Ci sono molti modi per osservare il cielo, ma viene difficile immaginare che si possano studiare buchi neri e supernovae con centinaia di taniche d'acqua. Eppure è proprio così che funziona l'High Altitude Water Cherenko Gamma-Ray Observatory (HAWC), un osservatorio celeste sensibile alle più energetiche particelle cosmiche, che ha appena rilasciato la mappa celeste che vedete qui in sotto.
Acqua da tutte le parti. HAWC è situato alle pendici del vulcano Sierra Negra, in Messico, a 4.100 metri sul livello del mare, e comprende 300 taniche che ospitano in tutto 55 milioni di litri di acqua purissima. È sensibile ai raggi gamma di energia compresa tra gli 0,1 e i 100 teraelectronvolt (TeV), 7 volte più energetici di quelli prodotti da LHC.
Quando una di queste particelle cosmiche penetra nell'acqua delle taniche, produce un bagliore blu noto come radiazione di Cherenkov. I fisici utilizzano quella luce per ricostruire il tipo di particella e la sua provenienza. Ogni secondo, 20 mila particelle secondarie prodotte quando i raggi gamma colpiscono l'atmosfera terrestre sono captate dall'osservatorio.
Un anno proficuo. I ricercatori che lavorano al progetto hanno usato questi dati per elaborare la mappa, presentata il 18 aprile a un meeting dell' American Physical Society a Salt Lake City (Utah). Nel primo anno di lavoro, HAWC ha identificato 40 fonti di raggi gamma (tra cui supernovae, pulsar e buchi neri), 10 delle quali mai osservate in quella lunghezza d'onda.
Il team sta ora cercando di capire se queste fonti siano associate ad oggetti celesti conosciuti e studiati in passato nella luce visibile o negli infrarossi. Nei prossimi 5 anni, HAWC si concentrerà sul buco nero al centro della Via Lattea, ma anche su eventi altamente energetici al di fuori della nostra galassia.
El Gordo. Mai soprannome fu più calzante. El Gordo ("il Ciccione" in spagnolo) - o ACT-CL J0102-4915 - è il più massiccio ammasso di galassie mai osservato nell'Universo lontano. Contiene circa 3 milioni di miliardi di volte la massa del Sole, o circa 3 mila volte la massa della Via Lattea, e si trova a 9,7 miliardi di anni luce da noi. La sua mole si divide tra le diverse centinaia di galassie che lo popolano, il gas caldo che lo permea, grande emettitore di raggi X, e una buona quantità di materia oscura.
Foto: © ESO/SOAR/NASA
La pulsar Vedova Nera. La sterminatrice di stelle più veloce del cosmo si chiama J1311-3430 (qui la vedete in un'illustrazione) ed è una pulsar che non molti astri vorrebbero avere per compagna. Come l'omonimo ragno, l'oggetto celeste (che pesa quanto due Soli ma ha le dimensioni di una piccola città) "si nutre" di parti della stella compare, un astro della massa pari a 12-17 volte quella di Giove. La divoratrice e lo sventurato partner orbitano l'uno intorno all'altro ogni 93 minuti in una danza sempre più veloce e distruttiva, in cui la pulsar strappa strati di materia alla compare.
Foto: © NASA/CXC/M.Weiss
Il pianeta errante. Chiamatelo pure "Cast away": CFBDSIR 2149-0403, qui in una rappresentazione artistica, è un pianeta rimasto orfano della sua stella di riferimento, forse in seguito alla turbolenta formazione del suo sistema planetario. Si pensa abbia un'età compresa tra i 50 e i 120 milioni di anni ed è stato osservato a circa 100 anni luce da noi.
Foto: © ESO/L. Calçada/P. Delorme/Nick Risinger (skysurvey.org)/R. Saito/VVV Consortium
La Nube di Smith. Questa nube interstellare di idrogeno si sta muovendo come un tornado in direzione della Via Lattea, alla velocità di 241 km al secondo. Un guscio di materia oscura sembra averla protetta finora dalla disgregazione: e potrebbe proteggerla anche fra 30 milioni di anni, quando è previsto un incontro molto ravvicinato con la Via Lattea. Forse originata da una galassia nana mancata (cioè senza sufficiente energia e materia prima da consentire la formazione stellare) occupa un'area di 9.800 anni luce di lunghezza e 3.300 di larghezza.
Foto: © Bill Saxton, NRAO, AUI, NSF via Media Inaf
La stella più massiccia. R136a1 ha 256 volte la massa del Sole, e 7,4 milioni di volte la sua luminosità. Caratteristiche talmente estreme da far pensare sia una chimera formata dalla fusione di più stelle, un colosso mitologico di vita breve: potrebbe bruciarsi entro pochi milioni di anni. Qui la vedete a confronto con (da sinistra a destra): una nana rossa, il Sole, una stella azzurra di sequenza principale.
