Copertina del numero di giugno 2026 di Universi. Crediti: Nasa

È online – e in arrivo a tutti gli abbonati, che potranno portarselo sotto l’ombrellone – il numero di giugno di Universi, l’house organ dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf). In copertina, la Terra sorge dietro la Luna, ripresa dalla missione Artemis II: un’immagine che richiama la celebre fotografia Earthrise, scattata cinquantotto anni fa dagli astronauti dell’Apollo 8. Ad aprire il numero, come sempre, è l’editoriale del Presidente di Inaf, che questa volta pone l’accento sull’importanza dell’ingegno e sulla buona pratica di trasformare i limiti incontrati lungo il cammino in opportunità.

Tra gli approfondimenti, Emanuele De Rubeis e Marco Bondi raccontano come, grazie alla combinazione di alta risoluzione e di copertura alle basse frequenze offerta da Lofar-Vlbi, un gruppo di ricerca Inaf ha scoperto un’intricata rete di filamenti radio nell’ammasso di galassie Abell 2255, estesa per centinaia di migliaia di anni luce e mai osservata prima. Per il settore stelle e mezzo interstellare, protagonista è Sn 2024bch, la supernova scoperta il 29 gennaio 2024 nella galassia Ngc 3206 che ha messo alla prova i modelli classici dell’evoluzione stellare: Leonardo Tartaglia e Giorgio Valerin raccontano come il loro gruppo di ricerca ha dimostrato che le sue righe spettrali ad alta ionizzazione, inizialmente scambiate per il segnale di un’interazione violenta con il mezzo circumstellare, erano invece il prodotto di un fenomeno di fluorescenza radiativa – un comportamento così anomalo da ricordarci l’importanza di un’analisi fisica profonda e che non tutto ciò che brilla intensamente è una sorgente multimessaggera. Sul fronte marziano, Teresa Fornaro racconta come lo strumento Sherloc a bordo del rover Perseverance ha rilevato tracce di idrocarburi policiclici aromatici preservati all’interno di sali nel cratere Jezero e spiega come uno studio condotto presso il laboratorio di astrobiologia dell’Inaf di Arcetri suggerisce che questi sali marziani possano aver agito da archivi geochimici per miliardi di anni, con la questione sull’origine – abiotica o biotica – ancora aperta. Risolto invece, dopo mezzo secolo di incertezze, il mistero del litio nella Via Lattea: ne parlano Luca Izzo e Paolo Molaro, autori di uno studio Inaf che indica le nove classiche come la principale “fabbrica” di questo elemento. Chiudono gli approfondimenti Alberto Pellizzoni e Simona Righini con i “guardiani del Sole” – SunDish e Solaris – con cui l’Inaf monitora la nostra stella dai radiotelescopi di Medicina e in Sardegna fino alle basi antartiche, per costruire un sistema di allerta dei fenomeni di meteorologia spaziale.

Le rubriche di questo numero spaziano dalla tecnologia alla cultura. La rubrica Tech racconta come al Sardinia Radio Telescope si stia sperimentando la “super-risoluzione”, una tecnica che permette di ottenere immagini più dettagliate senza aumentare le dimensioni degli specchi, manipolando la forma del fronte d’onda. Metaverso presenta Space Walk, la WebAR che trasforma qualsiasi città in un Sistema solare in scala da percorrere a piedi, con i pianeti che compaiono in realtà aumentata tra piazze e portici. La rubrica Art porta al radiotelescopio di Medicina il duo artistico bolognese Antonello Ghezzi, che ha portato le meteore di Medicina dal Libano al Cile, dall’Argentina alla Palestina, con l’invito a esprimere un desiderio. Musei celebra il recente riallestimento del Museo della Specola di Bologna, riaperto a gennaio con un percorso che intreccia la storia di Guido Horn d’Arturo – inventore degli specchi a tasselli, anticipatore di Webb e del Ctao – con gli strumenti originali del Seicento e Settecento.

Completano il numero le rubriche Flash, Green, Astrobiologia, Scuola, Libri, Pop e Altriversi, e una ricca infografica sugli esopianeti scoperti in Italia. Oltre alle interviste a Roberto Maiolino sulle meraviglie del telescopio Webb e a Mariafelicia De Laurentis sull’ombra dei buchi neri, e alla “visione” di Davide Coero Borga che, insieme al fotografo Riccardo Bonuccelli, è arrivato in Sardegna, per farvi conoscere i luoghi da cui si osserva e si studia l’universo.

Insomma, è tutto pronto per una borsa da spiaggia spaziale.

Ricordo infine che dal sito della rivista è possibile abbonarsi alla versione cartacea, almeno fino a esaurimento delle nostre scorte. Per chi invece preferisce il digitale, sul sito è presente la versione sfogliabile e nell’archivio sono disponibili i pdf di tutti i numeri. Infine, potete iscrivervi alla Newsletter di Universi da questo link.

Wasp-121b è un esopianeta gioviano ultra-caldo situato a 858 anni luce dalla Terra nella costellazione della Poppa. Un team di astronomi guidati da Cyril Gapp, studente di dottorato al Max Planck Institute for Astronomy (Mpia) di Heidelberg, in Germania, ha rilevato un’asimmetria nell’assorbimento della luce infrarossa proveniente dalla sua stella madre Wasp-121, filtrata parzialmente attraverso l’atmosfera del pianeta durante il transito. Questo fenomeno è stato interpretato dai ricercatori come il risultato di temperature e composizioni chimiche non uniformi nell’atmosfera di Wasp-121b. Lo studio, pubblicato questa settimana su Nature Astronomy, è stato realizzato analizzando i dati ottenuti dallo strumento NirSpec di Jwst, spettrografo nel vicino infrarosso.

Rappresentazione artistica dell’esopianeta Wasp-121b. Crediti: Patricia Klein e Mpia

«Grazie alla sua qualità osservativa senza precedenti, Jwst ci offre le immagini più dettagliate mai ottenute finora dei pianeti lontani: misurando come cambia l’assorbimento della luce stellare mentre Wasp-121b ruota, analizziamo la sua atmosfera longitudine per longitudine», spiega Gapp. Oltre a una leggera riduzione generale della luminosità verso la fine del transito, è stato osservato anche un aumento del segnale del monossido di carbonio che sembra essere un effetto termico, non correlato a un aumento delle molecole di monossido di carbonio. Il risultato più interessante è che, al contrario, la quantità di acqua nell’atmosfera sembra diminuire, segnale interpretato dagli astronomi come una reale diminuzione delle molecole d’acqua. Le temperature nell’alta atmosfera di Wasp-121b sono sufficientemente elevate da scindere le molecole d’acqua nei loro costituenti: questo risultato conferma l’esistenza di venti caldi che riscaldano la regione “serale”. Questa zona, infatti, assorbe più luce infrarossa rispetto al lato “mattutino”, in accordo con la visione comunemente accettata secondo cui venti potenti trasportano calore intenso dal giorno alla notte. I venti caldi seguono la rotazione del pianeta verso est, riscaldando la zona serale; con l’aumento delle temperature, questa regione si espande, aumentando la sezione trasversale del pianeta e permettendogli di assorbire più efficacemente la radiazione stellare.

«Wasp-121b è particolarmente estremo: le temperature medie nell’emisfero diurno si aggirano intorno ai 2770 kelvin, mentre quelle nell’emisfero notturno si avvicinano ai 1000 kelvin», spiega il coautore Tom Evans-Soma dell’Università di Newcastle, in Australia.  L’esopianeta è infatti in rotazione sincrona con Wasp-121: il suo periodo di rotazione è uguale al periodo di rivoluzione intorno alla stella. La conseguenza di questo fenomeno è che Wasp-121b ha un emisfero caldo costantemente rivolto verso la stella e un emisfero opposto più oscuro e freddo. Durante il passaggio davanti alla stella, il pianeta ruota leggermente, raggiungendo circa 30 gradi di rotazione durante un transito completo. Questo ha permesso agli astronomi di osservare le due differenti zone dell’atmosfera: quella che guida l’orbita (leading), corrispondente al lato del mattino, e quella che segue (trailing), corrispondente al lato della sera.

Vista dall’alto dell’orbita dell’esopianeta Wasp-121b attorno alla sua stella. La rotazione del pianeta è sincronizzata con la sua orbita; di conseguenza, il pianeta presenta costantemente lo stesso lato alla stella, creando così un lato diurno e uno notturno ben distinti. Le zone di transizione tra questi due emisferi sono le regioni del mattino e della sera. Crediti: Mpia

Per verificare le temperature misurate, che potrebbero causare un’espansione locale, gli astronomi hanno simulato la distribuzione di calore negli strati superiori di un pianeta gassoso in base alle proprietà del pianeta e alle posizioni del pianeta e della sua stella ospite. Sebbene questi modelli atmosferici abbiano confermato l’asimmetria causata dalle variazioni spaziali di temperatura, i dati osservati hanno rivelato un’ampiezza del segnale maggiore rispetto a quanto previsto dai modelli, e per questo gli astronomi hanno ipotizzato che nella zona d’alba possano esserci meccanismi di raffreddamento che i modelli non considerano. Alcuni studi precedenti avevano suggerito la possibile presenza di nuvole, composte non da gocce d’acqua ma da minerali come i silicati. Le nuvole possono infatti schermare efficacemente la luce infrarossa emessa dagli strati gassosi caldi sottostanti, e di conseguenza le temperature appaiono più basse. Data la difficoltà nel simulare la fisica delle nuvole, della condensazione e dell’evaporazione in un ambiente dinamico, i modelli fisici comunemente applicati alle atmosfere degli esopianeti non tengono conto delle nuvole, e ciò può portare a risultati non realistici. Dopo aver modificato la simulazione per approssimare l’effetto che le nuvole hanno sulla radiazione infrarossa proveniente dagli strati più profondi, i risultati sono più coerenti con le osservazioni. Tuttavia, solo modelli più sofisticati saranno in grado di confermare con certezza la presenza di nuvole.

Gli astronomi hanno già individuato anche altri esopianeti che rientrano nell’intervallo di temperatura e nella velocità di rotazione richiesti per studiare con successo le regioni crepuscolari, in modo da costruire un campione di pianeti gassosi ultra-caldi e scoprire somiglianze e differenze tra questi mondi estremi.

Per saperne di più:

• Leggi su Nature Astronomy l’articolo “Atmospheric asymmetries in WASP-121 b revealed by rotational transits detected with JWST” di Cyril Gapp, Aurélien Falco, Thomas M. Evans-Soma, David K. Sing, Shashank Dholakia, Vivien Parmentier, Jérémy Leconte, Eva-Maria Ahrer e Guangwei Fu

L’annuncio è arrivato ieri da Tenerife, dov’erano riuniti i rappresentanti degli Stati membri dell’Agenzia spaziale europea per prendere decisioni di ampia portata sul futuro del programma scientifico dell’agenzia stessa: la scelta del Comitato consultivo per le scienze spaziali (Ssac, Space Science Advisory Committee) per la prossima missione di classe media – la cosiddetta M7 – è andata a Plasma Observatory, una missione la cui lead proposer è l’astrofisica Maria Federica Marcucci, ricercatrice all’Inaf Iaps di Roma.

