{"id":61551,"date":"2021-07-08T00:40:10","date_gmt":"2021-07-07T22:40:10","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=61551"},"modified":"2023-06-01T22:11:04","modified_gmt":"2023-06-01T20:11:04","slug":"61551","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/61551","title":{"rendered":"Emissioni radio dallo spazio profondo ci sveleranno di cosa \u00e8 fatto l’Universo"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 6<\/span> minuti<\/span><\/span>

.<\/span><\/p>\nlivello difficile<\/span><\/a>\n

.<\/span><\/p>\n

ARGOMENTO: ASTRONOMIA<\/span><\/strong>
\nPERIODO: XXI SECOLO
\nAREA: DIDATTICA<\/span><\/strong>
\nparole chiave: Magnetar, stelle a neutroni
\n.<\/span><\/p>\n

Recentemente una notizia alquanto curiosa ha fatto il giro sulle riviste scientifiche che si occupano di astronomia e astrofisica. Il 28 aprile 2020, una stella di neutroni<\/span><\/strong>, ovvero una stella “compatta” formata da materia degenere (uno stato particolare della materia caratterizzato da una densit\u00e0 elevatissima) e costituita da neutroni mantenuti insieme dalla forza di gravit\u00e0 ha avuto un comportamento quanto meno singolare. <\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Illustrazione di un potente lampo di raggi X emesso da una magnetar. Un’esplosione radio simile \u00e8 stata rilevata il 28 aprile 2021 da una magnetar chiamata SGR 1935. Credito: Goddard Space Flight Center della NASA\/Chris Smith (USRA) <\/span><\/strong><\/p>\n

Questo tipo di stelle sono dotate di un enorme campo magnetico, miliardi di volte quello terrestre e vengono tecnicamente chiamati magnetar <\/span><\/strong>(<\/span>per magnetic star). La cosa straordinaria \u00e8 che questa stella ha emesso simultaneamente una grande quantit\u00e0 di raggi X ed emissioni elettromagnetiche. L’esplosione \u00e8 stata preceduta da un primo lampo radio veloce (fast radio bursts – FRB<\/span><\/strong>), un evento, mai osservato nella nostra galassia, che ha dimostrato che anche i magnetar<\/span><\/strong> possono produrre misteriose e potenti emissioni radio, precedentemente viste solo in altre galassie.<\/p>\n

Cerchiamo di capire meglio<\/span><\/strong><\/span>
\nUn magnetar<\/span><\/strong> \u00e8 un tipo di stella di neutroni isolata, immaginiamola come i resti frantumati di una stella delle dimensioni di una citt\u00e0 ma con una massa molto pi\u00f9 grande del nostro Sole. Ci\u00f2 che la rende cos\u00ec speciale \u00e8 il suo campo magnetico che pu\u00f2 essere miliardi di volte quello terrestre. A causa del suo decadimento il magnetar<\/span><\/strong> genera intense emissioni elettromagnetiche, in particolare raggi X, gamma e (molto raramente) anche radiofrequenze che possono essere rilevati dai radiotelescopi terrestri e satellitari. La porzione a raggi X delle raffiche sincrone \u00e8 stata rilevata da diversi satelliti, incluso il Global Geospace Science (GGS) Wind<\/span><\/strong>, una sonda scientifica della NASA che era stata lanciata il 1 novembre 1994 per studiare le onde radio e il plasma che si rilevano nel vento solare e nella magnetosfera terrestre.<\/p>\n

Le emissioni radio sono state invece registrate dal Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME)<\/span><\/strong>, un radiotelescopio situato presso il Dominion Radio Astrophysical Observatory<\/span><\/strong> nella British Columbia, che viene utilizzato dalla McGill University di Montreal, dall’Universit\u00e0 della British Columbia e dall’Universit\u00e0 di Toronto. Parliamo di strutture ingegneristiche significative che ascoltano e registrano le variazioni energetiche dagli spazi profondi. <\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Questa veduta aerea mostra il Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), un radiotelescopio situato presso il Dominion Radio Astrophysical Observatory nella British Columbia. Credito: Richard Shaw\/UBC\/CHIME<\/span><\/strong><\/p>\n

