16/02/19

Tutti insieme appassionatamente: Gaia ricostruirà l'antica Via Lattea **

Questo articolo è stato inserito nella sezione d'archivio dedicata alla Missione GAIA, in "Strumenti e Missioni".

 

Che Gaia fosse una missione indispensabile e capace di permettere un salto di qualità quasi incredibile era ormai indubbio (e pensare ai problemi che aveva avuto all'inizio, non essendo abbastanza spettacolare!). Forse, però, sta andando ancora oltre le più rosee previsioni. La mappa in 3D si sta formando sempre più chiara e mette in luce, con la sua precisione nei moti propri e nelle velocità in generale, potenzialità mostruose per ricostruire le vicende più importanti avvenute nel passato, oltre che eseguire misure globali ancora decisamente incerte.

Prima di entrare nei dettagli di due articoli molto simili, fatemi ricordare cosa succede ad un asteroide singolo durante la sua vita. Prima o poi arriverà un proiettile, anche relativamente piccolo, capace di distruggerlo completamente e creare centinaia e centinaia di frammenti che un, po' alla volta, si allontaneranno visivamente dal luogo della catastrofe e seguiranno strade apparentemente indipendenti. Fortunatamente in eventi del genere l'energia orbitale cambia di pochissimo, per cui è "relativamente" facile  trasformare gli elementi orbitali geometrici osservabili (a, e, i) in elementi orbitali ripuliti dalle perturbazioni dei pianeti maggiori (che non mi senta il grande Andrea Milani, sicuramente sul suo asteroide a continuare i suoi calcoli, dopo il lavoro mostruoso che ha fatto per definire al meglio gli elementi orbitali propri).

Sto, ovviamente parlando delle famiglie asteroidali, che -teoricamente- potrebbero permettere di ricostruire l'asteroide originario, prima della collisione. In realtà c'avevamo anche provato, ma i parametri in gioco, sia dinamici (spesso caotici) che fisici rendevano molto aleatorio il risultato finale.

Gaia ci permette di fare qualcosa di molto simile per le stelle, anche se ben diverse sono le condizioni iniziali e le forze perturbatrici.

Le stelle sono nate e nascono normalmente in "ospedale", ossia in zone molto ristrette dove ci sono le migliori condizioni "tecniche" perché le nascite siano perfette. A volte, spesso nei tempi più antichi, le stelle, nate in un certo periodo di tempo e in certe posizioni, decisero di rimanere insieme per sempre (o quasi) e siamo di fronte agli ammassi globulari, molto "chiusi", la cui ricerca di privacy  ha largamente bloccato  la possibilità di nascite future.

Nel disco galattico, invece, ci si trova davanti agli ammassi aperti. Ammassi, in quanto anche in questo caso nascono centinaia o migliaia di stelle nello stesso luogo e in un  breve periodo di tempo; aperti perché ogni stella (se non accoppiata) ha in pratica la libertà di rivolvere attorno al centro della galassia in modo indipendente. Una specie di enorme famiglia come quelle asteroidali, nata però già frammentata.

Iniziano la loro rivoluzione in modo molto simile e continuano a formare un gruppo ben visibile ma, un po'alla volta, su di loro agiscono le forze mareali dell'intera galassia. Piccole diversità diventano in breve spostamenti reciproci molto grandi, anche se il loro moto apparente rimane molto simile, data la distanza praticamente uguale. Per riconoscere la nascita comune va quindi calcolata molto bene la velocità di spostamento e la distanza. Esattamente ciò che Gaia sa fare molto bene.

A questo punto, sapendo come e dove si muovono, non è impossibile fare andare il film al contrario e riuscire a ricomporre il gruppo quando era ancora molto vicino. In altre parole, trovare l'ospedale e calcolare il "giorno" della nascita. Migliaia di stelle potrebbero trasformarsi magicamente in una sola grande nube, di cui si può ricavare anche l'età dei suoi numerosissimi parti stellari.

Questa lenta perdita di stelle per effetti mareali imponenti è visibile anche nelle galassie che hanno subito incontri ravvicinati: molte loro stelle creano una specie di coda, detta proprio "coda mareale". Un esempio magnifico è, ad esempio, quello della galassia Tadpole, mostrata di seguito

NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (USCS/LO), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), the ACS Science Team, and ESA
La coda mareale della galassia Tadpole. Fonte: NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (USCS/LO), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), the ACS Science Team, and ESA

Il vantaggio delle galassie è che, normalmente, la coda è ben visibile sul fondo nero del cielo. La coda mareale di un ammasso aperto di stelle è, invece, immersa in un oceano di stelle più vicine e più lontane. Solo la conoscenza della loro velocità e della loro distanza può farle riconoscere. Si poteva provare anche dopo il satellite Hipparcos (e in parte è stato fatto), ma Gaia è tutta un'altra cosa e la sua eccezionale precisione ha permesso di studiare l'ammasso aperto delle Iadi, quel magnifico gruppo di stelle che accompagna Aldebaran (che è del tutto estranea) nel formare la V della costellazione del Toro. Nella figura che segue si vede l'ammasso ancora abbastanza raggruppato, ma apparentemente poco numeroso.

Le Iadi, viste senza alcuna tecnologia avanzata (notare la bellissima Aldebaran). Fonte: NASA, ESA, and STSc
Le Iadi, viste senza alcuna tecnologia avanzata (notare la bellissima Aldebaran). Fonte: NASA, ESA, and STSc

Basta poco, però, per vedere che il numero di stelle è nettamente superiore

Fonte: Roberto Mura
Fonte: Roberto Mura

Oppure, andando ancora più nel professionale:

Fonte: Giacomo Mura

Comunque sia, ciò che si sta vedendo è sempre la testa... per vedere la coda completa (sia avanti che indietro) bisogna passare ad una visione globale della Via Lattea, come mostra la straordinaria immagine che segue:

Fonte: S. Röser, ESA/Gaia/DPAC
Fonte: S. Röser, ESA/Gaia/DPAC

Sì avete visto giusto! Tutti quei puntini più luminosi formano le attuali Iadi.  Incredibile! Viva Gaia!! Teniamo conto che le Iadi sono l'ammasso più vicino a noi (150 anni luce) e che era stimato avere un'estensione di circa 20 anni luce. La nuova ricerca conta ben 529 stelle sparse su un "territorio" che si estende fino a 550 anni luce in avanti e circa 220 indietro rispetto all'ammasso vero e proprio

Uno degli autori dice espressamente: "Our discovery shows that it is possible to trace the trajectories of individual stars of the Milky Way back to their point of origin in a star cluster (la nostra scoperta mostra come sia possibile tracciare la traiettoria di singole stelle verso il passato e verso il  punto in cui sono nate)". Una previsione che sembrerebbe fantascienza se non ci fosse Gaia di mezzo. L'età dell'ammasso, stimata intorno a 620 milioni di anni, sembra tornare molto bene utilizzando il movimento di dispersione e tornando indietro fino a un punto solo. Tra le stelle sono state anche trovate cinque nane bianche.

Articolo originale QUI  (guardate  le figure... impressionanti).

In questo primo articolo, però, si sapeva cosa cercare e dove cercare (più o meno): una specie di esercizio preliminare utilizzando qualcosa di ben noto già da molto tempo. In qualche modo, si voleva "solo" verificare un qualcosa già dedotto con mezzi ben più imprecisi e su un campione di stelle molto più limitato e concentrato.

Ancora più entusiasmante è ciò che si è trovato nell'emisfero sud... Un vero e proprio fiume di stelle che si muovono con la stessa corrente. Nessun ammasso apparente, ma solo ciò che resta di una piccola sorgente che, oggi, dopo un miliardo di anni, si è trasformata in un  grandissimo corso "d'acqua" stellare. Mostruoso, veramente mostruoso... come mostra la figura che segue

9 commenti

  1. Gianluca

    ciao Enzo, ho letto questo articolo e mi é piaciuto molto. Pensa alla missione Lisa ossia satelliti attorno al Sole per il rilievo delle onde gravitazionali. Sarebbe bello se scrivessi un articolo sulle importanti informazioni che esse portano rispetto alla informazione veicolata dalla luce.

  2. PapalScherzone

    Già fatto, caro Gianluca, già fatto... :wink:

    http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/onde-gravitazionali/

  3. Gianluca

    ciao papalScherzone, grazie per il link, quanti articoli interessanti!...ieri sera ho telefonato a Enzo e tra le tante cose che ci siamo detti abbiamo parlato di buchi neri; se posso, ti faccio una domanda. Come immagini un buco nero al suo interno? A me viene in mente il film interstellar.

  4. Tocca a te rispondere Scherzy... io ho già detto la mia ...

    Devo dire che Gianluca sta "attivando" tutto lo staff! Non vedo l'ora di uno scontro diretto con Frank...

    Anzi, ognuno potrebbe dire la sua idea... tanto nessuno sa la verità... (io avevo anche scritto qualcosa a proposito di una ulteriore "fermata" della contrazione ... (Scherzy trovalo ! tu solo ce lo puoi fare...)

  5. PapalScherzone

    Sinceramente, caro Gianluca, l'interno di un buco nero non me lo sono mai immaginato, ma quello che so l'ho imparato qui http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/buchi-neri/

    Se, invece, vuoi dare fiducia a quello scapestrato di Vin-Census, il buco nero te lo puoi immaginare così... http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2017/01/30/i-racconti-di-vin-census-il-buco-nero/

    :-P

     

  6. Gianluca

    leggerò gli articoli con ferma passione

  7. PapalScherzone

    Bravo Gianluca, così ci piaci!

    E poi, cosa vuoi che sia... ne sono stati pubblicati solo 2904, qualcuno lo hai già letto... insomma chi ben comincia è a metà dell'opera (o quasi  :mrgreen: )

    Buona lettura e buon divertimento!

  8. Daniela

    Scherz(y) a parte, Gianluca... se hai bisogno, quel burlone di Scherzy è sempre a disposizione per dare una mano ad orientarsi nel blog (guarda QUI).

    Approfittane pure, senza pietà!

    :-D

  9. PapalScherzone

    Mai una volta che si faccia gli affari suoi, questa qui... :roll:

    Va beh, Gian, se proprio non puoi farne a meno, chiedi pure...

    :wink:

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