RESTI DI SUPERNOVA SULLA TERRA

Resti di supernova sulla Terra

Grazie a una tecnica ad alta precisione, chiamata spettroscopia di massa con acceleratore, un team di ricercatori è riuscito a rilevare e datare con precisione i depositi di ferro-60 presenti nei fondali dell’Oceano Pacifico. I risultati dimostrano che 2.7 milioni di anni fa la Terra ha attraversato un resto di supernova

Quando esplode una supernova di tipo II, ovvero quando una stella massiccia termina la propria vita, si scatena un’energia tale da generare gli elementi più pesanti dell’Universo. Tra questi c’è il ferro-60, un radioisotopo per il quale non esistono, sul nostro pianeta, meccanismi di produzione naturali. La rilevazione di ferro-60 all’interno di campioni di roccia terrestri, dunque, dimostra che il materiale studiato proviene da un’esplosione di supernova.

Un team di ricercatori è riuscito a rilevare la presenza di ferro-60 in materiale estratto da carotaggi nei fondali dell’Oceano Pacifico, ed è riuscito a datare l’arrivo di questo materiale a 2.7 milioni di anni fa. Secondo le analisi, presentate in un articolo pubblicato di recente su Proceedings of the National Academy of Sciences, il Sistema solare in quell’epoca ha iniziato ad attraversare un resto di supernova, e ha continuato a transitarvi per circa un milione di anni.

I resti di supernova sono ciò che rimane in seguito all’esplosione come supernova di una stella massiccia, ovvero con massa superiore alle 8-10 volte la massa del Sole. Quando stelle di questa taglia consumano tutto il combustibile a loro disposizione e terminano la fase di vita stabile, collassano sotto l’effetto della propria gravità e producono le cosiddette supernove da collasso del nucleo. Se una supernova di questo tipo si verifica abbastanza vicino al Sistema solare, può capitare che arrivino sulla Terra residui di quell’esplosione sotto forma di isotopi particolari, tra cui il ferro-60.

Un eccesso di ferro-60 era già stato osservato in campioni datati a due milioni di anni fa, estratti sempre dall’Oceano Pacifico, e più di recente, anche in materiali lunari. Il segnale di ferro-60 rilevato in quei campioni era stato attribuito a materiale prodotto da una supernova, ma la risoluzione temporale era molto povera, e non aveva permesso di ottenere una datazione precisa.

Ora, per la prima volta, i ricercatori sono riusciti a rilevare con precisione le tempistiche del segnale dovuto al resto di supernova, a partire da carotaggi nel Pacifico. L’inizio del segnale è riconducibile a circa 2.7 milioni di anni fa, è centrato attorno a 2.2 milioni di anni fa, e si può dire significativamente concluso a 1.7 milioni di anni fa.

Per poter analizzare la struttura temporale del ferro-60 presente nei campioni terrestri è necessario un campione geologico con una risoluzione stratigrafica eccellente, un’ottima estrazione del ferro-60 e una sua bassa mobilità, in modo da poter conservare il ferro-60 il più possibile com’era al tempo in cui si è depositato, al di là del suo naturale decadimento.

Tutte queste condizioni sono soddisfatte nei sedimenti marini del Pacifico utilizzati in questo studio, poiché i materiali raccolti sono cresciuti con un tasso di sedimentazione costante, preservando le informazioni temporali sul segnale dovuto alla supernova. «Nonostante questo, la concentrazione di ferro-60 nei fossili è così bassa da risultare rilevabile solo attraverso l’utilizzo della tecnica ad alta sensibilità chiamata spettroscopia di massa con acceleratore», dice Peter Ludwig, ricercatore presso la Technical University of Munich e primo autore dell’articolo. I ricercatori hanno utilizzato l’acceleratore presente presso i Maier-Leibnitz Laboratory di Garching, in Germania, ottenendo le misure che hanno permesso di estrarre il ferro-60 dai campioni.