Foto: © ESO/M. Kornmesser
Un freezer cosmico. Meglio coprirsi bene prima di osservare la Nebulosa Boomerang, il luogo più freddo dell'Universo conosciuto. Il gas in espansione di questa nebulosa planetaria a 5 mila anni luce da noi, viaggia 10 volte più veloce di New Horizons, il più rapido veicolo spaziale mai costruito dall'uomo. Uno sprint che fa precipitare la temperatura all'interno della nebulosa a 1 grado Kelvin (-272 gradi °C), un grado sopra lo zero assoluto.
Foto: © Nasa
La nostra seconda Luna. Un anno sull'asteroide 3753 Cruithne equivale all'incirca a un anno sul nostro pianeta. In altre parole 3753 Cruithne completa un'orbita intorno al Sole più o meno in 364 giorni. Ma non è tutto: il bizzarro corpo celeste per certi versi "gemello" della Terra è talvolta indicato come una seconda Luna, molto piccola (5 km di diametro) della Terra, che ci orbita intorno una volta ogni 800 anni.
Foto: © Wikimedia Commons
La misteriosa Galassia X. A 300 mila anni luce dalla Via Lattea orbita una galassia satellite composta quasi interamente di materia oscura e gas, ma con pochissime stelle. Individuarla è stata un'impresa, resa possibile, nel 2009, dall'osservazione di misteriose increspature al limitare del disco della nostra galassia. Quest'anno, all'interno della misteriosa "Galassia X" sono state osservate 4 stelle vecchie 100 milioni di anni. Nell'immagine, una simulazione computerizzata realizzata nel 2007, le aree luminose rappresentano la materia oscura delle galassie satellite della Via Lattea.
Foto: © Stanford
Il pianeta dalla pioggia di vetro. Non lasciatevi ingannare dall'aria ospitale riprodotta in questa illustrazione artistica. Quella che vedete raffigurata su HD 189733b, il cosiddetto "esopianeta blu" situato a 63 anni luce da noi, è un'atmosfera turbolenta ricca di silicati in sospensione che disperdono la luce blu. Si pensa che queste particelle, con il calore, condensino fino a formare gocce di vetro fuso, che ricadono sul gigante gassoso. In compenso, lassù fa particolarmente caldo: il pianeta orbita molto vicino alla sua stella e le temperature si aggirano intorno ai 1000 gradi °C.
Foto: © NASA, ESA, M. KORNMESSER
Il buco nero più massiccio. Chiamarlo "mostro" non rende l'idea: il buco nero al centro della quasar J0100+2802 ha una massa pari a 12 miliardi di volte quella del Sole. Per intenderci, quello al centro della Via Lattea, che vedete nella foto, ha 4 milioni di volte la massa del Sole. Il mostruoso buco nero si trova a 12,8 miliardi di anni luce da noi e si è formato quando l'Universo era ancora un "lattante", 875 milioni di anni dopo il Big Bang.
Foto: © NASA/CXC/Stanford/I. Zhuravleva et al.
Sei appassionato di Spazio? L'esplorazione dello Spazio non avviene soltanto da Terra, ma anche in orbita. E il principale avamposto dei terrestri nell'Universo è la Stazione Spaziale Internazionale. Durante tutto il 2016 Focus, in collaborazione con l'agenzia spaziale italiana (ASI) e con quella europea (ESA), porta in varie città d'Italia la Stazione Spaziale Internazionale. Come? Con una serie di conferenze interattive che, con la guida dell'ex astronauta Umberto Guidoni e grazie alla realtà virtuale, permetterà a tutti i partecipanti di visitare (virtualmente) la Stazione Spaziale. La prossima tappa è tra pochi giorni a Macerata.
Galassia Sombrero (M 104). A 28 milioni di anni luce da noi si trova uno degli oggetti celesti preferiti dagli astrofili di tutto il mondo: una galassia vista di taglio, simile nell'aspetto a un cappello messicano... delle dimensioni di 800 miliardi di Soli. Si pensa che l'interno di questo oggetto celeste ampio 50 mila anni luce ospiti un buco nero supermassiccio.
Foto: © : NASA, ESO , NAOJ, Giovanni Paglioli - Processing: R. Colombari
Le Antenne (NGC 4038/4039). Situata alla distanza "astronomica" di 45 milioni di anni luce, questa coppia di galassie interagenti è comunque il più vicino duo di galassie in collisione conosciuto. La loro interazione dura da centinaia di migliaia di anni e ha dato origine a regioni di intensa formazione stellare. Una scena analoga potrebbe ripetersi, tra tre miliardi di anni, per una realtà a noi più vicina: anche la Via Lattea (la nostra galassia) e Andromeda sono in rotta di collisione e promettono di scontrarsi e trapassarsi a vicenda per formare, infine, un'unica gigantesca galassia ellittica.