«La missione nasce da una visione scientifica maturata nel corso degli ultimi anni grazie al contributo di una vasta comunità internazionale e consentirà di studiare per la prima volta in modo sistematico i processi fondamentali che governano il comportamento dei plasmi nello spazio attraverso osservazioni simultanee su diverse scale spaziali realizzate da una costellazione di sette satelliti», spiega Marcucci «Questa capacità osservativa multiscala senza precedenti permetterà di comprendere fenomeni fondamentali che avvengono nei plasmi che permeano l’intero universo e che hanno effetti diretti anche sull’ambiente spaziale che circonda la Terra».

Il team di Plasma Observatory. Crediti: Esa

«Come lead proposer della missione, insieme ad Alessandro Retinò (co-lead proposer) del Laboratoire de Physique des Plasmas di Parigi, e chair dello science study team», continua Marcucci, «sono particolarmente orgogliosa del ruolo svolto dalla comunità italiana e dall’Inaf durante tutte le fasi dello studio. Ricercatrici e ricercatori dell’Istituto hanno partecipato attivamente ai gruppi di lavoro che hanno contribuito a definire gli obiettivi scientifici della missione. In questo contesto, un contributo fondamentale è stato fornito dall’Università della Calabria, attraverso la partecipazione di Francesco Valentini allo science study team, sul solco di una lunga e fruttuosa collaborazione».

«Desidero inoltre sottolineare il ruolo fondamentale svolto dall’Agenzia spaziale italiana, che ha consentito alla comunità scientifica nazionale di contribuire in modo sostanziale alla maturazione scientifica e tecnologica della proposta», ricorda Marcucci. «La raccomandazione di Plasma Observatory rappresenta anche il riconoscimento di questo investimento strategico perseguito con lungimiranza e continuità, nonché della capacità dell’Italia di valorizzare le competenze maturate ed essere protagonista nei grandi programmi scientifici europei, dalla definizione delle domande scientifiche fino alla realizzazione delle tecnologie necessarie per affrontarle.

Schema del processo di selezione di una missione di classe media dell’Esa. Crediti: Esa/Atg

La proposta del Comitato consultivo dell’Esa – che si avvale di gruppi di lavoro composti da scienziati esterni specializzati in diversi ambiti  – arriva al termine di una durissima selezione: il numero delle missioni in gara, inizialmente 27, si è infatti ristretto progressivamente a cinque, poi a tre e infine, appunto, alla sola Plasma Observatory. Ora il Comitato per il programma scientifico (Spc, Science Programme Commitee) ha preso atto di questa raccomandazione e adotterà una decisione formale in merito nella prossima riunione, prevista per novembre 2026, una volta consolidati gli impegni finanziari relativi allo sviluppo della strumentazione.

I modelli di emissione del cielo radio giocano un ruolo chiave per studiare l’universo alle basse frequenze. Uno studio pubblicato questa settimana su Nature Astronomy suggerisce che questi modelli raccontano una storia incompleta: il cielo radio è più luminoso di quanto pensassimo.

La brillanza del cielo a basse frequenze radio – tra 60 e 350 megahertz – è stata misurata con una precisione senza precedenti da un team internazionale di ricerca guidato dall’agenzia scientifica australiana Csiro. Secondo il team, uno dei modelli di riferimento più utilizzati in radioastronomia sottostima la luminosità del cielo di circa il 20 per cento alle frequenze più basse considerate, arrivando fino al 50 per cento a 350 megahertz.

Pietro Bolli in Australia al sito di Mwa/Ska-Low. Crediti: Inaf

Per capire meglio le implicazioni di queste misure, Media Inaf  ha intervistato uno dei coautori dello studio, Pietro Bolli, dirigente tecnologo all’Istituto nazionale di astrofisica e responsabile per la progettazione e l’analisi elettromagnetica dei sistemi d’antenna di Ska-Low, le antenne a bassa frequenza dell’Osservatorio Ska.

Qual è l’importanza di questo risultato?

«Si tratta di una misura assoluta dell’emissione diffusa dell’emisfero australe, ottenuta attraverso un’accurata calibrazione strumentale. Questo risultato indica la necessità di introdurre termini correttivi rispetto ai modelli attualmente in utilizzo dalla comunità scientifica, basati perlopiù su misure effettuate decenni fa».

Come influenzerà la radioastronomia il nuovo cielo radio?

«Il contesto attuale è particolarmente interessato a questo tema. Nei prossimi decenni la radioastronomia a bassa frequenza sarà infatti dominata dal più grande radiotelescopio mai concepito, Ska-Low. La calibrazione di un interferometro del genere è un passaggio fondamentale per la corretta interpretazione dei dati raccolti. Il nuovo risultato è proprio un follow-up dell’attività di ricerca volta a individuare ed ottimizzare le strategie di calibrazione più efficaci per Ska-Low. La misura presentata è stata condotta utilizzando un’antenna Skala 4.1, che è proprio il modello di antenna scelto per Ska-Low, assieme a un ricevitore sviluppato in Australia da Csiro per misure radiometriche assolute a elevata precisione».

Potrebbe cambiare qualcosa in ciò che sappiamo dell’universo?

«Avere una conoscenza più accurata possibile dell’emissione diffusa dell’universo radio è fondamentale per ottenere modelli di riferimento affidabili e conseguentemente calibrare l’osservazione. L’emissione radio del cielo, a basse frequenze, è dominata dai processi di radiazione di sincrotrone nella nostra galassia e dalle emissioni di tutte le sorgenti extragalattiche. Conoscere con precisione questo contributo è vitale in vari ambiti astrofisici, in particolare per tracciare i processi astrofisici dell’universo primordiale. Inoltre, la conferma di un eccesso di radiazione all’estremo più alto della banda di frequenza farà crescere l’interesse a indagare ipotesi alternative per la sua spiegazione, come ad esempio la presenza di un forte processo di annichilazione della materia oscura nell’universo primordiale».

L’antenna e il ricevitore utilizzati per le osservazioni presso Inyarrimanha Ilgari Bundara, il Murchison Radio-Astronomy Observatory del Csiro, nel territorio del popolo Wajarri. Crediti: Ravi Subrahmanyan

Le vostre misure possono essere considerate un’anticipazione delle capacità scientifiche del futuro Osservatorio Ska?

«Il nostro lavoro usa una singola antenna, che osserva una regione del cielo estremamente ampia, detta all-sky. Si differenzia quindi nettamente dall’interferometro Ska-Low, che viceversa, usando centinaia di stazioni costituite da 256 antenne ciascuna, permetterà di avere risoluzioni angolari estremamente fini e sensibilità elevatissime. Allo stesso tempo, questo lavoro conferma la solidità del progetto dell’antenna, ovvero di un elemento fondamentale nella complessità tecnologica di Ska-Low. Molti dei dati di simulazione usati in questo studio saranno trasferiti anche per la calibrazione e caratterizzazione elettromagnetica delle stazioni di Ska-Low».

Qual è stato il contributo dell’Istituto nazionale di astrofisica?

«La tecnica utilizzata richiede una caratterizzazione estremamente dettagliata del sistema di ricezione, composto dall’antenna e da successivi stadi a radiofrequenza, in modo da cancellare gli effetti strumentali dai dati ottenuti. Come Inaf, abbiamo contribuito al lavoro dei colleghi australiani fornendo risultati da simulazioni elettromagnetiche dell’antenna Skala 4.1 che potessero essere inseriti nella procedura di calibrazione. Le simulazioni effettuate hanno cercato di rappresentare in maniera più fedele possibile le prestazioni dell’antenna all’interno dell’ambiente operativo. Aggiungerei che con la partecipazione a questo e ad altri studi, l’Inaf capitalizza una strategia partita più di quindici anni fa, di investimento di risorse significative per lo sviluppo tecnologico di grandi infrastrutture di ricerca. Il gruppo tecnologico Ska-Low coordinato da Jader Monari dell’Istituto di Radioastronomia, ha svolto un ruolo di rilievo internazionale nella progettazione di numerosi elementi della catena di ricezione di Ska-Low. La progettazione e sviluppo dell’antenna Skala4.1 e le sofisticate simulazioni elettromagnetiche sono esempi concreti di attività di ricerca in cui Inaf, con i propri partner istituzionali e industriali, ha creato una legacy nel progetto Ska di cui ora raccoglie i frutti».

Per saperne di più: 

• Leggi su Nature Astronomy l’articolo “Precise Measurement of the Absolute Sky Brightness at 60 to 350 MHz” di Luke McKay, Ravi Subrahmanyan, Aaron Chippendale, Pietro Bolli, Georgios Kyriakou, Alex Dunning, Ronald Ekers

Avete presente la celebre Nebulosa di Orione? Ecco, nascosto dietro il suo gas e la sua polvere si trova un oggetto altrettanto spettacolare e variopinto: il complesso delle Nubi Molecolari di Orione, visibile in questa immagine grazie allo strumento agli infrarossi NirCam di Jwst, il James Webb Space Telescope. Selezionata come picture of the month di Jwst per il mese di giugno 2026, riesce a mostrarci uno scenario altrimenti invisibile: in banda ottica, infatti, la luce viene assorbita completamente dal materiale della nebulosa antistante, rendendo le osservazioni impossibili a lunghezze d’onda minori di quelle infrarosse.

Regione all’interno di una nube molecolare in cui si formano le stelle. Lo sfondo è ricoperto da strati di gas e polvere dai colori blu, verde e giallastri. Agglomerati più densi di polvere fredda, di colore che va dal marrone scuro al nero, bloccano completamente la luce. Le stelle si trovano sia all’interno che sopra le nubi, dalle quelle piccole arancioni alle grandi stelle bianche o blu. Le onde e i flussi di gas incandescente di colore biancastro sono generati dai getti delle protostelle che entrano in collisione con il materiale circostante. Crediti: Esa/Webb, Nasa & Csa, T. Megeath, M. Zamani (Esa/Webb)

In realtà, il complesso si divide in quattro parti, denominate da Omc-1 a Omc-4, e la foto scattata da Webb cattura solo una piccola parte di Omc-2, distante 1280 anni luce da noi: una regione ampia circa 150 anni luce in cui è in atto un’intensa attività di formazione stellare che dà origine a questa scenografica composizione di colori.

Le nubi molecolari, infatti, sono enormi agglomerati di gas freddo, molto più densi del mezzo interstellare circostante, ed è proprio questa elevata densità che permette al gas di collassare sotto l’azione della gravità, dando origine alle protostelle, il primo stadio del processo di formazione stellare. Man mano che il materiale continua a precipitare sulla protostella in formazione, si riscalda progressivamente e parte dell’enorme energia liberata durante il processo viene convertita in potenti getti di gas espulsi dai poli della stella. Questi getti generano onde d’urto ad alta velocità che attraversano il gas circostante, comprimendolo e riscaldandolo fino a produrre caratteristiche creste luminose ben definite. Nell’immagine è possibile individuare la posizione delle protostelle, ancora nascoste all’interno dei loro gusci di gas e polvere, seguendo a ritroso la direzione di questi flussi.

Al contrario, stelle già formate hanno disperso gran parte del materiale da cui sono nate attraverso la loro radiazione e i loro venti stellari, e per questo motivo appaiono in regioni relativamente sgombre di gas e polvere, rendendosi osservabili direttamente e illuminando Omc-2 con la loro intensa luce bianco-blu.

A queste zone illuminate si mescolano quelle completamente scure, dove la polvere fredda è così densa da assorbire quasi tutta la luce, mentre le regioni marroni e arancioni indicano la presenza di polvere più calda che assorbe e riemette luce. Le sfumature dal giallo al verde sono dovute in gran parte alle emissioni degli idrocarburi policiclici aromatici, mentre la luce delle stelle e delle protostelle, diffusa dai granelli di polvere, appare sotto forma di foschia blu e ciano.

Le osservazioni di questa regione sono state condotte all’interno di un programma che mira a studiare la formazione stellare all’interno delle nubi Omc-2 e Omc-3. In particolare, i dati di Webb verranno usati per comprendere meglio i fenomeni di accrescimento sulle protostelle e come la presenza dei numerosi flussi di gas nella regione influenzi gli stadi iniziali della vita delle stelle.

Utilizzando i dati d’archivio raccolti dalla missione Neowise della Nasa, un team di astronomi del Mit ha individuato il quasar variabile più antico mai osservato. Il suo nome è J0439+1634, era già presente all’“alba cosmica”, quando l’universo aveva appena 850 milioni di anni (z ≈ 6.5), e la sua luminosità cambia nel tempo: un fenomeno mai osservato prima in un oggetto così distante. La scoperta, pubblicata questa settimana su Nature Astronomy, apre una nuova finestra di osservazione sui primi buchi neri supermassicci e sull’evoluzione delle galassie nell’universo primordiale.

Illustrazione artistica che mostra un buco nero supermassiccio al centro di un quasar. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech

I quasar sono tra gli oggetti più luminosi dell’universo. Si tratta di nuclei galattici attivi alimentati da buchi neri supermassicci che emettono enormi quantità di radiazione mentre accrescono materia.

Per molto tempo si è ritenuto che le prime galassie formatesi nel cosmo avessero bisogno di oltre un miliardo di anni per stabilizzarsi e maturare, e che quindi i buchi neri supermassicci non dovessero essere presenti nelle prime fasi dell’universo. Le osservazioni condotte a partire dai primi anni Duemila hanno però raccontato una storia diversa. Oggi gli astronomi hanno infatti identificato oltre duecento quasar risalenti al primo miliardo di anni di vita dell’universo.

Per studiare meglio questi antichi “mostri cosmici”, un team guidato da Gene Leung, del Massachusetts Institute of Technology, ha cercato le variazioni di luminosità di un quasar primordiale. Per farlo, gli autori dello studio hanno esaminato immagini dell’universo ottenute a lunghezze d’onda infrarosse e su intervalli temporali molto lunghi, dell’ordine di anni. A causa dell’espansione cosmica, infatti, la luce emessa da sorgenti remote viene spostata verso lunghezze d’onda più lunghe (redshift). Anche le variazioni temporali risultano però dilatate: un fenomeno che nel sistema di riferimento d’un quasar durerebbe settimane può apparire infatti distribuito su diversi mesi agli osservatori terrestri.

«Questa è stata la sfida tecnica che dovevamo superare», spiega Anna-Christina Eilers, ricercatrice al Mit e coautrice della pubblicazione. «Avevamo bisogno di dati raccolti ripetutamente a lunghezze d’onda infrarosse e su scale temporali molto estese».

Sfruttando circa quattordici anni di dati raccolti dal telescopio spaziale Neowise, gli astronomi hanno individuato un segnale risalente a soli 850 milioni di anni dopo il Big Bang. Era il segnale di J0439+1634, un quasar la cui luce ha viaggiato per quasi 13 miliardi di anni prima di raggiungerci.

Scoperto nel 2018 da un team internazionale di astronomi comprendente anche il ricercatore dell’Inaf Marco Bonaglia, J0439+1634 è stato a lungo il quasar più luminoso conosciuto nell’universo primordiale. Superato in luminosità nel 2024 da J0529-4351, oggi detiene un altro primato. Le analisi condotte in questo studio hanno infatti rivelato una chiara variabilità della sua emissione: il cosiddetto flickering, o “sfarfallio” – un fenomeno mai osservato prima in un oggetto così distante, rendendolo il quasar variabile più antico mai osservato.

«Nel corso dei 14 anni, abbiamo visto il quasar variare la sua luminosità in modo casuale, un po’ come la fiamma di una candela che tremola senza uno schema fisso», dice a questo proposito Leung.

I ricercatori stimano che il quasar abbia una luminosità pari a 12mila miliardi di Soli e che questa vari di circa il 20 per cento: quasi duemila miliardi di volte la luminosità della nostra stella. Gli scienziati hanno inoltre tracciato le variazioni di luminosità del quasar a diverse lunghezze d’onda, che hanno permesso di ottenere informazioni sulla forma e sulla struttura del disco di accrescimento attorno al buco nero centrale. Poiché la lunghezza d’onda della radiazione dipende dalla temperatura del materiale che la emette — e poiché il materiale più vicino al buco nero è anche il più caldo — le diverse bande possono essere infatti utilizzate per ricostruire la geometria del disco.

Dall’analisi è emerso che il disco del buco nero al centro di J0439+1634 è sorprendentemente sottile e piatto, una configurazione tipica dei buchi neri vicini e antichi, che hanno avuto molto più tempo per stabilizzarsi e maturare, spiegano i ricercatori.

Il team spera ora di spingersi ancora più indietro nel tempo cosmico per osservare quasar in fasi ancora più precoci del loro sviluppo. In questo modo gli scienziati potranno iniziare a ricostruire le condizioni che hanno portato alla nascita dei primi buchi neri supermassicci.

«Questo risultato», conclude Eilers, «fornisce una prova diretta del fatto che gli stessi processi di accrescimento e le stesse strutture osservate nell’universo vicino erano già presenti in epoche molto antiche, nonostante condizioni cosmiche profondamente diverse, qualcosa che non era mai stato osservato prima».

Per saperne di più:

• Leggi su Nature Astronomy l’articolo “Discovery of quasar variability and early accretion disk signatures at cosmic dawn” di Gene C. K. Leung, Anna-Christina Eilers, Christos Panagiotou, Julien Wolf, Kishalay De, Luke Weisenbach, Minghao Yue, Xiaohui Fan, Yuzo Ishikawa, Erin Kara, Mirko Krumpe, Andrea Merloni, Robert A. Simcoe, Feige Wang e Jinyi Yang

Come fanno due stelle neonate ad avvicinarsi e aggregarsi così rapidamente in sistemi binari? A svelare il mistero è oggi uno studio, pubblicato sulla rivista The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e guidato da un team di ricerca giapponese, che ha individuato nei campi magnetici la chiave di volta per spiegare questo fenomeno.

Le stelle si formano da nubi di gas interstellare che collassano in regioni dense, dette nuclei di nubi molecolari. In queste zone, più stelle si formano contemporaneamente vicine tra loro e, in alcuni casi, due di esse rimangono legate gravitazionalmente, dando vita a un sistema stellare binario. Le osservazioni di archivio suggeriscono che questi sistemi si formino molto presto, prima ancora che le stelle stesse si siano sviluppate del tutto.

Visualizzazione dei flussi di gas attorno a un sistema di protostelle binarie calcolata da Aterui III. Il gas in rosso orbita attorno a una delle due protostelle, quello in blu attorno al sistema binario complessivo, mentre il gas riprodotto in verde viene espulso dal sistema, portando via momento angolare. Crediti: Matsumoto, Hotokezaka, Inayoshi 2026

Il team di ricerca ha effettuato nuove simulazioni utilizzando diversi supercomputer, tra cui il supercomputer per simulazioni astronomiche Aterui III e il suo predecessore Aterui II, entrambi presso l’Osservatorio astronomico nazionale del Giappone. I risultati mostrano che le interazioni tra un campo magnetico interstellare e il gas che circonda le protostelle possono rimuovere momento angolare dalla coppia di protostelle, consentendo ai sistemi binari di formarsi in un arco temporale realistico. Nella simulazione eseguita in assenza di alcun campo magnetico, le protostelle si sono in realtà allontanate l’una dall’altra, evidenziando l’importanza del campo magnetico in questo processo.

Inoltre, le simulazioni suggeriscono che lo stesso processo potrebbe applicarsi ai buchi neri binari massicci situati nel cuore ricco di gas di una nuova galassia nata dalla fusione di due galassie più piccole. Questo aiuterebbe a spiegare come i buchi neri massicci riescano ad avvicinarsi abbastanza da fondersi e formare un buco nero supermassiccio. Tuttavia, la simulazione diretta di buchi neri massicci nell’arco di tempo necessario affinché questi si avvicinino spiraleggiando l’uno attorno all’altro rappresenta ancora una sfida dal punto di vista computazionale. Pertanto, un’indagine rigorosa sugli effetti dei campi magnetici sui buchi neri binari massicci rimane un obiettivo per le ricerche future.

Per saperne di più:

• Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Magnetic-field-induced inspiral of binaries with circumbinary disc: black hole and protostellar systems” di T. Matsumoto, K. Hotokezaka e K. Inayoshi

Guarda sul canale YouTube del CfCA (Naoj) la simulazione dei flussi di gas attorno a un sistema di protostelle binarie elaborata con Aterui III:

La Nasa ha annunciato oggi la composizione dell’equipaggio della missione Artemis III: Randy Bresnik (comandante, Nasa), Luca Parmitano (Esa), Frank Rubio e Andre Douglas (specialisti di atterraggio, entrambi Nasa). È stato inoltre designato come membro di riserva dell’equipaggio l’astronauta Bob Hines (Nasa). L’equipaggio inizierà ora un rigoroso programma di addestramento per familiarizzarsi con i sistemi della navicella Orion e con il funzionamento dei sistemi di atterraggio con equipaggio umano, in vista di un’ambiziosa serie di dimostrazioni che precederanno la missione di atterraggio sulla Luna.

L’equipaggio della missione Artemis III. Da sinistra: Andre Douglas, Luca Parmitano, Randy Bresnik e Frank Rubio. Crediti: Nasa

Luca Parmitano, astronauta italiano dell’Esa, ha trascorso 366 giorni nello spazio nel corso di due missioni di lunga durata sulla Stazione spaziale internazionale, Volare e Beyond. Durante queste missioni, ha collaborato a centinaia di esperimenti, ha effettuato sei passeggiate spaziali per un totale di oltre 30 ore ed è diventato comandante della Stazione. Da quando è tornato sulla Terra, Parmitano ha ricoperto il ruolo di referente dell’Esa presso il Johnson Space Center della Nasa a Houston, agendo come “CapCom” e addestrando gli astronauti dell’Esa per le passeggiate spaziali e le operazioni robotiche. L’anno scorso Parmitano ha partecipato all’Underway Recovery Test 12 della Nasa, al largo delle coste della California, per simulare l’ammaraggio e il recupero degli astronauti di Artemis da un modello in scala reale della navicella Orion.

«Sono onorato di far parte di questo equipaggio e allo stesso tempo mi sento umile: i miei compagni di missione apportano un bagaglio di esperienze molto variegato, e non vedo l’ora di lavorare con loro, desideroso di imparare e di dare il mio massimo contributo nel mio ruolo. In qualità di pilota collaudatore, questa è davvero una missione da sogno, poiché potremo contribuire a testare i sistemi e a sviluppare le procedure affinché i futuri equipaggi possano spingersi più lontano e, in ultima analisi, riportare l’umanità sulla Luna», ha detto Luca Parmitano. «Sono molto grato all’Aeronautica militare per avermi fornito l’addestramento nelle mie prime fasi; all’Agenzia spaziale italiana – e all’Italia nel suo complesso – per avermi affidato il loro primissimo volo di lunga durata quando ero solo un novellino; all’Agenzia spaziale europea per l’addestramento, il sostegno infinito e le incredibili opportunità che ho avuto da quando sono diventato un astronauta dell’Esa, e alla Nasa per la sua leadership nel riportare l’umanità sulla Luna. È la conferma che l’Esa è un partner affidabile e la continuazione di una solida collaborazione che porterà un europeo sulla Luna».

«Artemis III amplierà i confini delle operazioni spaziali in orbita. La nomina dell’astronauta dell’Esa Luca Parmitano a pilota riflette la profonda competenza europea nel campo dei voli spaziali con equipaggio umano e fa leva sulla sua vasta esperienza operativa in situazioni di forte pressione», ha detto Josef Aschbacher, direttore generale dell’Esa. «Allo stesso tempo, il Modulo di servizio europeo (Esm) dell’Esa fornirà ancora una volta le capacità fondamentali che alimentano Orion, dimostrando il ruolo duraturo dell’Europa nel cuore stesso del programma Artemis. La notizia giunta oggi da Houston è un forte riconoscimento del ruolo dell’Esa nel rendere possibile il ritorno dell’umanità sulla Luna – e un progresso chiave nella nostra collaborazione con la Nasa. Gli europei possono essere orgogliosi di far parte di questo emozionante viaggio».

Fonte: press release Esa

La dichiarazione di Luca Parmitano (in inglese) sul canale YouTube dell’Esa:

Gli astronomi sanno ormai da quasi trent’anni che al centro di ogni grande galassia si nasconde un enorme buco nero supermassiccio con una massa che può variare da milioni a miliardi di volte quella del Sole. Sebbene questi oggetti celesti siano spesso descritti come divoratori cosmici capaci di inghiottire tutto ciò che si trova nelle loro vicinanze, in realtà non tutta la materia che cade verso di loro finisce oltre l’orizzonte degli eventi. Una parte può essere infatti espulsa sotto forma di potenti venti. È proprio uno di questi deflussi ad aver stabilito un nuovo record osservativo.

Rappresentazione artistica di un quasar. Il punto nero al centro rappresenta il buco nero supermassiccio che alimenta la galassia attiva. La struttura a spirale rossa e gialla che lo circonda è il disco di gas caldo in caduta verso il buco nero. Una parte di questa materia è espulsa sotto forma di vento, mostrato in azzurro chiaro. Le dimensioni del disco sono paragonabili a quelle del Sistema solare. Crediti: Nasa/Cxc/M. Weiss, Nahks Tr’Ehnl, Nurten Filiz Ak

Studiando il quasar J2318, una galassia attiva situata nella costellazione di Pegaso, un team guidato da ricercatori della York University ha infatti individuato un vento che raggiunge i 90mila chilometri al secondo, pari al 30 per cento della velocità della luce: il più rapido deflusso di gas mai osservato alle lunghezze d’onda dell’ultravioletto.

Si tratta di una velocità da record, che gli autori hanno voluto sottolineare già nel titolo dello studio che riporta la scoperta, con un richiamo alla celebre saga cinematografica Fast & Furious: “A New Member of the Fast and Furious Family: A Relativistic and Time-variable UV Outflow in a Luminous Quasar”. Il risultato della ricerca, pubblicato la settimana scorsa su The Astrophysical Journal, fornisce nuovi indizi sul modo in cui i buchi neri supermassicci influenzano l’evoluzione delle galassie che li ospitano.

I quasar sono tra gli oggetti più luminosi dell’universo. La loro enorme emissione di radiazione nasce dal disco di accrescimento che circonda il buco nero, una struttura composta da gas surriscaldato che spiraleggia verso il centro dell’oggetto compatto. Proprio questa intensa radiazione può esercitare una pressione sufficiente a spingere parte del materiale in caduta verso l’esterno.

«Il quasar ospita un buco nero con una massa di circa 1,7 miliardi di volte quella del Sole, un valore del tutto normale per questi oggetti», dice uno dei coautori dello studio, Patrick Hall, della York University. «Ciò che non è normale è il gas che vediamo muoversi verso di noi: viaggia a una velocità pari al 30 per cento di quella della luce».

«Spesso osserviamo venti di materia emessi dal buco nero dalla luce del quasar», ricorda il primo autore dello studio. Lucas Seaton, della York University. «Alle lunghezze d’onda dei raggi X si osservano venti ancora più veloci di questo, ma J2318 è il più veloce mai scoperto alle lunghezze d’onda dell’ultravioletto».

Le osservazioni hanno mostrato, infatti, che il gas viene espulso a 90mila chilometri al secondo: una velocità che, come anticipato, ne fa il più rapido deflusso mai osservato nell’ultravioletto in prossimità di un buco nero supermassiccio.

Da anni gli studi mostrano come la radiazione prodotta dal disco di accrescimento di un buco nero supermassiccio possa spingere il gas verso l’esterno. A differenza dei venti terrestri, generati da differenze di pressione atmosferica, quelli dei quasar sono infatti alimentati direttamente dalla luce. I fotoni trasferiscono una piccolissima quantità di moto agli atomi del gas e, quando il numero di fotoni è enorme, come nel caso di un quasar, l’effetto complessivo può accelerare il gas a velocità impressionanti.

«I quasar emettono così tanti fotoni che questi piccoli impulsi si sommano fino a raggiungere velocità estreme», spiega a questo proposito Seaton. «Il problema è che i fotoni possono anche strappare tutti gli elettroni dagli atomi, rendendoli invisibili. Capire come il gas possa essere accelerato fino alle velocità che osserviamo mantenendo, allo stesso tempo, intatti gli ioni che rileviamo rappresenta ancora un enigma».

Il quasar J2318 è stato individuato grazie ai dati raccolti nell’ambito di due sottoprogrammi della Sloan Digital Sky Survey, uno dei più grandi programmi di mappatura astronomica mai realizzati: il Time-Domain Spectroscopic Survey della quarta campagna osservativa (Sdss-IV) e il Black Hole Mapper della quinta campagna osservativa (Sdss-V). A notare per prima le caratteristiche insolite della galassia attiva è stata Marianna Veltri, sll’epoca studentessa universitaria, oggi ricercatrice al Dipartimento di fisica e astronomia della York University. Analizzando più nel dettaglio gli spettri di luce, il team si è reso conto di avere di fronte qualcosa di eccezionale: il vento più veloce mai osservato nell’ultravioletto in prossimità di un buco nero supermassiccio. Osservazioni di follow-up con il telescopio Gemini North, alle Hawaii, hanno confermato la natura estrema del deflusso.

Oltre al record osservativo, il risultato dello studio offre nuovi indizi su uno dei processi più importanti dell’evoluzione galattica: il cosiddetto feedback dei nuclei galattici attivi, il processo attraverso il quale l’energia prodotta nelle regioni centrali delle galassie influenza l’ambiente circostante, regolando la formazione stellare e l’evoluzione stessa delle galassie.

«I deflussi estremi trasportano enormi quantità di energia e possono influenzare profondamente le galassie che li ospitano», dice a questo proposito Paola Rodríguez Hidalgo, ricercatrice all’Università di Washington Bothell, negli Usa, e coautrice della ricerca. «Questi venti potrebbero dunque rappresentare il collegamento tra il buco nero attivo al centro di una galassia e il resto della galassia stessa. Questo processo è incluso nelle simulazioni di formazione galattica da decenni, ma resta ancora molto da comprendere attraverso le osservazioni per verificare che i modelli lo descrivano correttamente».

I ricercatori intendono ora proseguire la caccia a fenomeni simili. Le ricerche di altri quasar con venti estremamente veloci sono infatti già in corso. Non sarà facile trovare nell’ultravioletto un deflusso più rapido di quello di J2318, concludono i ricercatori, ma continuiamo a cercare questi fenomeni, dall’universo vicino fino alle regioni più lontane che siamo in grado di osservare.

Per saperne di più:

• Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “A New Member of the Fast and Furious Family: A Relativistic and Time-variable UV Outflow in a Luminous Quasar” di Lucas M. Seaton, Patrick B. Hall, Liliana Flores, Paola Rodríguez Hidalgo, Marianna Veltri, Zezhou Zhu, Javier Serna, W. Niel Brandt, Scott Anderson, Roberto J. Assef, Eduardo Bañados, Catherine J. Grier, Yasaman Homayouni, Sean Morrison, C. Alenka Negrete, Amy L. Rankine, Jessie Runnoe, Donald P. Schneider, Yue Shen, Matthew Temple, Benny Trakhtenbrot, Jonathan R. Trump ed Erik Weiss

Se qualcosa non si vede, non è detto che non ci sia. Come i trucchi degli illusionisti, o il lavoro invisibile di chi rassetta e riordina case, uffici e camere d’alberghi. Aguzzando la vista, se ne possono scorgere gli effetti – effetti indiretti su ciò che invece vediamo chiaramente. Succede anche nell’universo, dove una gran parte della massa sembra mancare all’appello ma (molto probabilmente) esiste, anche se non interagisce con la luce e dunque non possiamo osservarla con i telescopi.

Parliamo della materia oscura, quella componente che – a conti fatti – sembra essere ubiqua nel cosmo, superando di ben cinque volte la più banale materia “ordinaria”, quella visibile, per capirci, di cui son fatti stelle, pianeti e pure i nostri miseri corpi mortali. Una componente che è invisibile, sì, ma non si nasconde troppo bene: con la materia visibile, infatti, ci interagisce eccome, attraverso la gravità, lasciando qua e là segni di un camouflage non del tutto riuscito.

Il satellite Euclid dell’Agenzia spaziale europea, lanciato nel 2023 per studiare proprio la materia oscura – insieme alla sua controparte ancor più misteriosa, l’energia oscura – ha prodotto il suo primo risultato in questa direzione: la mappa della materia oscura in un ammasso di galassie. In particolare, si tratta di Abell 2390, un ammasso che contiene poco meno di un centinaio di galassie, la cui luce ha viaggiato per 2,7 miliardi di anni prima di raggiungere il telescopio spaziale, che l’ha studiato nell’ambito del programma di Early Release Observations, i cui dati sono stati resi pubblici a maggio 2024.

L’ammasso di galassie Abell 2390, osservato da Euclid. In viola, la distribuzione della massa totale, dovuta principalmente all’invisibile materia oscura, ricostruita a partire dal lensing gravitazionale debole. Le piccole macchie blu sono artefatti dell’immagine, creati dalla riflessione della luce all’interno dello strumento Vis a bordo di Euclid. Crediti: Esa/Euclid/Euclid Consortium/Nasa, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi. Weak lensing map: T. Schrabback et al. (2026). CC BY-SA 3.0 IGO

Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture cosmiche tenute insieme dalla mutua gravità: contengono fino a centinaia o migliaia di galassie, amalgamate da enormi quantità di gas caldo con temperature di milioni di gradi e, si sospetta, da un ammontare ancor più grande di invisibile materia oscura. Questa ingente quantità di massa deforma il tessuto dello spaziotempo circostante, come previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein, curvando il percorso di qualsiasi corpo si trovi a passare nelle vicinanze. Compresa la luce che proviene da galassie ancora più lontane.

L’effetto, dimostrato per la prima volta durante l’eclissi di Sole del 1919, si chiama lensing gravitazionale: i corpi dotati di massa – come il Sole, nel caso dell’eclissi di un secolo fa, oppure il portentoso ammasso di galassie osservato da Euclid – si comportano proprio come una lente d’ingrandimento, deformando le immagini di ciò che osserviamo “dietro” di loro. Queste distorsioni sono i “segni” lasciati dalla materia oscura su quella visibile: da esse possiamo intuire l’entità dell’oggetto che le ha indotte, che sia fatto esso di materia ordinaria, oscura, o una combinazione delle due.