Nello studio è stato possibile risalire anche al tipo di stella progenitrice per la supernova, identificando nell’associazione Scorpius-Centaurus la sede più probabile. L’associazione Scorpius-Centaurus è un gruppo di stelle di classe spettrale OB (le più grandi che esistono) attualmente a circa 400 anni luce da noi. L’analisi del suo moto relativo hanno rivelato che 2.3 milioni di anni fa questo gruppo si trovava a circa 300 anni luce dal sistema solare, e che nel corso degli ultimi 10-15 milioni di anni ha sperimentato l’esplosione di un numero di supernovae che va da 15 a 20. Oltre a produrre gli elementi pesanti osservati, questa serie di esplosioni ha generato una cavità nel braccio di Orione della Via Lattea. Gli astronomi hanno soprannominato questa cavità la “bolla locale”.
Credit INAF

1 La supernova prima dell'esplosione e dopo l'esplosione del 1987! La stella era il puntino indicato dalla freccia! Tutto questo in una galassia a noi vicina nelle nubi di Magellano

2 Ecco quello che si osserva adesso dopo quasi 30 anni dal telescopio spaziale Hubble! 

L'ALITO DELLA MAGNA GRECIA

L'ALITO DELLA MAGNA GRECIA!

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Le meraviglie di Roma antica

Le meraviglie della Roma antica! Cesare e i gatti

Tutti sappiamo che Giulio Cesare fu vittima di una congiura ordita dal figlioccio Marco Giunio Bruto. Ma dove avvenne l'omicidio? Ci sarete passati molti volte, a Roma: Cesare fu pugnalato da Bruto, mentre presiedeva una riunione di senatori, nella Curia di Pompeo, nell'attuale area archeologica di largo di Torre Argentina, uno dei luoghi più trafficati di Roma, famoso anche per essere abitato da una numerosa colonia di… gatti. Solo di recente (nel 2012) dei ricercatori hanno scoperto il punto preciso dove avvenne il parricidio di Cesare: è indicato da una lastra di cemento di tre metri per due, voluta da Ottaviano Augusto per ricordare il padre adottivo e tramandare ai posteri la condanna del suo assassinio. Credit Focus

Raggi gamma e minacce aliene!

WR-104: la Stella che minaccia la Terra con un fascio di raggi gamma       

L’uomo è da sempre affascinato dall’immensa bellezza di un limpido cielo stellato. Allo stesso tempo però, egli non sospetta che proprio quel manto pieno di stelle possa nascondere insidie in grado di minacciare l’intero Pianeta. I pericoli provengono da corpi celesti impensabili, come nel caso di Wr-104, una stella facente parte della costellazione del Sagittario.

La Terra sarebbe nel mirino di un “fucile cosmico” pronto a “sparare” raggi gamma direttamente sulla sua superficie. E non si tratta di un film di fantascienza, come potrebbe sembrare, bensì di una minaccia vera e propria.

Wr-104 fa parte di un sistema binario composto da due stelle che ruotano vorticosamente l’una accanto all’altra in una sorta di danza altamente coreografica: i venti stellari dei due astri, generano una spettacolare quanto rarissima nube a spirale, la cui estensione potrebbe coprire una distanza pari a 20 volte il Sistema Solare.

Purtroppo però una simile meraviglia nasconde un tragico quanto letale epilogo: l’oggetto Wr-104 è infatti al termine della sua vita e rischia di degenerare da un momento all’altro in una cosiddetta supernova, immensa esplosione che porterebbe al collasso dell’intero astro con conseguente formazione di un buco nero. Viste le elevatissime distanze, fortunatamente per noi, né l’esplosione in sé, né tantomeno l’eventuale buco nero risulterebbero un pericolo per il nostro pianeta.

La domanda è da dove derivi allora tutta questa preoccupazione?

La risposta è semplice. In vari casi può accadere che l’esplosione di una stella particolarmente massiccia in una supernova generi un devastante lampo gamma, ovvero un fascio altamente energetico di raggi gamma la cui straordinaria intensità farebbe impallidire qualsiasi altro fenomeno dell’Universo.

Questa stella è stata scoperta nel 1998 e, anche se attualmente è posizionata ad 8.000 anni luce di distanza, è probabile che un suo collasso porterebbe all’espulsione di raggi estremamente pericolosi per il nostro dna.
Grant Hill, astronomo presso l’Osservatorio Keck nelle Hawaii, ha affermato che un recente studio condotto sulla stella, avrebbe dimostrato che ci siano, effettivamente, delle possibilità che questi raggi gamma raggiungano la Terra. Tutto dipende dalla rotazione della Terra stessa.

Gli scienziati hanno scoperto che la stella Wr-104 è in grado di distruggere un quarto dello strato di ozono presente sul nostro Pianeta. Tuttavia, essi hanno specificato che è anche possibile che la stessa, formando una nebulosa planetaria, non emetta potenti getti di radiazione gamma e gli effetti sulla Terra siano quindi trascurabili.

L'energia dei raggi gamma rilasciata in pochi secondi sarebbe pari a tutta l’energia prodotta dal nostro Sole nell’arco della sua intera esistenza.

La Wr-104 è una stella che appartiene alla categoria Wolf-Rayet, dal nome degli astronomi francesi C.J. Wolfe e G. Rayet che fecero la scoperta nel 1867. Si tratta di stelle molto calde, tra 25.000 e 50.000 gradi, con masse superiori a 20 volte quelle del nostro Sole e caratterizzate da una forte emissione di vento stellare.

Dalle osservazioni, i corpi di questa categoria arrivano ad emettere fino ad un miliardo di volte la quantità di massa emessa dal Sole ogni anno. Questo solo per capire quanto siano attive le stelle di questa categoria. Si tratta di corpi abbastanza rari nell’universo rispetto ad altre tipologie. Fino ad oggi sono state osservate soltanto 230 Wolf-Rayet nella nostra Galassia.

La Terra potrebbe dunque essere spazzata via come in uno dei più catastrofici film di fantascienza ambientati in un futuro prossimo. Singolare che la minaccia giunga proprio da una stella morente: un fascio di luce che sempre ricerchiamo quando, di notte, ammiriamo il cielo.

GIOVE e la geometria astronomica babilonese

Giove e la geometria astronomica dei Babilonesi

Una scoperta che rivoluziona i libri di testo: per calcolare la posizione di Giove gli studiosi dell'antica Babilonia usavano una tecnica matematica che si riteneva sviluppata a Oxford solo nel XIV secolo

Alcune tavolette tradotte di recente dimostrano che gli astronomi babilonesi ricorrevano a una forma avanzata di geometria per leggere il cielo.
La scoperta, pubblicata sulla rivista Science, rivela che i babilonesi erano in grado di prevedere la posizione in cielo del pianeta utilizzando figure geometriche come i trapezi. Le tavolette infatti contengono istruzioni attraverso le quali, calcolando delle aree di una specifica figura trapezoidale, si potevano determinare le posizioni di Giove lungo l’eclittica per i successivi 60 e 120 giorni, a partire da un determinato giorno in cui il pianeta faceva la sua comparsa appena prima dell’alba, come stella del mattino. Una scoperta stupefacente, che ci obbliga a riscrivere i libri di storia: finora infatti si riteneva che questa tecnica fosse stata inventata a Oxford, in Inghilterra, oltre un millennio dopo.

Pionieri della scienza

I ricercatori sanno da tempo che gli antichi Babilonesi, che abitavano l'attuale Iraq, possedevano notevoli conoscenze matematiche: erano in grado ad esempio di calcolare con un buon livello di approssimazione

la radice quadrata di 2 e utilizzavano il teorema di Pitagora già un millennio prima della nascita del matematico greco che gli ha dato il nome, quasi 4.000 anni fa.
Erano anche astronomi di talento, che riuscivano a documentare con le osservazione notturne fenomeni come il passaggio della cometa di Halley, e ricorrevano ai calcoli aritmetici per le loro previsioni astronomiche.

Nessuno però finora si era imbattuto in un calcolo astronomico babilonese che testimoniasse la loro straordinaria conoscenza della geometria pura. Ci è riuscito Mathieu Ossendrijver dell'Università Humboldt di Berlino, dopo aver trascorso 13 anni cercando di decifrare "quattro bizzarri calcoli sui trapezi” risalenti a 2.000-2.400 anni fa.