Il burst radio<\/span><\/strong> \u00e8 stato rilevato anche dal Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2)<\/span><\/strong>, un altro progetto finanziato dalla NASA, composto da un tre stazioni situate in California e nello Utah e gestito dal Caltech<\/span><\/strong> e dal Jet Propulsion Laboratory della NASA <\/span><\/strong>nel sud della California. E\u2019 stato proprio STARE 2<\/span><\/strong> a determinare che l’energia dell’esplosione era paragonabile a quella tipica dei FRB.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

I Fast Radio Burst (FRB) durano solo un millisecondo ma contengono tanta energia quanto decine di milioni di soli. Il flusso di elettroni ed altre cariche crea un enorme campo magnetico e onde radio ad altissima frequenza – Fonte dell’immagine: Dipartimento di Fisica della Columbia University)<\/span><\/strong><\/p>\n

Il giorno prima, il 27 aprile 2020, l’Osservatorio Neil Gehrels Swift <\/span><\/strong>della NASA<\/span><\/strong> aveva individuato un nuovo ciclo di attivit\u00e0 da una magnetar chiamata SGR 1935<\/span><\/strong>, situata nella costellazione della Volpetta<\/span><\/strong> (in latino Vulpecula, abbreviata in Vul), una debole costellazione settentrionale situata al centro del Triangolo Estivo<\/span><\/strong>, un asterismo formato dalle stelle Deneb, Vega e Altair<\/span><\/strong> che abbiamo gi\u00e0 conosciuto in un altro articolo<\/a>.<\/p>\n

In parole semplici l’evento, avvenuto ad aprile del 2020, \u00e8 consistito in una tempesta di lampi a raggi X, ciascuno della durata di meno di un secondo. La tempesta, che ha infuriato per ore, \u00e8 stata rilevata in vari momenti da Swift<\/span><\/strong>, dal telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA<\/span><\/strong> e dal NICER<\/span><\/strong>, un telescopio a raggi X montato sulla Stazione Spaziale Internazionale<\/span><\/strong>. Circa 13 ore dopo che la tempesta si era calmata, quando la magnetar era ormai fuori vista per Swift, Fermi e NICER, inizi\u00f2 una forte emissione di raggi X, un\u2019esplosione che fu registrata dalla missione INTEGRAL dell’Agenzia Spaziale Europea, dal satellite Huiyan della China National Space Administration e dalla strumentazione Konus in dotazione a Wind<\/span><\/strong>. Quando l\u2019emissione di raggi X, della durata di mezzo secondo, si verific\u00f2, CHIME<\/span><\/strong> e STARE2<\/span><\/strong> rilevarono un lampo radio della durata di solo un millesimo di secondo.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

STARE2 \u00e8 una serie di tre rilevatori radio situati in California e Utah. Questa immagine mostra quello situato presso il complesso di comunicazioni Goldstone Deep Space nel deserto del Mojave in California.  Crediti: NASA\/JPL-Caltech<\/span><\/strong><\/p>\n

“Il lampo radio \u00e8 stato molto pi\u00f9 luminoso di qualsiasi cosa avessimo visto prima, quindi abbiamo subito capito che si trattava di un evento entusiasmante<\/span><\/strong>“, ha affermato Paul Scholz<\/span><\/strong>, ricercatore presso il Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics dell’Universit\u00e0 di Toronto e membro del CHIME \/FRB Collaborazione<\/span><\/strong>. \u201cAbbiamo studiato le magnetar nella nostra galassia per decenni, mentre gli FRB sono un fenomeno extragalattico le cui origini sono rimaste un mistero. Questo evento mostra che i due fenomeni sono probabilmente collegati\u201d<\/span><\/strong>. I documenti della collaborazione CHIME\/FRB e del team STARE2 sono stati poi pubblicati il \u200b\u200b4 novembre 2020 sulla rivista Nature<\/strong><\/span>.<\/p>\n

Dove \u00e8 avvenuto?<\/span><\/strong><\/span>
\nLa distanza di SGR 1935<\/span><\/strong> non \u00e8 ancora stata determinata, con stime che vanno da 14.000 a 41.000 anni luce. Supponendo che si trovi all’estremit\u00e0 pi\u00f9 vicina di questo intervallo, \u00e8 stato valutato che la porzione di raggi X delle esplosioni simultanee registrate, abbia trasportato tanta energia quanta ne produce il nostro Sole in un mese. In parole semplici, il burst radio<\/span><\/strong> di SGR 1935 \u00e8 stato migliaia di volte pi\u00f9 luminoso di qualsiasi emissione radio delle magnetar conosciute nella nostra galassia<\/span><\/strong>. Se questo evento si fosse verificato in un’altra galassia, sarebbe stato indistinguibile da alcuni degli FRB pi\u00f9 deboli osservati.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

