Astrofisica


Buchi neri
===============================================================
# Area : ASTRO.ITA (Astrofili)
# Da : Paolo Sala, 2:331/323 ( 28 Giu 95 19:23)
# A : All
===============================================================

Sempre in tema di buchi neri...
per sapere quanti siano grandi c'e' una semplice formuletta che di sicuro conoscerete che porta alla conoscienza del raggio di un corpo il cui campo gravitazionale non lasci sfuggire la luce:

       r= 2GM/C*C       G=costante di gravitazione universale
                        M=massa dell'oggetto
                        C=velocita' della luce (C*C vuol dire alla seconda)

per esempio il per il Sole viene di circa 3 Km...


Pulsar
===============================================================
# Area : ASTRO.ITA (Astrofili)
# Da: Raffaello Di Martino ( 5/1/1995 10:56 )
# A: Paolo Bettello
===============================================================

" Sono la conferma dell'esistenza delle stelle di neutroni ". Le stelle di neutroni sono il risultato del collasso di una stella con un valore di massa reletivamente alto, per il quale la pressione del gas degenere non riesce ad equilibrare la forza di gravita'; la stella si comprime quindi cosi' tanto finche la pressione del "gas" neutronico degenere e' capace di resistere alle forze di gravita'.

Una stella di neutroni non e' visibile come una stella a cui siamo abituati, ma possiamo carpire la sua presenza dalle sue peculiari emissioni energetiche. E' stata la scoperta delle pulsar, infatti, come dicevo prima, la prova dell'esistenza delle stelle di neutroni. L'esistenza e' stata anche confermata dall'osservazione delle sorgenti X binarie, nel quale si ebbero le prime valutazioni delle masse delle stelle di neutroni. La trasmissione di una pulsar e' una vera e propria oscillazione di trasmissione radio con impulsi estrmamente brevi della durata di 0.016 secondi ogni 1.33 secondi circa. Segnali di questo tipo possono essere emessi solo da oggetti di dimensioni inferiori a circa 6000 chilometri e cio' comporta una emissione di un energia cosi' enorme che fece pensare proprio alle stelle di neutroni studiate in teoria.

Si pensa che l'emissione sia concentrata in un fascio che ruota con la pulsar, cosi' come avviene in un faro. E' ovvio quindi che il periodo di pulsazione del segnale e' legato al periodo di rotazione della stella di neutroni (poiche' gli intervalli sono molto brevi, si deduce che una stella di neutroni ruota molto velocemente).

L'idea che si ha della loro struttura e' quella di una crosta rigida esterna contente un "fluido neutronico" che ruota probabilmente un po' piu' veloce dello strato esterno.


DATA 20/05/1992 PAGINA 4 TuttoScienze

Titolo: LE DATE DELLA SCIENZA

La prima pulsar trovata per caso

VENTICINQUE anni fa veniva scoperta la prima pulsar. Fu un classico esempio di serendipity, una scoperta inattesa che un ricercatore compie per caso mentre e' orientato in tutt'altra direzione. Le pulsar, infatti, furono scoperte da astrofisici di Cambridge con un radiotelescopio costruito per studiare le variazioni delle radiosorgenti celesti. Il programma richiedeva la monotona lettura di chilometri di carta millimetrata sui quali la strumentazione del radiotelescopio registrava i dati e a questo ingrato lavoro fu chiamata la giovane Jocelyn Bell. La quale noto' una pulsazione ritmica di grande regolarita' che proveniva dalla zona di cielo fra Altair e Vega e che, come il fantasma di Elsinor, faceva la sua comparsa intorno alla mezzanotte. Che si trattasse di un segnale di origine extraterrestre lo si capi' dal fatto che, al trascorrere del tempo, l' impulso anticipava il suo passaggio al meridiano proprio come fanno le stelle. Si penso' che qualche civilta' extraterrestre stesse tentando di comunicare con noi, e il segnale fu chiamato Lgm (Little Green Men, vale a dire piccoli uomini verdi). Nel frattempo, pero' , la scoperta di altri simili segnali fece crollare la pur suggestiva ipotesi. Era del tutto inverosimile, infatti, che diverse civilta' extraterrestri avessero deciso, tutte insieme, di mettersi in contatto con noi. Dietro a Lgm, dunque, non c' era nessun omino verde, ma un oggetto stellare la cui natura andava determinata. Oggi tutti ritengono che le pulsar siano stelle di neutroni, residui di esplosioni di supernova. Curiosita' : la prima pulsar identificata come oggetto ottico e' la pulsar della Nebulosa del Granchio. Il suo periodo e' di 0, 0339 secondi e cio' significa che effettua quasi 30 pulsazioni al secondo (il periodo e' infatti l' inverso della frequenza, sicche' quest' ultima si ottiene facendo il reciproco di 0, 0339) . Scoperta nel gennaio 1969, la pulsar e' il residuo della supernova che apparve nel Toro nel luglio del 1054. Essa fu visibile di notte per quasi un anno e per 23 giorni fu visibile anche di giorno.

Franco Gabici


Quasar
===============================================================
# Area : ASTRO.ITA (Astrofili)
# Da : Elia Cozzi, 2:331/101 (11-29-1996 21:08)
# A : Tutti
===============================================================

Hubble esplora la "casa" dei quasar

Due team di astronomi hanno mostrato drammatiche immagini riprese dall'Hubble Space Telescope che mostrano come i quasar "vivano" in una gran varieta' di galassie, molte delle quali si trovano in una situazione di violenta collisione. Questa complicata figura suggerisce l'esistenza di una varieta' di meccanismi per "accender" i quasar, gli oggetti piu' luminosi dell'universo.

I ricercatori sono inoltre affascinati dal fatto che i quasar studiati non sembrerebbero aver danneggiato le galassie in cui si trovano. Questo potrebbe significare che i quasar sono un fenomeno relativamente breve a cui molte galassie, compresa la Via Lattea, sono state sottoposte molto tempo fa.

John Bahcall, dell'Istituto per gli Studi Avanzati di Princeton, evidenzia che la chiarezza delle immagini del Telescopi Spaziale mette in risalto una situazione piu complessa. "Se pensavamo di avere una teoria completa sui quasar, adesso sappiamo che cio' non e' vero", dice Bahcall. "Non si evidenzia alcun comportamento univoco e coerente dei quasar. L'assunzione fondamentale era che ci fosse un solo tipo di galassie in grado di ospitare i quasar e di eventi catastrofici in grado di alimentarli. In realta' ora non abbiamo una semplice idea, abbiamo una gran confusione.

Mike Disney, dell'Universita' del Galles, Gran Bretagna, leader del team europeo, dice, "Era stato presupposto che le collisioni avrebbero potuto essere un importante meccanismo tramite il quale venivano alimentati i buchi neri e si generava la gran quantita' di energia emessa dai quasar. Ora sappiamo che queste idee sono realmente vere, ma non lo sapevamo prima di questa scoperta di Hubble. Questo e' veramente un successo affascinante."

Sebbene un numero di immagini mostri collisioni tra coppie di galassie che potrebbero causare la nascita dei quasar, alcune immagini rivelano galassie apparentemente normali e indisturbate che possiedono un quasar. "Siamo stupiti dalla bellezza e dalla chiarezza delle immagini di dell'Hubble Space Telescope, e allo stesso tempo dalla varieta' degli ambienti in cui si trovano i quasar", afferma Donald Schneider della Pennsylvania State University, University Park, PA.

Scoperti solamente 33 anni fa, i quasar sono tra gli oggetti piu' stravaganti dell'universo a causa delle loro dimensioni ridotte e della prodigiosa emissione di energia. I quasar non sono piu' grandi del nostro Sistema Solare, ma emettono un'energia da 100 a 1000 volte superiore a quella di una galassia contenente centinaia di miliardi di stelle.

Un buco nero super massivo, che catturi stelle, gas e polveri, potrebbe essere il "motore" che aziona il quasar. La maggior parte degli astronomi concorda con l'idea che un buco nero sia l'unica possibilita' credibile in grado di giustificare la possibilita' di oggetti cosi' compatti, variabili e potenti. Tuttavia, l'evidenza di tali affermazioni e' sempre stata elusiva a causa dell'elevata luminosita' dei quasar che nasconde qualsiasi dettaglio dell'"ambiente" in cui si trovano.

"Questi problemi non avrebbero potuto essere risolti senza il Telescopio Spaziale", afferma Disney. "Smisi di studiare i quasar vent'anni fa perche' avevo capito che dovevamo aspettare un telescopio spaziale che fornisse immagini sufficientemente chiare per poter risolvere il problema."

Le osservazioni del team europeo, eseguite tramite la Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) in modalita' ad alta risoluzione, mostrano come i quasar appaiano nascere in ambienti in cui due galassie stanno interagendo violentemente e probabilmente collidendo. "Questa meccanismo e' sospettato da lungo tempo come la piu' probabile causa di "accensione" dei quasar ma, prima della scoperta di Hubble, nessuno sapeva se l'idea fosse realmente esatta", dice Peter Boyce.

"In quasi tutti i quasar vediamo chiaramente una galassia che ne inghiotte apparentemente un'altra", afferma Disney. Egli seleziono' tre quasar conosciuti come intensi emettitori infrarossi, fatto che suggerisce la possibilita' che siano galassie a spirale che contengono normalmente una gran quantita' di polvere e gas. "Quando abbiamo osservato le immagini di Hubble abbiamo visto la catastrofe piu colossale: due galassie a spirale come la nostra Via Lattea si erano scontrate reciprocamente e stavano espellendo materia in tutte le direzioni. Parte di questo materiale sembra addirittura essere finito nel nucleo di una delle spirali dove probabilmente si trova un gigantesco buco nero che alimenta il quasar".

Bahcall, Schneider e Sofia Kirkahos hanno utilizzato la WFPC2 in modalita' wide-field, per analizzare 20 quasar. Bahcall ha trovato che la meta' dei quasar studiati si trovano in galassie che sembrerebbero indisturbate. "O la compagna interagente e' vicina al nucleo al punto tale da essere sotto la capacita' risolutiva di Hubble, o c'e' un altro meccanismo che da origine al quasar."

Entrambi i team sono concordi nell'affermare che le immagini del Telescopio spaziale mostrano in modo conclusivo che:

Ulteriori ricerche sui quasar rappresentano una sfida considerevole per le capacita' dei mezzi disponibili a causa della loro grande distanza. "E' come avere ancora pochi fotogrammi di una partita di calcio (trad. football) e provare a determinare sia le regole del gioco sia il risultato finale. E' una vera sfida, ed e' molto affascinante, ma si e' ovviamente soggetti alla probabilita' di commettere gli errori piu' giganteschi. Prima o poi ci riusciremo, ma potremmo aver bisogno di una gran quantita' di immagini di Hubble per essere certi di quello che accade veramente", sostiene Disney.

Adesso che si conosce qualcosa di piu' sull'ambiente in cui si trovano i quasar i team di ricerca invitano gli astronomi ad indirizzare le loro ricerche su un campo piu' vasto. La maggior parte dei quasar brilla per un breve periodo della vita di una galassia (100 milioni di anni o meno)? Se e' cosi', significa che la maggior parte delle galassie, compresa la Via Lattea potrebbero aver ospitato dei quasar. Se, diversamente, i quasar hanno una vita lunga, significhe che sono piu' rari. "Questo vuoldire che pochi massivi buchi neri si formarono nei primi istanti di vita dell'universo", dice Disney.

Gli astronomi stanno risolvendo il problema dell'uovo e della gallina anche a proposito della nascita dei quasar. I buchi neri massivi si sono formati prima e poi le galassie si sono nate intorno ad essi, oppure la nascita delle galassie ha preceduto quella dei buchi neri che sono cresciuti al loro interno in seguito a collisioni e fusioni stellari?

Gli strumenti avanzati progettati per il Telescopio Spaziale dovrebbero aiutare gli astronomi a risolvere questi problemi mostrando maggiori dettagli. La Near Infrared Camera e il Multi-Object Spectrometer (NICMOS), che verranno installati nel 1997, e la Advanced Camera, che verra' installata nel 1999, avranno un dispositivo coronografico che fermera' la luce del quasar per permettere agli astronomi di vedere piu' vicino al nucleo della galassia. Osservando la struttura galattica in infrarosso, il NICMOS dovrebbe essere in grado di fornire importanti dettagli a proposito della galassia ospitante il quasar.


===============================================================
# Area : ASTRO.ITA (Astrofili)
# Da: Raffaello Di Martino ( 5/1/1995 10:56 )
# A: Paolo Bettello
===============================================================

I quasar, anzi le quasar, a differenza delle pulsar sono visibili o per lo meno sono state identificate nelle fotografie ordinarie del cielo con oggetti stellari. Esse hanno avuto quindi il nome di quasar, cioe' "sorgenti quasi stellari di onde radio" o "oggetti quasi stellari" perche' non tutti sono potenti sorgenti di radioonde.

Una serie di particolarita' delle quasar indica la loro somiglianza con i nuclei attivi delle galassie, e cioe': 1) irregolrita' della radiazione fino a qualche giorno e anche meno; 2) compattezza; 3) carattere non termico dello spettro; 4) forte allargamento delle riche di emissione osservato negli spettri delle quasar.

A proposito delle righe spettrali, si e' notato che vi e' un notevole Red-Shift (spostamento verso il rosso) non spiegabile con un normale effetto Doppler. E' piu' probabile quindi, che il Red-Shift sia dovuto alla loro enorme velocita' di fuga...quasi quella della luce !! Le quasar quindi sono gli oggetti piu' lontani che permettono, grazie alla loro eccezionale luminosita', di studiare le proprieta' della materia ad una distanza di miliardi di anni luce ( alcune migliaia di megaparsec). Vorrei precisare che le galassie ordinarie, la cui luminosita' e' centinaia di volte inferiore a quella delle quasar, non possono essere osservate a tali distanze.

Onde evitare altre perplessita' vi dico anche che il meccanismo dello sprigionamento di una cosi' grande quantita' di energia da parte dei nuclei delle quasar e' ancora sconosciuto, si pensa solo che esso sia legato ad uno sprigionamento di energia di interazione gravitazionale fra i corpi che puo' essere molto piu' efficace delle reazioni nucleari.


Struttura delle galassie
===============================================================
# Area : ASTRO.ITA (Astrofili)
# Da : Elia Cozzi, 2:331/101 (11-29-1996 21:02)
# A : Tutti
===============================================================

Hubble vede "nubi cometarie" supersoniche nel cuore di una galassia

Le analisi delle drammatiche immagini riprese dal Telescopio Spaziale rivelano immensi globuli di gas a forma di cometa nel cuore della galassia denominata Cartwhell, una galassia dalla forma peculiare a ruota di carro che si e' scontrata con un'altra galassia.

Questa scoperta puo' aiutare a spiegare perche' il centro della galassia Cartwheel presenta una ridotta formazione stellare e quale sia la cauda dell'inusuale struttura a raggera tra il brillante anello esterno di stelle giovani e il misterioso e "polveroso" nucleo galattico.

Un team di astronomi ha utilizzato la Wide Field and Planetary Camera 2 per analizzare il nucleo della Cartwheel, che presenta un'insolita rete di strutture ricche di polveri, ma e' priva di grandi regioni di formazione stellare. Gli scienziati sono rimasti sorpresi dalla scoperta di strutture a forma di cometa che attraversano le zone di polvere.

Gli oggetti mostrati da Hubble non sono in realta' comete in quanto sono di gran lunga piu' grandi. Le "teste" hanno una dimensione di poche centinaia di anni luce e le code hanno una lunghezza compresa tra 1000 e 5000 anni luce.

Le "teste cometarie" sono vaste nubi di idrogeno molecolare, paragonabili a quelle trovate nella nostra Via Lattea. Le "code" sono scie incandescenti di gas ad elevata temperatura e, come suggerito dal loro colore blu nelle immagini di Hubble, rappresentano possibili stelle di nuova formazione. Le strutture hanno le sembianze di comete perche' sono probabilmente il risultato di una collisione tra materia ad alta velocita' e materia piu' lenta. Questo crea una struttura simile a quella che si produce quando una barca si muove sull'acqua. I ricercatori ritengono che tutto cio' sia il risultato di una collisione quasi frontale tra la galassia Cartwhell e una galassia piu' piccola avvenuta 200 milioni di anni fa. Questo fatto ha trasformato la Carthweel in un unico laboratorio per lo studio delle collisioni supersoniche tra nubi massive e grossi blocchi di gas generati dalla collisione.

Una possibile spiegazione delle strutture deriva dal fatto che durante la collisione le nubi di gas vengono "tirate" verso l'interno e poi rilasciate per oscillare intorno alla loro posizione originale esattamente come la corda di una chitarra. Queste oscillazioni avvengono intorno al punto di equilibrio tra la forza gravitazionale e quella centrifuga. Le "comete" potrebbero essere quindi prodotte quando le grandi nubi, attraversando lo spazio a quasi un milione di chilometri orari, si scontrano in un anello di gas e polvere spingendosi all'esterno iniziando una nuova oscillazione.

Una seconda spiegazione e' che le raggiere e le "comete" potrebbero rappresentare due stadi diversi dello stesso fenomeno dove il materiale inizia a ricadere sulla galssia. Questa deduzione deriva dal fatto che questo effetto non e' stato visto nelle molte altre galssie a forma di anello piu' gioveni della Cartwheel. In questo scenario, le nubi molecolari che rappresentano le teste delle comete vennero spinte fuori dal piano galattico e successivamente, esattamente come una palla da baseball lanciata in aria, ritornaro nella galssia. Il loro ritorno ha prodotto un surriscaldamento locale del gas interstellare a piu' di un milione di gradi Fahrenheit

Queste nuove scoperte sono dovute a Curt Struck, Philip Appleton (Iowa State University), Kirk Borne (Hughes STX Corporation), e Ray Lucas (Space Telescope Science Institute). I loro risultati appaiono nel numero di novembre dell'Astronomical Journal. Questa scoperta affascinante richiede una serie di osservazioni successive, compresa la spettroscopia delle "comete" e le osservazioni nella banda X per cercare il gas convolto nella collisione all'interno del nucleo.

La galassia Cartwheel e' situata a 500 milioni di anni luce da noi, nella costellazione dello Scultore.


Torna alla pagina di Astro.ita.