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: