Categoria: Astronomia

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Breakthrough Listen Candidate 1: molto extra ma quasi certamente terrestre.

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Premetto che ancora poco o nulla si sa su Breakthrough Listen Candidate 1. Non esiste ancora un documento ufficiale su questo segnale captato nei pressi di Proxima Centauri. Tutto ha avuto origine da un articolo sul Guardian[1] e poche altre indiscrezioni apparse qua e là.  Le voci finora a me giunte sono ancora troppo poche per poter suggerire quale sia l’esatta origine di BLC-1.
Questo però dimostra ancora una volta che la scienza non teme di rincorrere un tema spinoso come la ricerca di altre intelligenze extraterrestri, così come è impossibile che una notizia simile rimanga celata tanto a lungo. come suggeriscono alcuni furbi ai tanti beoti teorici del complotto.

Il sistema Alpha Centauri

Si fa presto a dire che Breakthrough Listen Candidate 1 (BLC-1) sia stato un segnale emesso da una civiltà tecnologica extraterrestre.
Tra aprile e maggio del 2019, il radiotelescopio Parkes (Australia), nell’ambito della ricerca Breakthrough Initiatives [2] per la ricerca di civiltà extraterrestri, è stato puntato verso la regione di cielo che ospita Proxima Centauri. la terza stella del sistema di Alpha Centauri.
Proxima è una stellina piccola e fredda, una M5 con una massa circa un decimo del Sole. Questo la rende soggetta a esplosioni coronali molto vivaci e frequenti causate dalla sua instabilità magnetica, esplosioni capaci di sterilizzare qualsiasi pianeta le orbitasse vicino.
Proxima in effetti ha due di pianeti uno appena più grande della Terra, in orbita nella zona abitabile (5 centesimi di unità astronomiche, 7,5 milioni di chilometri), e uno a 1,48 UA, grande 6 volte la Terra e completamente ghiacciato. I grandi brillamenti, che per loro natura hanno tutte le stelle di piccola massa, rendono assai poco probabile che si possa essere sviluppata la vita e poi una civiltà avanzata analoga alla nostra in un sistema siffatto, perché semplicemente, le condizioni non sono certamente le più adatte 1.
Parkes era stato puntato verso Proxima non per cercare gli alieni, i ricercatori quello che ho appena detto lo sanno, ma per studiare probabilmente i lampi di energia tipici di una stella a flares. Questo genere di studi è necessario se si vuol  capire come riconoscere un segnale di origine artificiale da uno naturale.
Ma, durante l’ascolto, è stata notata una nota a 982,002 MHz, un debole segnale monotonico, ossia che, apparentemente, non contiene alcuna informazione codificata in esso. Ci si aspetterebbe che qualsiasi segnale di natura artificiale emesso da una civiltà extraterrestre con l’intento di comunicare contenga informazioni, modificando cioè l’intensità del segnale o modulando la sua frequenza, oppure ruotando il suo piano di polarizzazione, come avviene anche nelle comunicazioni terrestri, per esempio.
Ma BLC-1 (il nome dato al segnale) è stato, come ho detto, un debole segnale monotonico, l’equivalente di un fischio di una locomotiva, o di un fascio radar che non necessariamente si pretende che contenga qualche sorta di informazione. Curioso, ma non eccezionale: noi terrestri usiamo spesso segnali di questo genere.
Per dimostrare di essere un segnale di origine extraterrestre, i ricercatori in genere cercano subito se appare una qualche deriva di frequenza2, ovvero l’analogo dello spostamento verso il rosso o il blu caratteristico di una sorgente (o del ricevitore) che si muove nello spazio rispetto al suo opposto. È così che vengono scoperti i pianeti extrasolari col metodo spettrale: osservando e misurando le oscillazioni delle righe spettrali delle stelle. E questa caratteristica, pare che BLC-1 l’abbia mostrata. Ma il monotono è stato registrato per troppo poco tempo (alcune indiscrezioni parlano di 5 volte nell’arco di 3 ore) per stabilire se la sua deriva appartiene al movimento della Terra attorno al Sole (ricevitore) o se è la sorgente (il segnale) a muoversi attorno a Proxima Centauri.

Ipotesi

Come ho sottolineato prima, non necessariamente un segnale artificiale deve per forza contenere informazioni codificate al suo interno: basti pensare ai fasci di radioonde dei radar, che devono semplicemente illuminare un oggetto e captarne il riflesso. Oppure uno di quei transponder usati per la triangolazione e localizzazione delle piste di atterraggio degli aeromobili 3 che, quando sono fuori servizio di solito non trasmettono il loro codice identificativo proprio per dimostrare che non sono operativi.
Anche alcuni satelliti spia della vecchia Unione Sovietica trasmettevano in prossimità della banda L di radiocomunicazioni (tra 1 e 2 Ghz) e anche alcune vecchie telecomunicazioni usavano la parte alta della banda P (UHF).
Un detrito spaziale in un’orbita insolita, pressoché stazionaria, che avesse potuto riflettere un segnale di questi verso la Terra, anche se appare alquanto poco probabile, potrebbe offrire una spiegazione ben più convincente di una ipotetica civiltà tecnologicamente avanzata evolutasi su un pianeta in orbita a Proxima Centauri. Oppure un satellite artificiale non identificato, magari un satellite spia militare non classificato, potrebbe essere all’origine del misterioso segnale.
Un segnale spurio o una sua armonica 4 appare difficile da spiegare, perché il segnale era presente solo quando il Parkes era puntato in direzione di Proxima Centauri, il segnale scompariva appena il radiotelescopio veniva spostato (questa tecnica è chiamata nodding, dal termine inglese usato per descrivere l’annuire con un gesto della testa) ma non impossibile.
Poteva essere un segnale prodotto da una sorgente naturale molto più lontana e non necessariamente sulla stessa linea di vista, che le particolari attività di Proxima di quel momento, per esempio campi magnetici e plasma, hanno deflesso, messo in risonanza ed esaltato, producendo poi il segnale monotonico osservato (BLC-1) a 982 MHz. Oppure un’altra sorgente posta casualmente sulla stessa direttrice di Proxima Centauri, così come la scorsa settimana Giove e Saturno sembravano quasi sovrapporsi se visti dalla Terra.

Conclusioni

Quel che cerco di evidenziare è che non serve necessariamente ricorrere all’ipotesi più fantasiosa e affascinante per spiegare la natura di un segnale radio transitorio. Sì, perché BLC-1 nel frattempo pare che sia scomparso: qualunque cosa fosse stato, ha cessato di trasmettere, o forse noi non siamo più in grado di rivelarlo.
Anche noi, in passato, abbiamo intenzionalmente diretto un segnale radio transitorio verso lo spazio[3] con l’intento di comunicare la nostra presenza al panorama cosmico, ma condensammo un sacco di informazioni nel nostro segnale (se poi chi lo capterà sarà in grado di decifrarlo e comprenderlo, quello è un altro discorso) e BLC-1 non pare essere questo.
Solo il tempo — e ulteriori analisi — potrà dirci qualcosa di più della reale natura di Breakthrough Listen Candidate 1.

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VLTI (Gravity) registra la prima atmosfera extrasolare

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HR8799. Una stella distante 129 anni luce, è la prima ad ospitare un pianeta di cui si sia osservata direttamente l’atmosfera!

Sono passati appena 40 anni da quando fu accertata l’esistenza dei pianeti attorno alle altre stelle; non che vi fossero dubbi al riguardo ma si riteneva che dimostrarne l’esistenza e perfino scrutarne qualcuno — come poi è stato fatto — fosse impossibile. E invece … eccoci qua!
Sfruttando l’ eccezionale apertura interferometrica di ben 100 metri (vedi nota a piè di pagina), gli astronomi sono riusciti a ricavare lo spettro dell’atmosfera di HR 8799 e, uno dei quattro pianeti di una stella molto giovane — appena una trentina di milioni di anni — di classe F0, distante appena 129 anni luce [4]. Il corpo celeste è un gioviano caldo, con una massa superiore di circa 10 volte quella di Giove ed è altrettanto giovane quanto la sua stella. Questa è una fortuna, perché permetterà in seguito di studiare nel dettaglio la sua evoluzione.
Comunque intanto sono stati raggiunti, e superati, diversi traguardi: il primo, e sicuramente il più importante, riguarda la capacità tecnologica di riuscire ad osservare finalmente l’atmosfera di un esopianeta, ossia di un mondo che non appartiene al nostro sistema solare; il secondo è che quell’atmosfera non è esattamente come i modelli standard delle atmosfere planetarie descrivono. E questo spingerà senz’altro gli astronomi a cercare e studiare altre esoatmosfere per cercare di comprenderne meglio i meccanismi. Intanto vi invito a consultare i link a fine articolo per vedere i risultati scientifici.
Questo è il link al comunicato ufficiale dell’ESO

