK7. I ricercatori hanno scoperto che 2020 XL5 ha un diametro di circa 1,2 chilometri (0,73 miglia), circa tre volte più largo del primo (2010 TK7 è stimato essere meno di 400 metri).

2020 XL5 Vs 2010 TK7

Al momento della scoperta di 2020 XL5, la sua orbita intorno al Sole non era abbastanza conosciuta per dire se si trattasse semplicemente di un asteroide vicino alla Terra che attraversava la nostra orbita, o se fosse veramente un troiano.

Le misurazioni di SOAR sono state così accurate che il team di Santana-Ros è stato in grado di tornare indietro e cercare 2020 XL5 nelle immagini d’archivio dal 2012 al 2019 prese come parte del Dark Energy Survey utilizzando la Dark Energy Camera (DECam) sul telescopio da 4 metri Víctor M. Blanco situato al CTIO in Cile. Con quasi dieci anni di dati a disposizione, il team è stato in grado di migliorare notevolmente la nostra comprensione dell’orbita dell’asteroide.

Nonostante esistano studi che hanno sostenuto l’identificazione dell’asteroide troiano, i nuovi risultati rendono quella determinazione molto più affidabile e forniscono una stima delle dimensioni di 2020 XL5 e del tipo di asteroide che è.

“I dati di SOAR ci hanno permesso di fare una prima analisi fotometrica dell’oggetto, rivelando che 2020 XL5 è probabilmente un asteroide di tipo C, con una dimensione maggiore di un chilometro”; dice Santana-Ros. Un asteroide di tipo C è scuro, contiene molto carbonio ed è il tipo più comune di asteroide nel sistema solare.

Le conclusioni dimostrano inoltre che 2020 XL5 non resterà un asteroide troiano per sempre. Manterrà la sua posizione stabile per almeno altri 4000 anni, ma alla fine sarà sottoposto a perturbazioni gravitazionali e si allontanerà per vagare nello spazio.

2020 XL5 e 2010 TK7 potrebbero non essere soli – è possibile che ci siano molti altri troiani terrestri che finora non sono stati individuati perché appaiono vicini al Sole nel cielo.

Le basi per una futura esplorazione grazie alla scoperta sul nuovo asteroide troiano terrestre

“Ciò implica che le attività di ricerca e osservazione dei troiani terrestri devono essere eseguite vicino all’alba o al tramonto, con il telescopio puntato vicino all’orizzonte, attraverso la parte più spessa dell’atmosfera, il che si traduce in condizioni di scarsa visibilità. SOAR è stato in grado di puntare fino a 16 gradi sopra l’orizzonte, mentre molti telescopi da 4 metri (e più grandi) non sono in grado di puntare così in basso”. Spiega l’autore.

“Queste sono osservazioni davvero impegnative, richiedono al telescopio di tracciare correttamente al suo limite di elevazione più basso, poiché l’oggetto era estremamente basso sull’orizzonte occidentale all’alba”; continua Briceño.

“Ciononostante, la ricompensa per la scoperta dei troiani terrestri vale lo sforzo di averli trovati. Poiché sono fatti di materiale primitivo che risale alla nascita del sistema solare e potrebbero rappresentare alcuni dei mattoni che hanno formato il nostro pianeta, sono obiettivi attraenti per le future missioni spaziali”.

“Se saremo in grado di scoprire più troiani terrestri, e se alcuni di loro possono avere orbite con inclinazioni più basse, potrebbero diventare più economici da raggiungere rispetto alla nostra Luna“. Conclude il ricercatore. “Quindi potrebbero diventare basi ideali per un’esplorazione avanzata del sistema solare, o potrebbero anche essere una fonte di risorse”

Un regalo unico dalla Black Beauty marziana alla ricerca: un danno da shock nello zircone che evidenzia nuovi aspetti del gigante Rosso.