Ossendrijver è stato il primo ad accorgersi che le tavolette, conservate al British Museum fin dal 1880 circa - avevano a che fare con Giove. Ma senza conoscere il modo il cui i Babilonesi codificavano alcune posizioni del pianeta, come la sua comparsa all'orizzonte, quelle iscrizioni sembravano non avere alcun senso.

Alla fine però Ossendrijver è riuscito a trovare nella sterminata collezione del museo una tavoletta intatta e non ancora decifrata che descriveva l'intero movimento di Giove nel cielo, consentendogli così di ricostruire anche il significato delle altre tavolette.

Le sue traduzioni rivelano che gli astronomi babilonesi ricorrevano ai trapezi per rappresentare in maniera astratta velocità, tempo e posizione. Per scoprire la distanza coperta dal pianeta tra un avvistamento e l'altro, ad esempio, i babilonesi misuravano l'apparente velocità nel cielo durante ogni avvistamento, ne calcolavano la media, dopodiché moltiplicavano la velocità media per il tempo trascorso tra un avvistamento e l'altro. Le tavolette mettono in relazione diretta questa formula con il calcolo dell'area del trapezio, con i lati che rappresentano le velocità e il tempo trascorso.

Iceberg matematico

Le conoscenze dei Babilonesi oscurano quelle degli astronomi greci ed egizi loro contemporanei, ma quel che è più sorprendente, rispecchiano in maniera sbolorditiva il teorema della velocità media sviluppato da un gruppo di matematici inglesi nel XIV secolo noto come gli Oxford Calculators (i calcolatori di Oxford), quasi tutti iscritti al Merton College di Oxford e perciò soprannominati la Scuola di Merton.

La scoperta delle tavolette rappresenta probabilmente solo la punta di un iceberg matematico. “Ci sono migliaia di tavolette disseminate nei musei che non sono mai state tradotte”, dice Ossendrijver. “Non solo: spesso siamo in grado di tradurle ma di comprenderne il significato solo in un momento successivo".

Il microscopio che vede dentro gli atomi

Questo microscopio riesce a vedere fin dentro gli atomi

I nostri dispositivi elettronici diventano ogni giorno più piccoli, e così i materiali che usiamo per fabbricarli. Questo significa che è necessario vederli sempre più da vicino. Molto vicino. Un nuovo microscopio elettronico ha svelato, allo SuperSTEM facility, immagini di oggetti a una risoluzione inedita, riuscendo a raggiungere il livello degli atomi.

SuperSTEM ha tre microscopi elettronici che possono essere usati dagli scienziati britannici. L’ultimo è stato presentato il mese scorso: un Nion Hermes Scanning Transmission Electron Microscope da 3.7 milioni di sterline, uno dei tre esemplari al mondo. Può catturare immagini un milione di volte più piccole di un capello umano.

“Essenzialmente riusciamo a guardare dentro i materiali o alla maggior parte delle cose che mettiamo sotto il microscopio fino alla scala atomica,” ha detto Quentin Ramasse, direttore scientifico del laboratorio SuperSTEM. “In questo modo possiamo vedere i singoli atomi.”

I microscopi atomici usano un raggio di elettroni piuttosto che di fotoni, come avviene nei normali microscopi. Avendo una lunghezza d’onda inferiore rispetto ai fotoni, gli elettroni permettono un ingrandimento maggiore e una migliore risoluzione.

Perché dovresti voler vedere qualcosa così dettagliatamente? La risposta più ovvia, ha detto Ramasse, è che cerchiamo sempre di miniaturizzare i dispositivi, il che significa che dobbiamo miniaturizzare anche parti come i transistor e i semiconduttori” e questo vuol dire che c’è bisogno di disegnare materiali o componenti di materiali piccolissimi.”

Si arriva al punto in cui modificare un materiale anche di un atomo o due potrebbe cambiare le sue proprietà. Basta pensare al grafene, per esempio, che è un foglio bidimensionale di atomi di carbonio. Aggiungi un atomo qua e là e hai cambiato il materiale e modificato potenzialmente le sue proprietà. Riuscire a vederne l’esatta struttura è importantissimo.