Le lenti gravitazionali più spettacolari, dette lenti “forti”, producono immagini multiple della stessa sorgente e trasformano le galassie distanti in una moltitudine di archi, archetti e addirittura anelli. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, la deflessione è minuscola e si riesce a stimare solo statisticamente, misurando con grandissima precisione la forma di un immenso numero di galassie: in questo caso, si parla di lensing gravitazionale debole.

È questo uno dei metodi con cui la missione Euclid sta sondando il “lato oscuro” dell’universo, mappando oltre un miliardo di galassie, stimando le loro posizioni e calcolando quanta parte della loro forma è intrinseca e quanta dovuta, invece, all’effetto di lente gravitazionale della materia che la loro luce ha incontrato nel lungo tragitto attraverso il cosmo. L’obiettivo è dedurre la distribuzione della materia oscura su grande scala, che causa questo sottile effetto di lente gravitazionale debole diffuso, detto in gergo cosmic shear. Per cominciare, però, ha iniziato a farlo su scala più piccola: quella di un singolo ammasso di galassie.

«La grande capacità di Euclid nel misurare la massa degli ammassi di galassie attraverso il lensing gravitazionale risulta cruciale per utilizzare l’evoluzione cosmica del numero di ammassi individuati nella survey per un censimento globale delle componenti oscure dell’universo», racconta a Media Inaf  Piero Rosati, professore all’Università di Ferrara e coautore del nuovo studio, pubblicato su Astronomy & Astrophysics.

L’ammasso di galassie Abell 2390, osservato da Euclid. In magenta, la misura della deflessione (shear) causata dall’effetto di lensing gravitazionale debole. Crediti: Esa/Euclid/Euclid Consortium/Nasa, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi. Weak lensing map: T. Schrabback et al. (2026). CC BY-SA 3.0 IGO

«Il nostro studio pilota dimostra che le immagini profonde e nitide fornite da Euclid ci permettono di tracciare queste distorsioni di lensing gravitazionale debole con eccellente precisione», spiega Tim Schrabback, professore all’Università di Innsbruck e primo autore dell’articolo. La mappa rivela un pattern vagamente circolare intorno al centro dell’ammasso, che permette di stimarne il campo gravitazionale e, da esso, la distribuzione della massa totale, costituita per la maggior parte parte di (altrimenti invisibile) materia oscura.

L’anno scorso era già stata pubblicata un’analisi preliminare del fenomeno basata sui dati di Euclid in due ammassi di galassie, compreso lo stesso Abell 2390, del quale questo lavoro approfondisce l’indagine. «In questo articolo si sfrutta l’effetto del lensing nel regime debole, associato alle regioni esterne degli ammassi», aggiunge Rosati. «In quelle interne invece agisce il cosiddetto “regime forte” che permette di mappare in dettaglio la distribuzione di materia oscura negli ammassi, fornendo un controllo indipendente della loro massa». All’effetto di lensing gravitazionale forte prodotto da Abell 2390 era stato dedicato anche un altro lavoro lo scorso anno, basato sugli stessi dati di Euclid in combinazione con osservazioni spettroscopiche dello strumento Muse al Very Large Telescope dell’Eso, in Cile, guidato da Davide Abriola dell’Università di Milano, i cui risultati sono ora stati confermati da un nuovo esame che analizza entrambi gli effetti – lensing debole e forte – sotto la guida di Jose Diego dell’Instituto de Física de Cantabria.

Non essendo possibile stimare l’impatto del lensing gravitazionale debole dall’osservazione di una singola galassia, poiché non se ne conosce la forma intrinseca, i ricercatori non hanno scelta: devono osservarne quante più possibile. «Misuriamo le forme di migliaia di galassie», nota il coautore Giuseppe Congedo, ricercatore all’Università di Edimburgo, che ha sviluppato il metodo per stimare la forma delle galassie usato in questo lavoro. «Le distorsioni gravitazionali, quello che chiamiamo shear, possono quindi essere rilevate come allineamenti netti locali nelle ellitticità delle galassie». La ricerca ha analizzato la forma di 50mila galassie situate più lontano da noi rispetto all’ammasso: solo queste, infatti, subiscono l’effetto di lente gravitazionale, e devono essere selezionate accuratamente. La selezione è stata realizzata stimando la distanza delle galassie sulla base di osservazioni in diverse lunghezze d’onda della luce visibile e infrarossa, ottenute sia con Euclid che con il telescopio Subaru, alle Hawai’i.

I risultati ottenuti su Abell 2390 sono in accordo con studi analoghi compiuti in passato utilizzando immagini di telescopi spaziali, come Hubble, per esempio. Lo studio dimostra così le potenzialità di Euclid – che con un campo di vista 180 volte più grande rispetto a quello di Hubble scansionerà oltre un terzo del cielo – nella stima del lensing gravitazionale debole causato da ammassi di galassie e dalla struttura cosmica su grande scala, per tracciare la crescita delle strutture nel corso della storia dell’universo.

Per saperne di più:

• Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Euclid: Early Release Observations – Weak gravitational lensing analysis of Abell 2390” di T. Schrabback et al.
• Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Euclid: Early Release Observations – A combined strong and weak lensing solution for Abell 2390 beyond its virial radius” di J. M. Diego et al.
• Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Parametric strong lensing model of the galaxy cluster Abell 2390 from Euclid and Muse observations” di D. Abriola et al.
• Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Euclid: Early Release Observations – A preview of the Euclid era through a galaxy cluster magnifying lens” di H. Atek et al.

Da decenni, in fisica si cerca una quinta forza: un’ipotetica nuova interazione fondamentale oltre alle quattro già note – la gravità, l’interazione elettromagnetica e le forze nucleari debole e forte. Una quinta forza potrebbe manifestarsi come una piccola deviazione dalla legge di gravitazione di Newton, per esempio a distanze molto piccole, ed è normalmente descritta attraverso due parametri: la sua intensità e il suo raggio d’azione.

Finora, queste possibili forze sono state trattate soprattutto come possibilità aperte, da verificare sperimentalmente con misure di precisione. Un nuovo studio, guidato dal ricercatore Alfio Bonanno dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) a Catania e associato Infn insieme a Emiliano M. Glaviano, dottorando Inaf presso l’Università di Catania e anch’egli associato Infn, indica però che non tutte queste possibilità sono compatibili con una teoria della gravità quantistica matematicamente coerente.

Illustrazione artistica del collegamento tra gravità quantistica e possibili deviazioni dalla legge di Newton. Crediti: Inaf / realizzata con AI Gemini

Il lavoro si inserisce nel quadro della cosiddetta “sicurezza asintotica”, un nuovo programma teorico iniziato alla fine degli anni ’70 dal premio Nobel Steven Weinberg. Secondo questo concetto, la gravità può rimanere consistente fino a energie arbitrariamente elevate grazie all’esistenza di un particolare regime quantistico nel quale l’attrazione gravitazionale smette di aumentare, raggiungendo un comportamento controllato ad altissime energie. In questo ambito, richiedendo che la teoria resti valida e predittiva fino a quelle scale – una proprietà detta “completezza ultravioletta” – i ricercatori hanno trovato che solo una combinazione limitata dei possibili parametri osservabili delle quinte forze può essere realizzata. Il resto viene escluso su basi teoriche, indipendentemente dagli esperimenti. I risultati sono pubblicati su Physical Review Letters.

«L’aspetto più interessante è che parte della regione esclusa teoricamente non è ancora stata esplorata sperimentalmente», spiega Bonanno. «Questo significa che future misure di alta precisione della gravitazione potrebbero testare direttamente – e potenzialmente falsificare – questa classe di modelli ispirati alla gravità quantistica. La novità del nostro lavoro è mostrare quantitativamente come un requisito di coerenza alle altissime energie possa tradursi in vincoli osservabili a basse energie e a distanze macroscopiche, anche planetarie».

Di solito, in fisica, prima si ipotizzano nuove forze e poi si cerca di capire se gli esperimenti riescono a vederle oppure no. In questo caso, il ragionamento è stato diverso: la teoria stessa “scarta” automaticamente alcune possibilità. Una parte di queste “regioni” escluse non è ancora stata raggiunta dagli esperimenti attuali: si apre quindi la possibilità di futuri test della gravità quantistica attraverso misure di precisione della gravitazione.

«Il nostro studio mostra che la gravità quantistica potrebbe non essere soltanto una teoria valida a energie estreme e irraggiungibili, ma avere conseguenze concrete e testabili anche a scale molto più grandi», aggiunge Glaviano. «La fisica delle distanze infinitamente piccole potrebbe lasciare tracce osservabili nel mondo macroscopico: alcune possibili nuove forze della natura sarebbero escluse non dagli esperimenti, ma direttamente dalle leggi fondamentali della teoria».

Tra i possibili test futuri rientrano principalmente misure di precisione della gravitazione: esperimenti di laboratorio a corta distanza, come bilance di torsione e dispositivi analoghi per cercare deviazioni dalla legge di Newton; tecniche emergenti come l’interferometria atomica o i sensori quantistici; misure su scale astronomiche o del Sistema solare, come il lunar laser ranging e i vincoli dalla dinamica planetaria.

Il nuovo lavoro mette in relazione fenomeni che avvengono su scale estremamente diverse: dalla fisica delle distanze infinitamente piccole, dove dovrebbe emergere la gravità quantistica, fino a effetti potenzialmente osservabili su scale macroscopiche e astronomiche. In prospettiva, risultati di questo tipo potrebbero contribuire a orientare la progettazione di nuovi esperimenti e strategie osservative per la ricerca di possibili quinte forze.

«Una delle difficoltà principali è stata superare un blocco soprattutto concettuale: la gravità quantistica viene spesso vista come un argomento estremamente astratto, quasi impossibile da collegare a fenomeni osservabili», conclude Bonanno. «Per certi versi è come trovarsi davanti a una parete in montagna che tutti considerano non scalabile. Il primo passo non è tecnico, ma mentale: convincersi che una via possibile esista davvero. Il lavoro nasce proprio da questa idea: cercare un collegamento concreto tra la fisica delle scale infinitamente piccole e fenomeni potenzialmente osservabili nel mondo reale».

Per saperne di più:

• Leggi su Physical Review Letters l’articolo “Fifth-Force Constraints from UV-Complete Scalar–Tensor Gravity” di Alfio M. Bonanno ed Emiliano M. Glaviano

I buchi neri supermassicci al centro delle galassie sono noti per la loro capacità di attrarre e inglobare quello che si trova nelle loro vicinanze. Non tutta la materia che vi cade dentro viene tuttavia divorata. Una parte viene infatti espulsa nell’ambiente circostante: mentre il gas spiraleggia verso il buco nero, esso accelera progressivamente fino a raggiungere velocità prossime a quella della luce; questo processo produce energia e pressione sufficienti a scagliare una parte del materiale verso l’esterno, sotto forma di potenti venti.

Sebbene si ritenga che questi deflussi di materia siano prodotti da tutti i buchi neri supermassicci, finora nessuno è riuscito a osservare venti attivi provenienti dal buco nero di circa quattro milioni di masse solari residente al centro della nostra galassia, la Via Lattea – quello “fotografato” per la prima volta nel 2022: Sagittarius A*.

Immagine ottenuta con i dati del radiotelescopio Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (Alma), in Cile, che mappa la posizione del gas freddo, composto principalmente da monossido di carbonio, nei pressi di Sagittarius A*. In basso nell’immagine è visibile la cavità a forma di cono che punta direttamente verso il buco nero. Crediti: Eso/Naoj/Nrao/Alma; Image processing: Nasa/Cxc/Sao/K. Arcand and P. Edmonds

Finora, appunto. Dopo oltre mezzo secolo dalla scoperta di Sgr A*, avvenuta nei primi anni del 1970, due astrofisici della Northwestern University sono finalmente riusciti nell’impresa. Utilizzando l’array di radiotelescopi Alma, i ricercatori hanno trovato la prova dell’esistenza di un vento attivo generato dal buco nero, risolvendo uno dei misteri più longevi dell’astrofisica moderna e aprendo al tempo stesso una nuova finestra sui processi fisici che avvengono nel cuore della nostra galassia. Lo studio è stato pubblicato la settimana scorsa su The Astrophysical Journal Letters.

Per ottenere questo risultato, Mark Gorski e Lena Murchikova, del Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics della Northwestern University, hanno utilizzato i dati raccolti con Alma in cinque anni di osservazioni. La loro analisi ha fornito la mappa più dettagliata mai prodotta del gas molecolare freddo che circonda il buco nero.

L’immagine mostra il gas situato vicino a Sgr A*, a una distanza di appena un parsec – circa tre anni luce – dal buco nero. Applicando una sofisticata tecnica di calibrazione per eliminare i segnali radio provenienti dal buco nero, i ricercatori sono riusciti a ottenere un’immagine cento volte più profonda e ottanta volte più nitida rispetto alle precedenti mappe della stessa regione.

Proprio questa elevata qualità ha permesso di rivelare una struttura mai osservata prima: un’enorme cavità a forma di cono, estesa per quasi un parsec e ampia circa 45 gradi, completamente svuotata del gas molecolare freddo che circonda l’area: l’impronta del vento caldo ricercato da oltre cinquant’anni dai ricercatori.

«A meno che non si trovi in un vuoto perfetto – e  nell’universo il vuoto perfetto non esiste –  un buco nero deve produrre in qualche modo un vento», sottolinea Gorski. «Grazie a queste nuove osservazioni, abbiamo finalmente ottenuto una visione abbastanza nitida da individuarne l’impronta. Guardando i dati abbiamo pensato: eccolo, è proprio ciò che tutti stavano cercando da cinquant’anni».

Secondo i ricercatori, solo un vento proveniente da Sgr A* avrebbe potuto infatti creare questa regione cava: un vento talmente energetico da spazzare via il materiale circostante o da riscaldarlo a tal punto da renderlo invisibile alle osservazioni.

«Se del materiale caldo viene espulso dal buco nero, non può coesistere con il gas freddo», dice a questo proposito Gorski. «O lo spinge via oppure lo riscalda. E quando il gas diventa troppo caldo, semplicemente non lo vediamo più».

Rispetto a quanto ipotizzato dai modelli e confermato dalle osservazioni di altri Agn, questo risultato conferma dunque che il buco nero al centro della nostra galassia non è un’eccezione alla regola. «Siamo stati i primi a mostrare che il gas molecolare molto vicino al buco nero lo sta alimentando», spiega Murchikova. «Il vento che Sagittarius A* produce non è particolarmente potente e probabilmente la sua direzione cambia nel tempo. Questo dimostra che il nostro buco nero non è un caso unico e che il nostro posto nell’universo non ha nulla di speciale».

Nello studio, i ricercatori hanno preso in considerazione anche altri possibili scenari per spiegare l’origine della cavità, tra cui l’azione dei venti prodotti dalle stelle vicine. I loro calcoli mostrano però che l’energia necessaria per scavare una struttura di quelle dimensioni è molto superiore a quella che l’intera popolazione stellare presente nella regione sarebbe in grado di fornire. Di conseguenza, l’ipotesi più plausibile resta quella del vento proveniente da Sagittarius A*.

«Si tratta di una quantità enorme di materiale mancante», osserva Gorski. «Abbiamo calcolato quanta energia sarebbe necessaria per scavare questa cavità e il valore ottenuto supera di gran lunga quella che potrebbe essere fornita dalle stelle presenti nella regione. Deve quindi esserci un contributo del buco nero supermassiccio. Inoltre, se si osserva la forma del cono, si nota che punta direttamente verso il buco nero».

Immagine composita che mostra le evidenze di un vento in uscita da Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea. Il punto bianco al centro dell’immagine ne indica la posizione. In arancione sono mostrati i dati dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), in Cile, che tracciano la distribuzione del gas molecolare freddo composto da monossido di carbonio; in blu i dati nei raggi X del Chandra X-ray Observatory. La struttura conica visibile nell’immagine sarebbe stata scavata da un vento caldo ed energetico proveniente da Sgr A*, che avrebbe disperso o riscaldato il gas freddo presente nella regione. Crediti: Nasa/Cxc/Northwestern University/Mark Gorski

Per rafforzare ulteriormente questa interpretazione, i ricercatori hanno confrontato i propri dati con quelli ottenuti da precedenti osservazioni con il telescopio spaziale a raggi X Chandra della Nasa.

«Affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie», sottolinea Gorski. «Volevamo essere certi di non trovarci di fronte a un artefatto delle immagini. Poi l’immagine ai raggi X di Chandra si è inserita perfettamente. Le caratteristiche  molecolari coincidevano». Le immagini di Chandra mostrano infatti intense emissioni X esattamente nella stessa regione in cui manca il gas freddo.

In base all’estensione degli effetti osservati su un vicino flusso di gas ionizzato, gli autori stimano che questo vento sia attivo da almeno 20mila anni. Lo studio suggerisce inoltre che Sgr A* sia relativamente tranquillo rispetto ai buchi neri supermassicci al centro di altre galassie, offrendoci un’importante lezione sull’evoluzione dei buchi neri supermassicci: sebbene siamo abituati a osservare nuclei galattici estremamente attivi e luminosi, ciò è vero soltanto per brevi fasi della loro esistenza.

«La maggior parte delle galassie trascorre gran parte della propria vita in uno stato relativamente tranquillo», conclude Murchikova. «Noi però tendiamo a notarle quando attraversano fasi spettacolari, simili a fuochi d’artificio cosmici. Sagittarius A* ci offre finalmente l’opportunità di studiare un buco nero nella sua condizione più comune: quella di apparente quiete».

Per saperne di più:

• Leggi su The Astrophysical Journal Letters l’articolo “The Discovery of an Active Wind from the Milky Way’s Central Black Hole” di Mark D. Gorski e Lena Murchikova

A chi non è mai capitato di perdersi a osservare le nuvole e riconoscere, tra cirri e cumuli, la forma di un animale, di un volto umano o di una creatura fantastica? Si chiama pareidolia ed è il meccanismo per cui il cervello umano tende a riconoscere forme familiari – un volto, un animale, una figura qualsiasi – in profili casuali. Ecco, la stessa cosa può accadere anche osservando immagini astronomiche, come quella che vedete qui – Immagine della Settimana dell’Eso – ottenuta con il Vlt Survey Telescope (Vst), che oggi celebra il 15esimo anniversario della sua prima luce. 

Le nebulose Gum 10 e Gum 11. Crediti: Eso/Vphas+ team

Queste nebulose – aggregati di polvere e gas nello spazio interstellare – si chiamano Gum 10 e Gum 11. Visibili principalmente dall’emisfero australe, fanno parte di un complesso più ampio in cui nascono le stelle. Gum 10 è la nebulosa più brillante e occupa la maggior parte dell’immagine, mentre Gum 11 è la nube più tenue e isolata in basso a sinistra. Il loro bagliore intenso deriva da una particolare interazione tra l’idrogeno e le stelle massicce e calde presenti in ciascuna nebulosa. Queste stelle emettono luce ultravioletta, con energia sufficiente a strappare gli elettroni dagli atomi, formando ioni. Gli elettroni si ricombinano con gli ioni di idrogeno, provocando l’emissione della caratteristica tonalità di luce rossa visibile nell’immagine. Le linee scure nella nebulosa sono dovute alla polvere, che blocca la luce proveniente dal fondo.

Il progetto Vst è nato da una collaborazione tra Eso e l’Osservatorio astronomico di Capodimonte (Oac) dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf). Oggi il Vst è gestito interamente dall’Inaf ed è ospitato presso l’Eso, all’Osservatorio di Paranal, in Cile. I dati alla base di questa immagine provengono da un progetto chiamato Vphas+, che utilizza il Vst per mappare il piano della nostra galassia, la Via Lattea, con l’obiettivo di comprendere meglio il ciclo di vita delle stelle.

Ma tornando all’immagine, voi che forme vedete? Un pollo che becca semi sul terreno, la testa di un drago o qualcos’altro del tutto diverso?

Nessuna tecnologia extraterrestre rilevata su 3I/Atlas: questo il risultato pubblicato sulla rivista The Astronomical Journal da un gruppo di ricerca del Seti Institute. L’analisi delle osservazioni radio condotte con l’Allen Telescope Array presso lo Hat Creek Radio Observatory, nella California settentrionale, ha mostrato la totale assenza di segnali riconducibili a trasmettitori extraterrestri, confermando che l’oggetto esibisce una composizione e un comportamento naturali simili a quelli di una cometa.

Scoperto a luglio 2025, 3I/Atlas è il terzo oggetto confermato proveniente da un altro sistema stellare a entrare nel Sistema solare, dopo 1I/’Oumuamua e 2I/Borisov. La sua origine interstellare rende 3I/Atlas una rara opportunità per studiare materiale esterno al Sistema solare e comprendere meglio come i sistemi planetari si formano ed evolvono. Sebbene le osservazioni indichino fortemente che 3I/Atlas sia un oggetto naturale, i visitatori interstellari sono interessanti per la ricerca di tecnofirme: un oggetto artificiale – per quanto improbabile – potrebbe rappresentare una tecnologia extraterrestre rilevabile e potenzialmente fornire la prima prova di vita oltre la Terra.

«Un giorno, le nostre navicelle Voyager diventeranno artefatti extraterrestri in altri sistemi stellari», osserva a questo proposito Sofia Sheikh, prima autrice dell’articolo. «Alla luce di ciò, è importante comprendere la distribuzione naturale degli oggetti interstellari, in modo da poter individuare eventuali anomalie che un giorno potrebbero rivelarsi segni della presenza di un oggetto interstellare artificiale».

L’Allen Telescope Array presso l’Osservatorio Radio di Hat Creek. Crediti: Seth Shostak/Seti Institute

Il team di ricerca ha osservato 3I/Atlas per più di sette ore con l’Allen Telescope Array, coprendo le bande radio da 1 a 9 gigahertz. Questa ampia gamma consente di cercare segnali radio a banda stretta, che non essendo prodotti in natura sarebbero la prova di una tecnologia. Sono stati identificati in totale quasi 74 milioni di segnali in questa banda e, dopo aver rimosso le interferenze umane e ristretto i segnali a quelli corrispondenti al movimento di 3I/Atlas, ne sono rimasti da analizzare circa duecento: tutti sono stati ricondotti a tecnologie sulla superficie terrestre o a satelliti in orbita attorno alla Terra.

Sebbene non siano stati trovati segnali riconducibili a tecnofirme, i risultati mostrano quanto sia realistico rilevare un segnale con la tecnologia che abbiamo oggi. Lo studio, inoltre, dimostra anche la rapidità di risposta dell’Allen Telescope Array nei confronti dei nuovi oggetti interstellari: le osservazioni sono iniziate, infatti, meno di un giorno dopo l’annuncio della scoperta di 3I/Atlas.