SGR 1935+2154: spettri dinamici e serie temporali mediate in banda di modelli burst. Credito: Scholz et al., 2020. da Phys.org<\/span><\/strong><\/p>\n

“Le esplosioni viste da NICER<\/strong> e Fermi<\/strong> durante la tempesta sono chiaramente diverse nelle loro caratteristiche spettrali da quelle associate all’esplosione radio<\/strong><\/span>“, ha affermato George Younes<\/span><\/strong>, ricercatore della George Washington University di Washington<\/span><\/strong>. \u201cAttribuiamo questa differenza alla posizione del bagliore di raggi X sulla superficie della stella, con il lampo associato a FRB che probabilmente si \u00e8 verificato vicino al polo magnetico. Questa potrebbe essere la chiave per comprendere l’origine dell’eccezionale segnale radio<\/span><\/strong>\u201d.<\/p>\n

Inoltre, l’impulso radio \u00e8 arrivato durante un’emissione di raggi X, cosa che non era mai stata osservata prima in associazione con dei FRB. Nel loro insieme, le osservazioni suggeriscono che SGR 1935<\/span><\/strong> abbia prodotto l’equivalente della Via Lattea di un FRB. Per una prova inconfutabile della connessione magnetar<\/span><\/strong>, i ricercatori ricercano ora un FRB al di fuori della nostra galassia che coincida con un lampo di raggi X dalla stessa fonte. Questa combinazione potrebbe essere possibile solo per le galassie a noi vicine, motivo per cui CHIME, STARE2<\/span><\/strong> ed i satelliti<\/span><\/strong> della NASA continueranno a monitorare lo spazio lontano.<\/p>\n

Perch\u00e9<\/b><\/span><\/span> \u00e8 importante?<\/span><\/strong><\/span>
\nTutto \u00e8 legato ad una domanda alla quale non siamo ancora in grado di dare una risposta: di cosa \u00e8 fatto l’Universo?  La teoria pi\u00f9 accreditata \u00e8 che l’universo sia costituito, in maniera molto approssimativa, da energia oscura (68%) e da materia (oscura 27% e ordinaria 5%). Le misurazioni attraverso i radiotelescopi ci permettono per\u00f2 di valutare solo la met\u00e0 della materia ordinaria mentre il resto sfugge alle osservazioni (non a caso viene definito “materia mancante”). Un aiuto agli astrofisici proviene dall’osservazione di queste emissioni radio FRB, caratterizzate da fenomeni di dispersione che si manifestano nel transito con una diminuzione della frequenza iniziale. Inizialmente i lampi hanno infatti una frequenza pi\u00f9 elevata, e poi nel cammino questa si riduce, a causa dell’attraversamento della materia ordinaria. Viene da se che misurando il segnale e l’attenuazione della sua frequenza \u00e8 possibile quindi valutare la quantit\u00e0 di materia nel percorso. In pratica, nel suo lungo cammino avviene un fenomeno fisico ben noto, il cosiddetto redshift o spostamento verso il rosso<\/span><\/strong> della frequenza del segnale. In parole semplici un redshift<\/span><\/strong> fornisce un apprezzamento dell’aumento della lunghezza d’onda del segnale, che fisicamente corrisponde ad una diminuzione della frequenza. Questo ci permette anche di calcolare la distanza della sorgente di emissione e di “valutare” quindi la materia ordinaria presente sul percorso. Tutto questo in un lampo dallo spazio profondo. La ricerca continua.<\/p>\n

 <\/p>\n

in anteprima un immagine artistica di un magnetar,  un particolare tipo di stella di neutroni con un campo magnetico estremamente forte,  nel cluster stellare di Westerlund 1. Questo cluster contiene centinaia di stelle enormi, alcune che brillano con uno splendore di quasi un milione di soli. Gli astronomi europei hanno dimostrato per la prima volta che questo magnetar \u00e8 stato formato da una stella con almeno 40 volte pi\u00f9 massa del sole – Fonte ESO\/L. Cal\u00e7ada – <\/bdi>Creative Commons Attribution 4.0<\/a><\/p>\n

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 <\/p>\n

Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo
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