I ricercatori della Curtin University impegnati nello studio di un meteorite marziano, hanno trovato la prima prova di danni ad alta intensità causati dall’impatto di un asteroide, in risultati che hanno implicazioni per capire quando le condizioni adatte alla vita potrebbero essere esistite all’inizio su Marte.

Pubblicata sulla rivista Science Advances, la ricerca ha esaminato i grani dello zircone minerale contenuto nel meteorite marziano NWA 7034. Il meteorite, simpaticamente chiamato “Black Beauty“, è un campione molto raro della superficie di Marte. La roccia originale di 320 grammi è stata trovata nell’Africa settentrionale e riportata per la prima volta nel 2013.

Morgan Cox, il principale autore, descrive il meteorite come una collezione di frammenti di roccia rotta e minerali, per lo più basalto, che si è solidificato ed è diventato, nel tempo, una roccia. Uno zircone trovato all’interno dello stesso, conserva le prove dei danni che si verificano solo durante i grandi impatti di meteoriti. Cox è anche dottorando dello Space Science and Technology Centre (SSTC) di Curtin nella School of Earth and Planetary Sciences.

Un regalo unico dalla Black Beauty: dati importanti che forniscono indicazioni sui processi che hanno interessato il satellite

“Questo frammento è veramente un regalo unico da parte del Pianeta Rosso. La deformazione da urto ad alta pressione non è stata precedentemente trovata in nessun minerale proveniente da Black Beauty. Questa scoperta di un danno da impatto nello zircone marziano di 4,45 miliardi di anni, fornisce nuove prove dei processi dinamici che hanno interessato la superficie del primo Marte“. Afferma Cox.

“Il tipo di danno da urto nello zircone marziano coinvolge il ‘twinning’, ed è stato riportato da tutti i più grandi siti che parlano degli impatti sulla Terra; compreso quello in Messico che ha ucciso i dinosauri, così come la Luna, ma non precedentemente da Marte”.

Le collisioni marziane

Il co-autore Dr. Aaron Cavosie, anche lui dello SSTC di Curtin, ha affermato che la presenza di grani di zircone nel meteorite Black Beauty ha fornito prove fisiche di grandi collisioni su Marte, e ha avuto ripercussioni sull’abitabilità del giovane pianeta.

“Studi precedenti di zircone nei meteoriti marziani hanno proposto che le condizioni adatte alla vita potessero esistere da 4,2 miliardi di anni fa, basandosi sull’assenza di danni definitivi da impatto“. Aggiunge Cavosie.

“Marte è rimasto soggetto al brillamento da impatto in seguito a questo periodo, sulla scala nota per causare estinzioni di massa sulla Terra. Lo zircone che descriviamo fornisce la prova di tali impatti; ed evidenzia la possibilità che la prospettiva di abitabilità possa essersi verificata più tardi di quanto si pensasse in precedenza. Forse coincidendo con l’evidenza di acqua liquida su Marte da 3,9 a 3,7 miliardi di anni fa“.

Scoperte precedenti

La Black Beauty, non finisce di stupire. Questa ricerca si unisce a un grande database nel quale anni fa, si annoverava una prima grande scoperta sul minerale. La NASA, infatti, portò alla luce questo preziosissimo frammento nel 2011, dal Sahara, e lo classificò come appartenente a una nuova classe di meteoriti. Il dato importante evidenziava prove certe dell’acqua su Marte, con una stima pari a 10 volte di più rispetto ad altri meteoriti marziani di origine sconosciuta.

La composizione di NWA 7034 è diversa da qualsiasi meteorite marziano studiato in precedenza. I ricercatori teorizzano che la grande quantità di acqua contenuta in NWA 7034 potrebbe aver avuto origine dall’interazione delle rocce con l’acqua presente nella crosta di Marte.

Il meteorite ha anche una miscela diversa di isotopi dell’ossigeno rispetto a quella trovata in altri meteoriti marziani, che potrebbe essere il risultato dell’interazione con l’atmosfera del gigante rosso.

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