L’osservazione di questi corpi celesti aiuta gli scienziati a conoscere le proprietà naturali degli oggetti interstellari mentre viaggiano attraverso il Sistema solare. Man mano che vengono scoperti altri oggetti, ognuno di essi offre una nuova opportunità per sondare il cosmo alla ricerca di tecnofirme, facendo progredire la nostra comprensione dei fenomeni sia naturali sia potenzialmente tecnologici oltre il Sistema solare.

Per saperne di più:

• Leggi su The Astronomical Journal l’articolo “A Search for Radio Technosignatures from Interstellar Object 3I/ATLAS with the Allen Telescope Array” di S. Z. Sheikh, V. Garcia Lopez, I. Gerrard, J. R. A. Davenport, W. Farah, B. Griffin, S. Croft, L. F. Cruz, I. de Pater, B. Jacobson-Bell, M. Masters, K. I. Perez, A. W. Pollak, C. Shumaker e A. Siemion

Misurata la massa di un buco nero dormiente che si nasconde al centro di una galassia dell’universo primordiale. Sebbene il buco nero – un colosso sei miliardi di volte più massiccio del Sole – non sia più visibile, avendo smesso di rendere luminoso il materiale che lo circonda, i ricercatori sono comunque riusciti a determinarne la massa.  Lo hanno fatto misurando, con il James Webb Space Telescope (Jwst), il moto delle stelle vicine al centro della galassia, influenzate dalla sua gravità.

Jwst e il lensing gravitazionale hanno permesso a un team internazionale di astronomi, guidato da Andrew Newman della Carnegie Science, di misurare per la prima volta la massa di un buco nero dormiente dell’universo primordiale. Crediti: Navid Marvi/ Carnegie Science

I buchi neri in fase di accrescimento attivo sono, per confronto, molto più facili da individuare. Gli astronomi li cercano da decenni osservando i quasar – tra gli oggetti più luminosi dell’universo, alimentati dal gas che cade nel buco nero al centro della galassia.

Il buco nero protagonista di questo studio, pubblicato ieri su Science e firmato tra gli altri da numerosi astronomi associati all’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), si trova al centro di Mrg-M0138, una galassia massiccia la cui luce ha impiegato circa 10 miliardi di anni per raggiungere Jwst, provenendo da un’epoca in cui l’universo aveva circa tre miliardi di anni. La galassia, però, non è attiva: non forma più stelle e il suo buco nero centrale è anch’esso quiescente.

Prima di questo risultato, gli astronomi avevano utilizzato con successo questa tecnica per determinare la massa dei buchi neri solo nell’universo locale. Nel 2020, il premio Nobel è stato assegnato proprio per la rilevazione del buco nero al centro della Via Lattea tramite il tracciamento delle orbite di singole stelle.

I moti collettivi delle stelle nei nuclei galattici sono stati utilizzati per pesare i buchi neri fino a una distanza di circa 700 milioni di anni luce. Ma senza la sofisticata strumentazione di Jwst e il contributo del lensing gravitazionale, questo tipo di misurazione non sarebbe stato possibile per questa galassia lontana e, in generale, per le galassie più distanti.

Per nostra fortuna, Mrg-M0138 si trova infatti dietro un massiccio ammasso di galassie, che ne amplifica e distorce l’aspetto. Di conseguenza, la galassia appare circa 30 volte più grande di quanto sarebbe normalmente. «Combinando i dati di Jwst con la lente gravitazionale, abbiamo potuto sondare la sfera di influenza del buco nero, dove la sua gravità accelera il moto delle stelle», spiega Andrew Newman della Carnegie Science di Pasadena, in California. «È una delle migliori tecniche a nostra disposizione per pesare un buco nero, e siamo stati entusiasti di estenderla a un’epoca molto più antica della storia cosmica».

In precedenza, erano stati individuati solo pochi buchi neri dormienti di questa massa, tutti nell’universo vicino. La scoperta offre quindi nuovi indizi su come i buchi neri e le galassie siano cresciuti insieme nell’universo primordiale. Le galassie vicine mostrano strette correlazioni tra le masse dei loro buchi neri centrali e le proprietà delle galassie che li ospitano. Tuttavia, è stato difficile verificare se queste relazioni esistessero già miliardi di anni fa. I risultati dei ricercatori suggeriscono che le galassie più compatte sono state sedi di una rapida crescita dei buchi neri nelle prime epoche del cosmo.

«Questo importante risultato conferma ancora una volta il ruolo di primo piano della comunità astrofisica italiana nello studio delle lenti gravitazionali, un ambito di ricerca condotto in stretta sinergia con collaborazioni internazionali», ricorda a Media Inaf uno degli autori dello studio, Pietro Bergamini dell’Inaf Oas di Bologna. «La modellizzazione di questi sistemi è infatti fondamentale per sfruttare gli ammassi di galassie come veri e propri telescopi cosmici e, in questo caso, ha permesso di esplorare le regioni più interne di un buco nero supermassiccio al centro di una galassia nell’universo lontano».

Sebbene oggi quiescente, in passato Mrg-M0138 fu probabilmente un potente quasar. Solo che l’energia rilasciata da un buco nero in rapida crescita, come quelli al centro dei quasar, può disperdere il gas che alimenta la nascita delle stelle, frenando così ogni ulteriore attività di formazione stellare.

Il team sta attualmente analizzando dati Jwst relativi ad altre galassie simili. Il satellite Euclid e il Nancy Grace Roman Space Telescope riveleranno molti più esempi di lenti gravitazionali di quanti ne siano attualmente noti. E il Giant Magellan Telescope, attualmente in costruzione presso il Las Campanas Observatory in Cile, avrà la capacità di studiare i moti stellari nelle galassie distanti con un livello di dettaglio molto superiore a quello di Jwst.

Applicare questi metodi a un numero sempre maggiore di galassie, permetterà di comprendere come i buchi neri più massicci si siano formati, cresciuti e abbiano plasmato l’evoluzione delle galassie.

Per saperne di più:

• Leggi su Science l’articolo “A stellar dynamical mass measurement of an inactive black hole at redshift 2” di Andrew B. Newman, Meng Gu, Sirio Belli, Richard S. Ellis, Sai Gangula, Jenny E. Greene, Jonelle L. Walsh, Sherry H. Suyu, Sebastian Ertl, Gabriel Caminha, Giovanni Granata, Claudio Grillo, Stefan Schuldt, Tania M. Barone, Simeon Bird, Karl Glazebrook, Marziye Jafariyazani, Mariska Kriek, Allison Matthews, Takahiro Morishita, Themiya Nanayakkara, Justin D. R. Pierel, Ana Acebrón, Pietro Bergamini, Sangjun Cha, Jose M. Diego, Nicholas Foo, Brenda Frye, Yoshinobu Fudamoto, M. James Jee, Patrick S. Kamieneski, Anton M. Koekemoer, Asish K. Meena, Shun Nishida, Masamune Oguri, Piero Rosati e Adi Zitrin

Il campo magnetico della Terra agisce come uno scudo che devia il flusso continuo di particelle cariche proveniente dal Sole lungo strutture magnetiche chiamate tubi di flusso: è l’effetto Zwan-Wolf, scoperto nel 1976. Il campo magnetico è confinato in una regione di spazio, la magnetosfera, che si estende a decine di migliaia di chilometri oltre la superficie terrestre. Finora l’effetto Zwan-Wolf era stato osservato solo nelle magnetosfere dei pianeti, ma un nuovo studio guidato da Christopher Fowler dell’Università della Virginia Occidentale ne descrive ora la rilevazione nella ionosfera di Marte, la regione ionizzata della sua alta atmosfera.

Il lavoro, pubblicato il mese scorso su Nature Communications, riporta che l’effetto è emerso durante un evento di espulsione di massa coronale del Sole avvenuto nel dicembre 2023: attraverso i dati raccolti dalla missione Maven della Nasa, è stata osservata la compressione del plasma lungo tubi di flusso magnetici, riconducibile proprio al fenomeno Zwan-Wolf. Come spiegato da Fowler, «questa compressione contribuisce a spostare il plasma del vento solare attorno al pianeta e ne riduce la densità nella zona davanti». Marte non possiede un campo magnetico globale come quello terrestre, e quindi offre un laboratorio naturale per capire come il vento solare interagisce con mondi esposti.

Rappresentazione artistica dell’effetto Zwan-Wolf su Marte: è stato dimostrato che comprime l’atmosfera e influisce sull’interazione del meteo spaziale con il pianeta. Le frecce gialle indicano il movimento dell’effetto nell’atmosfera marziana. Crediti: LASP/CU Boulder

«Mentre analizzavo i dati, ho notato all’improvviso alcune oscillazioni molto interessanti», ricorda il primo autore. «Non avrei mai immaginato che si trattasse di questo effetto, dato che non era mai stato osservato prima in un’atmosfera planetaria». L’osservazione dei segnali attribuiti all’effetto Zwan-Wolf si estende fino alle quote più basse campionate dalla sonda, suggerendo che abbia influenzato l’atmosfera anche al di sotto del veicolo spaziale; il forte evento di tempesta solare ha probabilmente amplificato un fenomeno altrimenti troppo debole per essere rilevato dagli strumenti di Maven, rendendo quindi visibile un processo che potrebbe verificarsi anche in condizioni normali ma a livelli più difficili da misurare.

«Rilevando questo effetto nell’atmosfera di Marte, stiamo scoprendo nuovi modi in cui il Sole può interagire con i pianeti del Sistema solare e influenzarli. È incredibile pensare che un’eruzione solare possa alterare l’atmosfera di Marte a 229 milioni di chilometri di distanza», dice Fowler. «Comprendere in che modo questi fenomeni meteorologici spaziali influenzano il nostro Sistema solare è importante non solo per garantire la sicurezza dei nostri esploratori robotici — e, potenzialmente, anche di quelli umani — in futuro, ma anche per proteggere le infrastrutture spaziali da cui dipendono le tecnologie che utilizziamo quotidianamente qui sulla Terra». Per gli scienziati, questo apre una nuova finestra sulla fisica del plasma in ambienti non magnetizzati, con possibili implicazioni anche per Venere e Titano, oltre che per la comprensione della perdita dell’atmosfera di Marte.

Maven è in orbita attorno al Pianeta rosso dal 2014 con l’obiettivo di studiare l’alta atmosfera, l’ionosfera e l’interazione con il vento solare. La missione era nata proprio per ricostruire come Marte abbia perso parte della sua atmosfera nel tempo e come questo abbia influenzato l’evoluzione del pianeta, l’acqua liquida e la possibile abitabilità passata. L’ultimo segnale arrivato dalla sonda risale al 6 dicembre e, dopo vari accertamenti riguardo la perdita del segnale, mercoledì scorso la Nasa ha dichiarato la missione ufficialmente conclusa.

Per saperne di più:

• Leggi su Nature Communications l’articolo “Detection of Zwan-Wolf effect in the ionosphere of Mars”, di Christopher M. Fowler, Kathleen G. Hanley, James McFadden, David Mitchell, Jasper Halekas, Laila Andersson, Duncan Bark, Yingjuan Ma, Christopher Chaston, Beatriz Sanchez-Cano, Mark Lester, David Brain, Christian Mazelle, Jared Espley, Mehdi Benna, Rebecca Jolitz, Robin Ramstad  e Shannon Curry

L’abitabilità della Terra non dipende soltanto dalla sua posizione nella cosiddetta zona abitabile del Sole. Un fattore altrettanto importante è stato l’approvvigionamento degli elementi chimici essenziali per la vita: carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo. Gli addetti ai lavori li chiamano Chnops, acronimo formato dalle iniziali dei loro nomi in inglese.