# altri incidenti galattici.
Foto: © NASA/ESA/Hubble Heritage/STScI/AURA
Galassia Sigaro (M 82). È la più vicina della lista: dista "solo" 11,5 milioni di anni luce da noi. Prende il nome dalla forma allungata che mostra all'osservazione (qui in diverse lunghezze d'onda catturate da Hubble, Chandra e Spitzer). Si tratta di una galassia starburst, un'intensa e operosa fucina di formazione stellare alimentata dall'interazione con la vicina M81, una galassia che la deforma con le sue forze mareali. L'attività di nursery stellare, insieme allo spettacolo di emissioni di gas a cui assistiamo, dovrebbero durare ancora per 100 milioni di anni.
Foto: © NASA/ESA/CXC/JPL-Caltech
Arp 273. Una "rosa" celeste che cogliamo da 350 milioni di anni luce di distanza. La forma a spirale della galassia visibile in alto, UGC 1810, è causata dall'attrazione gravitazionale di UCC 1813, in basso. Le aree in azzurro accolgono stelle giovani e calde.
# Vedi su Youtube questa coppia di galassie in 3D.
Foto: © NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Galassia girandola (M 101). A 27 milioni di anni luce dalla Terra, è una delle galassie più brillanti del cielo ed è visibile anche con un semplice binocolo (per di più, per un osservatore terrestre si trova proprio posizionata in modo "frontale"). I suoi enormi bracci si estendono per 170 mila anni luce, due volte le dimensioni della Via Lattea, tanto grande che la sua attrazione gravitazionale distorce la forma di molte galassie vicine.
Foto: © NASA/ESA/STScI
I Zwicky 18. Questo oggetto blu acceso è una galassia nana a 59 milioni di anni luce da noi: di forma irregolare, è molto più piccola della Via Lattea ed è apparsa a lungo più giovane di quanto sia in realtà (tanto da essersi guadagnata il soprannome di "Dorian Gray" celeste - in riferimento al personaggio di Oscar Wilde ossessionato dall'eterna giovinezza). Mentre osservazioni compiute 40 anni fa lasciavano supporre che si fosse formata diversi miliardi di anni dopo le galassie circostanti, più recenti studi di Hubble hanno mostrato che l'oggetto celeste ha invece avuto un ritmo di formazione stellare anomalo: lento all'inizio, più intenso ora che la vediamo.
Foto: © NASA, ESA, and A. Aloisi (ESA & STScI)
NGC 1275. State assistendo a uno spettacolo avvenuto 230 milioni di anni fa, ma non per questo meno affascinante: il buco nero supermassiccio nascosto al centro di questa galassia provoca un'intensa emissione di raggi X che la fanno ricadere nella classificazione delle Galassie di Seyfert, galassie dai nuclei straordinariamente attivi e brillanti, alimentati da "motori" centrali (in questo caso, appunto, un buco nero).
Foto: © NASA/ESA/STScl
Galassia Girandola del Sud (M 83). Dista 15 milioni di anni luce ed è ben visibile anche con un binocolo. La vediamo "di faccia" e riusciamo ad apprezzarne le intense regioni di formazione stellare, come quelle che vediamo in questa foto ravvicinata, in cui il rosso indica astri "appena nati", alcuni dei quali formatisi da pochi milioni di anni (un'inezia in termini stellari).
Foto: © NASA/ESA/Hubble
M106. Il buco nero in questa galassia a spirale distante 23 milioni di anni luce sta mangiando l'intero contenuto stellare di M106, molto simile, nella forma ma non nell'inclinazione, alla nostra vicina, Andromeda.
Foto: © NASA/ESA/Hubble
M60-UCD1. In questa galassia nana distante 54 milioni di anni luce è concentrata una massa pari a 140 milioni di volte quella del nostro Sole, un numero che fa della piccola galassia uno dei sistemi più densi dell'Universo conosciuto. Al suo interno è presente un buco nero supermassiccio da 21 milioni di masse solari, pari al 15% della massa complessiva di M60-UCD1 (quello presente al centro della Via Lattea rappresenta lo 0,01% del totale della sua massa).
Foto: © NASA/ESA/CXC
NGC 6503. La più solitaria del gruppo - anche se non la più lontana - è la cosiddetta "Lost-in-Space galaxy", una galassia che non appartiene a nessun ammasso ed è gravitazionalmente isolata. Si trova a 18 milioni di anni luce dalla Terra, in una regione di Spazio denominata "Vuoto Locale", un'area adiacente al nostro Gruppo Locale in cui sono rilevabili poche galassie e nebulose.
Foto: © NASA/ESA/Hubble
La più lontana. Tutte le distanze riportate finora impallidiscono a confronto di quella di MACS1149-JD, situata a 13,2 miliardi di anni luce dalla Terra. Dato che l'Universo ha un'età stimata di 13,7 miliardi di anni, MACS1149-JD si sarebbe formata solo 500 milioni di anni dopo il Big Bang, quando il cosmo aveva il 3,6% della sua età attuale. Lo studio di galassie distanti come questa è fondamentale per svelare nuove informazioni sui mattoni costituenti dell'Universo.
H/t: BBC
Foto: © NASA, ESA, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), and the CLASH Team