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Note:

 

Schizzo della disposizione dell’interferometro del VLT. La luce da un oggetto celeste distante entra in due dei telescopi del VLT e viene riflessa dai vari specchi nel tunnel interferometrico, al di sotto della piattaforma di osservazione sulla cima del Paranal. Due linee di ritardo con carrelli mobili correggono in continuazione la lunghezza dei cammini in modo che i due fasci interferiscano costruttivamente e producano frange di interferenza nel fuoco interferometrico in laboratorio.

L’Interferometria viene usata da decenni nel campo delle onde radio, dove si possono ottenere immagini con strumenti virtuali pari quasi al diametro terrestre, Il principio di funzionamento di un apparato interferometrico si basa sulla sovrapposizione in fase di due o più segnali coerenti allo scopo di esaltarne il segnale; per ottenere questo effetto però la differenza tra i cammini ottici dei fasci stessi deve rimanere inferiore ad un decimo della loro lunghezza ottica. Ora, nella radioastronomia il margine è piccolo ma comunque ottenibile senza grosse difficoltà: a 21 cm di lunghezza d’onda — ossia quella dell’idrogeno interstellare — la tolleranza è di appena 2 cm; anche se questa è misurata su basi lunghe migliaia di chilometri (Very-Long-Baseline Interferometry). Ma ricorrendo a trucchi che prevedono l’uso combinato di orologi atomici locali e maser all’idrogeno, l’ostacolo è comunque facilmente risolvibile.
Ma questi non funzionano nell’interferometria ottica dove le fasi del segnale sono lunghe appena 1μm (ossia nel vicino infrarosso) e dove quindi la tolleranza richiesta deve essere ancora dieci volte più piccola, Questo risultato però è ottenibile facendo convergere i fuochi dei 4 telescopi del VLT in un unico punto avendo cura che tutti i segnali percorrano esattamente la stessa distanza. In questo modo, e sfruttando sapientemente le ottiche adattive dei telescopi, si può raggiungere l’incredibile risultato di avere una risoluzione pari a circa un millesimo di secondo d’arco a  1μm di lunghezza d’onda. Il che significa risolvere un oggetto grande appena un paio di metri sulla Luna!

Links

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Astrophone

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Gli smartphone moderni sono molto più che dei semplici strumenti di comunicazione. Opportune configurazioni e programmi possono perfino essere usati nell’astronomia amatoriale, e non solo per stabilire semplici effemeridi.

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Dal 26 al 28 febbraio scorso il più elusivo dei pianeti visibili ad occhio nudo, Mercurio, era alla sua massima elongazione orientale, cioè alla sua massima distanza angolare dal Sole (18.1°) in direzione est. Quello è il miglior momento per poterlo osservare, immerso nelle luci del crepuscolo vespertino, anche se va  detto che non sempre è facile.

Non sempre porto con me le fotocamere, i cavalletti — e i loro attacchi — e tutto il resto; ma lo smartphone sì. Quando presi questo nel lontano 2016, lo scelsi per la sua fotocamera interna: essa era tra le migliori che offriva allora il mercato e il software di gestione dello scatto era tra i più versatili ed evoluti dell’epoca. In verità esistono applicazioni terze che vantano all’incirca le stesse caratteristiche, ma l’app originale è studiata proprio per offrire il massimo dal suo hardware  — come ad esempio registrare gli scatti nel formato RAW — e le fotografie che riesce a produrre lo dimostrano ampiamente.
Ma non meno importante è la funzione di geolocalizzazione, quella che manda in bestia tanti paranoici della privacy, ad essere essenziale. Questa funzione, cooordinandosi coi sensori cinetici e della bussola, è in grado di rintracciare ed evidenziare la posizione degli oggetti nel cielo proiettandola sull’ampio display principale: una specie di realtà aumentata per astrofili.
Queste non sono certo grandiose quanto le immagini ottenibili con sensori CCD iper raffreddati e costosissime montature motorizzate ma in un certo senso le preferisco così: ottenere belle foto con mezzi non espressamente progettati per il medesimo scopo, lo trovo immensamente appagante. E sapete una cosa? Nonostante pose lunghe dell’ordine di decine di secondi (posso arrivare fino a 30, come le comuni reflex), qui non è stato fatto uso di alcun cavalletto ma di un più banale borsetto come appoggino e uno stecco come zeppa (può testimoniarlo il mio buon amico Stefano che in genere mi accompagna in queste sortite).
Quindi ricapitolando, possedere non soltanto un telefono assai evoluto ma addirittura un computer che mi aiuta, quando questo potesse servire, a riconoscere la posizione degli astri nel cielo in tempo reale, e le effemeridi di qualsiasi oggetto visibile, è una cosa per me preziosa. E le foto che qui vi presento ampiamente lo dimostra:

Menkib

Quella indicata dalla freccia è Menkib (zeta Persei), una gigante azzurra di appena 10 milioni di anni che è 19 volte più pesante del Sole e 100 mila volte più luminoso di questo. È distante da noi quasi 1000 anni luce, la luce che ha eccitato il sensore del mio smartphone è partita mezzo secolo prima della I Crociata!
Alhabor

Questa invece era conosciuta dagli Arabi come Alhabor e dai Romani come Sidus Canicula, stella del cagnolino (piccolo cane).  Infatti è α Canis Majoris, meglio conosciuta come Sirio. Il periodo dal 24 luglio al 26 agosto, che coincide con la levata eliaca di Sirio, è anche il periodo più caldo e afoso di questa parte del mondo e prende appunto il nome di canicola proprio dalla celebre stella. La costellazione, il Cane o Canis Majoris in latino, era conosciuta fin dall’Antico Egitto perché la levata eliaca dell’aforisma celeste annunciava le periodiche inondazioni del fiume Nilo.

 

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Cometa di Natale

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Certo che spesso le cose più facili spesso prendono la via più difficile, ma così …

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A volte sembra che le Leggi di Murphy siano delle vere e proprie leggi naturali. Poi però come recitava un vecchio adagio dei cartoni animati “tutto è bene quel che finisce bene“, m’è riuscito di portare a casa, questo risultato.

Ma andiamo con ordine: domenica scorsa ho valutato attentamente le migliori -per me – condizioni per cercare di riprendere la 46P/Wirtanen nelle sue migliori condizioni di visibilità. Però anche la sempre maggiore presenza nel cielo della Luna in fase crescente poneva dei vincoli di visibilità non indifferenti, ormai non sono più un giovanotto e dopo cena preferisco il tepore di una coperta che il freddo zucchino di queste serate invernali! Per questo le date suggerivano di non andare oltre al 12 dicembre scorso. Ma anche le previsioni meteo erano impietose e prevedevano cielo sereno solo per il 10 e l’11. Il 10 dicembre è quello che infine ho scelto.
Il mio intento iniziale era quello di rendere omaggio a Siena riprendendola come sfondo ideale ma ogni sito che avessi in mente avrebbe sofferto di un notevole inquinamento luminoso e quindi questa idea è stata quasi subito abbandonata. Allora ho cercato altri siti con paesaggi bucolici come ce ne sono a bizzeffe da queste parti. Avrei dovuto scegliere un sito piuttosto lontano dai centri abitati ed il gioco sarebbe stato fatto.
47P/WirtanenPurtroppo un altro vecchio adagio racconta che “Le vie dell’inferno sono lastricate di buone intenzioni“. E così che io e l’altro mio amico che solitamente mi accompagna in questo genere di avventure, siamo rimasti impantanati con l’auto nel nulla della campagna senese lontano da strade frequentate. Niente che non potessimo risolvere da soli con qualche manovra degna di una competizione fuoristrada fatta con una vettura ibrida da oltre 1300 kg!
Pensate che le difficoltà siano così finite? Macché! Figurarsi quando ho scoperto di avere ben due cavalletti fotografici e nessun loro attacco! Per questo ho solo immagini dell’evento riprese col grandangolare da 10 mm: non potevo usare un cavalletto necessario per foto con focali più lunghe. In più, ogni mio sforzo di allontanarmi dall’inquinamento luminoso pur rimanendo in un punto comunque elevato si è dimostrato inutile: alla fine il luogo migliore si è rivelato essere una conca naturale tra due colline che di fatto hanno funto da schermo dal riverbero delle luci artificiali. Non proprio il massimo ma è stata la miglior soluzione possibile in quel momento. Poi con un supporto di fortuna e qualche spessore di sostegno mi è bastato puntare alla giusta zona di cielo e via; tanto ogni regolazione dei tempi e degli ISO li faccio tutti da remoto da dentro l’auto.