Tutta le forme di vita sulla Terra hanno bisogno degli stessi elementi: carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo (Chnops). Elementi che provengono dallo spazio: a parte l’idrogeno, sono stati forgiati all’interno delle stelle e si sono diffusi in nubi di gas e polvere. La gravità ha poi fatto sì che questo materiale si aggregasse, formando nuove stelle e oggetti più piccoli come i pianeti. Crediti: Nasa

Da tempo gli scienziati si chiedono quale sia l’origine di questi elementi sulla Terra. L’ipotesi più diffusa sostiene che siano stati trasportati dalle condriti carbonacee, meteoriti provenienti dal Sistema solare esterno, considerate planetesimi di seconda generazione. Secondo tale scenario, questi corpi avrebbero raggiunto la Terra nelle fasi finali della sua formazione, arricchendola di elementi fondamentali come fosforo e azoto.

Uno studio pubblicato ieri su Science Advances propone ora uno scenario diverso. Secondo la nuova ricerca, gli ingredienti chimici indispensabili alla vita sarebbero stati forniti alla Terra dai primi planetesimi formatisi nel Sistema solare interno, ovvero i corpi progenitori delle meteoriti ferrose, oggi rappresentati da oggetti situati in gran parte nella fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove.

Nelle primissime fasi della storia del Sistema solare, gas e polveri si sono aggregati formando piccoli corpi chiamati planetesimi. Attraverso collisioni e successive fusioni, questi oggetti hanno dato origine ai pianeti e alle lune che osserviamo oggi. Alcuni frammenti di quei corpi primitivi sono sopravvissuti fino ai nostri giorni sotto forma di asteroidi e meteoriti, offrendo una preziosa finestra sul passato del Sistema solare.

Illustrazione artistica che mostra un disco protoplanetario in orbita attorno a una giovane stella. Crediti: Nasa/Fuse/Lynette Cook

Le meteoriti ferrose e le condriti carbonacee rappresentano due popolazioni distinte di questi corpi. Le prime, composte prevalentemente da ferro e nichel, derivano dalla generazione più antica di planetesimi. Le seconde sono invece meteoriti rocciose provenienti da corpi formatisi circa due o tre milioni di anni più tardi e costituiscono la maggior parte delle meteoriti ritrovate sulla Terra.

Gli autori dello studio – Debjeet Pathak, Rajdeep Dasgupta e Naidhruv Iyer della Rice University – si sono chiesti quale di queste due generazioni di planetesimi abbia fornito la maggior parte degli elementi indispensabili alla vita sulla Terra, in particolare fosforo e azoto. Si tratta di due elementi bioessenziali: il primo è fondamentale per la formazione di Dna e Rna, le macromolecole che regolano la trasmissione e l’espressione dell’informazione genetica, oltre a svolgere un ruolo chiave nel metabolismo energetico dei sistemi viventi; il secondo, invece, è un componente essenziale delle proteine, indispensabili per la struttura e il funzionamento delle cellule.

Per rispondere a questa domanda, il team ha ricreato in laboratorio le condizioni di formazione dei planetesimi del Sistema solare primordiale. Per farlo, hanno sottoposto la materia costituente queste meteoriti ferrose a pressioni fino a 2 gigapascal e temperature comprese tra 1050 e 1600 gradi Celsius. In questo modo gli scienziati hanno potuto ricostruire il contenuto di fosforo e azoto dei corpi progenitori delle meteoriti e determinare come questi elementi fossero distribuiti tra il Sistema solare interno ed esterno. «Utilizzando la loro composizione chimica nota, abbiamo ricreato in laboratorio la cristallizzazione delle meteoriti ferrose», spiega Debjeet Pathak, primo autore dello studio. «Questo ci ha permesso di determinare la composizione dei piccoli corpi planetari, chiamati planetesimi, da cui queste meteoriti derivano».

Il team ha quindi confrontato il rapporto tra fosforo e azoto così ottenuto con quello della Terra attuale. Il primo risultato che è emerso dallo studio è che la prima generazione di planetesimi presentava rapporti fosforo/azoto più elevati nelle regioni esterne del Sistema solare e più bassi in quelle interne. Questa tendenza si invertiva nella seconda generazione di planetesimi, con rapporti più elevati nella parte interna del Sistema solare.

Infografica che mostra come le meteoriti ferrose (in alto) presentino un rapporto fosforo/azoto più basso nel Sistema solare interno rispetto a quello esterno. Per le condriti carbonacee (in basso) la situazione risulta invertita. Crediti: Rice University/Rajdeep Dasgupta

Lo studio ha individuato in Giove il fattore critico che ha modificato la distribuzione chimica dei due elementi. Secondo i ricercatori, crescendo rapidamente fino a diventare il gigante gassoso che conosciamo oggi, il pianeta avrebbe agito come una barriera gravitazionale, limitando il trasporto di fosforo e azoto dal Sistema solare interno verso quello esterno. Di conseguenza, i planetesimi formatisi all’interno dell’orbita di Giove avrebbero conservato una maggiore abbondanza relativa di questi elementi.

«Con l’aumento delle dimensioni di Giove il trasporto di fosforo e azoto ha iniziato a bloccarsi progressivamente», osserva Pathak.  «Ciò ha determinato una diminuzione dei rapporti osservati nelle condriti formatesi fino a due o tre milioni di anni dopo i corpi progenitori delle meteoriti ferrose».

Il risultato più importante emerge però dalla comparazione dei rapporti degli elementi chimici. I ricercatori hanno infatti scoperto che l’attuale rapporto fosforo/azoto della Terra è riprodotto molto meglio assumendo un contributo predominante di planetesimi provenienti dal Sistema solare interno.

«Lo studio suggerisce che la Terra abbia acquisito le sue riserve di fosforo e azoto, elementi essenziali per la vita, principalmente dal Sistema solare interno, senza richiedere un contributo significativo delle condriti provenienti dal Sistema solare esterno», sottolinea Pathak. Se confermato, questo scenario modificherebbe la visione tradizionale sull’origine degli ingredienti chimici della vita sulla Terra. Inoltre, attribuirebbe a Giove un ruolo fondamentale non solo nell’architettura del Sistema solare, ma anche nella distribuzione degli elementi che hanno reso possibile l’abitabilità del nostro pianeta.

«Per quanto riguarda il Sistema solare», conclude Rajdeep Dasgupta, coautore dello studio, «la presenza e la storia di crescita di Giove sembrano aver avuto un ruolo cruciale nel determinare la distribuzione degli ingredienti chimici di base necessari per i mondi abitabili. Resta da capire se sia possibile ottenere un inventario di elementi essenziali simile a quello terrestre in sistemi planetari privi di un pianeta analogo a Giove».

Per saperne di più:

• Leggi su Science Advances l’articolo “Phosphorus-nitrogen systematics of first-generation planetesimals constrain life-essential element delivery to Earth” di Debjeet Pathak, Rajdeep Dasgupta e Naidhruv Iyer

Ci sono luoghi in cui il cielo non è soltanto uno sfondo, ma una parte viva del paesaggio. Ad Allai, piccolo comune sardo di circa trecento abitanti nel cuore del Barigadu, le stelle sono diventate un patrimonio da proteggere, raccontare e condividere.

Il borgo ha ottenuto la certificazione internazionale di “Villaggio delle Stelle” rilasciata dalla Fundación Starlight dell’Istituto di astrofisica delle Canarie, diventando il primo borgo d’Italia a ricevere questo riconoscimento. Un risultato che inserisce Allai nella rete internazionale dei luoghi considerati eccezionali per la qualità del cielo notturno e per l’impegno nella sua tutela.

Il cielo notturno di Allai. Crediti: Manuel Floris

La certificazione Starlight premia i siti che conservano cieli bui e adatti all’osservazione astronomica, riconoscendo anche il valore naturalistico, culturale e turistico dei territori che scelgono di proteggere il cielo notturno e di promuovere attività di divulgazione scientifica, educazione ambientale e astroturismo. Con questo risultato, Allai si affianca ai due “Parchi delle Stelle” già presenti in Italia: il Parco astronomico di Saint-Barthélemy, in Valle d’Aosta, e l’area del Centro Gal Hassin del Parco astronomico di Isnello, in Sicilia.

Il riconoscimento è il risultato di un lavoro avviato negli ultimi quattro anni per rendere il paese più attento al cielo e al paesaggio notturno. L’amministrazione comunale, insieme alla comunità locale, è intervenuta sull’illuminazione pubblica per ridurre l’inquinamento luminoso e limitare la dispersione della luce verso l’alto.

Un punto informativo e di osservazione del cielo stellato ad Allai. Crediti: CiMA – Civico Museo di Allai

Allo stesso tempo, alcuni punti del borgo sono stati pensati come luoghi in cui fermarsi a guardare le stelle, con sedute dedicate e mappe celesti a disposizione dei visitatori. In questo senso, la certificazione non riguarda soltanto la qualità del cielo, ma anche il modo in cui quel cielo viene condiviso con la comunità: attraverso attività di divulgazione, osservazioni guidate, iniziative culturali e percorsi capaci di avvicinare cittadini, scuole e visitatori all’astronomia.

A rendere questo percorso anche un’occasione di incontro tra territorio, scienza e divulgazione hanno contribuito eventi di osservazione del cielo, conferenze e workshop fotografici organizzati con il supporto del Planetario de L’Unione Sarda, di Flavia Dell’Agli dell’Inaf di Roma e di Manuel Floris del Planetario de L’Unione Sarda.

Un’altra immagine del cielo notturno di Allai. Crediti: Manuel Floris

«In questi anni il Comune di Allai, e la sua comunità tutta, hanno investito molto sul salvaguardare e valorizzare le ricchezze naturali di cui dispone», dice Flavia Dell’Agli. «Una di queste è un meraviglioso cielo stellato che si può ammirare anche nel cuore del borgo, tra i vicoli e le piazze. Orientare energie e risorse in questa direzione non è scontato e lo dimostrano i dati più recenti sull’inquinamento luminoso. È stato un privilegio poter sostenere questa scelta coraggiosa, nella speranza che possa essere di esempio per molti altri luoghi bui d’Italia. Il cielo stellato è troppo spesso dimenticato o dato per scontato. Poterlo donare nuovamente agli occhi di tutti noi è qualcosa per cui dobbiamo lottare».

Il tema dell’inquinamento luminoso riguarda infatti non solo gli astronomi, ma tutti. L’aumento dell’illuminazione artificiale rende sempre più difficile osservare la Via Lattea e le stelle più deboli. Per questo la protezione del cielo buio è oggi anche una forma di tutela ambientale e culturale.

La certificazione Starlight non rappresenta quindi un punto di arrivo, ma l’inizio di una nuova fase per il borgo. Le attività del Civico Museo di Allai, insieme alle serate di osservazione astronomica guidata, alle conferenze e ai laboratori scientifici, contribuiranno ad arricchire l’offerta culturale e turistica del territorio.

In un’epoca in cui il cielo stellato scompare sempre più spesso dietro la luce artificiale, Allai sceglie di ripartire dalla notte. Non come limite, ma come risorsa da proteggere: uno spazio condiviso in cui tornare ad alzare lo sguardo.

Per saperne di più:

• Leggi il comunicato stampa del Comune di Allai