Un progetto SuperSTEM è stato coinvolto nello studio di un altro materiale in 2D, il solfuro di molibdeno, che può essere usato come catalizzatore industriale, per esempio per rimuovere il solfuro dai combustibili fossili. L’azienda chimica danese Haldor Topsoe ha usato il microscopio elettronico per capire come il riordino dei suoi atomi possa influire sulle proprietà catalitiche. In poche parole, la questione riguarda la possibilità di vedere cosa c’è davvero a livello atomico.

Altre applicazioni potrebbero includere la nanomedicina—Ramasse ha fatto un esempio sulla necessità di controllare che le molecole dei farmaci siano sufficientemente attaccate alle nanoparticelle che le trasportano, per “essere sicuri che il legame sia solido e che il farmaco non sparisca all’interno del corpo.”

E se le applicazioni più ovvie riguardano la chimica, dice che i microscopi elettronici sono utilizzati anche per “altre cose un po’ più in là,” tipo per guardare la struttura cristallina della polvere dei meteoriti. Un avvicinarsi per andare lontani. Credit Motherboard

1 Il nano-vuoto sfaccettato di un diamante. SuperSTEM è stato usato per capire le origini del colore marrone naturale dei diamanti. Immagine: I Godfrey (SuperSTEM Laboratory, University of Manchester)

2 Micrografo elettronico HAADF di un precipitato di argento e rame in una lega di alluminio. Immagine: F S Hage, D M Kepaptsoglou, Q M Ramasse, SuperSTEM Laboratory and S Wenner (Norwegian Technical National University, Trondheim) 

3 Micrografo elettronico HAADF di un puro foglio di grafene. Ogni punto dell’immagine è un singolo atomo di carbonio. Immagine: Q M Ramasse, D M Kepapstoglou, SuperSTEM Laboratory

4 Un singolo atomo denso di solfuro di molibdeno. Immagine: Q M Ramasse (SuperSTEM Laboratory), L Hansen and S Helveg (Haldor Topsoe A/S)

La sonda Curiosity su Marte ha un problema!

Il rover della Nasa è in safe mode: si tratta forse di un blocco del software, ma i tecnici del controllo missione sembrano ottimisti.

Non è la prima volta che succede, ma questa volta il problema sembra un po' più serio: Curiosity, il rover della Nasa su Marte dal 2012, è entrato in safe mode, ossia in una situazione di stallo dove il computer di bordo ha sospeso ogni attività di ricerca perché ha rilevato una anomalia importante.

In questa condizione il rover pensa solo a mantenere le comunicazioni con la Terra e a mantenere la temperatura per preservare strumenti e sistemi di bordo.

Non è chiaro cosa sia avvenuto, anche se dai primi dati sembra che vi sia un problema tecnico tra il software di elaborazione della fotocamera e i dati che arrivano ad esso. Al momento, però, ciò che rassicura in parte i ricercatori del team di controllo a Terra è il fatto che Curiosity comunica, e dunque c’è un continuo scambio di informazioni. A questo punto, per i tecnici la priorità è, naturalmente, venire a capo del problema e superarlo.

Le prossime tappe. Situazioni simili si sono già verificate per ben 3 volte nel 2013, quando, anche allora, ci furono problemi di software, teoricamente più semplici da risolvere, e infatti in quelle occasioni si riuscì a ripristinare il rover al 100 per cento.

In questo momento Curiosity si trova in prossimità di un’area dove sembrano esserci delle striature dovute (forse) all’evaporazione di acqua che lascia sul suolo tracce di sali, e l'obiettivo era ed è quello di analizzare quelle striature.

Non ci saranno campionamenti del suolo per evitare di contaminare il sito con eventuali batteri portati da Terra con il rover: si farà tutto attraverso l’analisi fotografica, nel momento in cui sarà superato l'attuale stallo.

Se tutto andrà bene, superato il problema e completata la ricerca, il rover inizierà a risalire il pendio del Monte Sharp, che si trova all’interno del cratere Gale: un percorso estremamente interessante, su strati che raccontano la storia di un passato lontanissimo, quando Marte era ricco di acqua.