Sono comunque abbastanza fiero dei miei risultati che date le premesse potevano essere ben peggiori.
Giusto ieri (il 15 n.d.a.) le mie foto principali – quelle in cima alla pagina – sono state usate al Gal Hassin da Sabrina Masiero in una presentazione al pubblico della cometa di Natale  e dello sciame meteorico delle Geminidi che a causa del maltempo sulla regione non hanno potuto sfruttare il loro magnifico cielo. Ho saputo anche che sono state apprezzate. Sono piccole soddisfazioni anche quelle!
Cieli Sereni 🙂

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Il pianeta di una stellina piccina picciò

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Tra le costellazioni dello Scorpione e della Bilancia c’è Ofiuco, detto anche Il Serpentario o Il Portatore del Serpente (Il Serpente è l’unica costellazione del cielo divisa in due parti distinte). Sta viaggiando in quella direzione la sonda Voyager 1, che ha impiegato quasi cinquanta anni per arrivare appena all’eliosfera del Sole.
L’eclittica, ossia il moto apparente del Sole nel cielo nell’arco di un anno, attraversa anche questa costellazione, rendendola di fatto il tredicesimo segno zodiacale. Pur essendo nota fin dall’antichità, dopotutto Ofiuco è una delle 24 costellazioni descritte da Tolomeo, questa è stata ingiustamente trascurata dall’astrologia ufficiale — non soltanto per questo però ritengo che l’astrologia sia una solenne bischerata — forse in nome di connessioni numerologiche che hanno origine nella ancor più remota tradizione babilonese (l’abitudine di suddividere il giorno in 12 ore viene proprio da loro). Ma non è per questo che oggi parlo di Ofiuco ma bensì per una stellina che in questo momento si trova proiettata proprio in questa regione dello spazio: la Stella di Barnard.

Questo è il quadro della distanza dal Sole delle stelle più vicine nell’arco di 6 anni luce.
Credit: IEEC/Science-Wave – Il Poliedrico

Di per sé la Stella di Barnard non è che una stellina insignificante, con una massa che non è  neppure un sedicesimo del Sole, ossia una nana rossa di classe M4. Eppure questa stellina è la stella singola più vicina al Sole: 5,94 anni luce 1 e fu notata dall’astronomo americano Edward Emerson Barnard del Lick Observatory (Università della California) nel 1916 per il suo moto proprio apparente rispetto alle altre stelle più lontane: quasi 10″ d’arco all’anno. 
La sua estrema vicinanza al Sole ne ha fatto una delle stelle più seguite e studiate del cielo in assoluto. Nel 1938 un altro astronomo, l’olandese Peter van de Kamp si era convinto che la nostra stellina avesse un compagno 1,6 volte più grande di Giove in un’orbita appena un po’ più piccola del nostro gigante gassoso [cite]10.1086/109001[/cite].
Curioso era il metodo dello scienziato olandese: egli mostrava le lastre della Stella di Barnard a non meno di dieci persone per ognuna in modo da minimizzare gli errori di lettura: oggi ci sono metodi più efficaci e precisi ma comunque anche quella dopotutto era una buona idea.

La scoperta

Ma col passare del tempo e con misurazioni sempre più accurate si scoprì che di quel pianeta non v’era traccia e Van de Kamp rimase il solo a crederci fino alla sua morte nel 1995, appena 5 mesi prima che il primo pianeta extrasolare, 51 Pegasi b, venisse scoperto.
Ma non tutto era perduto: per la loro piccola massa, le nane rosse sono le migliori candidate per la ricerca dei pianeti extrasolari. Comunque fino ad ora non era stato rivelato alcun corpo intorno alla Stella di Barnard: varie campagne osservative nel primo decennio di questo secolo avevano continuamente aggiornato le loro stime escludendo così pianeti gioviani di lungo periodo e imponendo limiti superiori alla ricerca [cite ]http://dx.doi.org/10.1088/0004-637X/764/2/131[/cite].
E qui entra in scena la campagna osservativa nota come Progetto Red Dots [1.Progetto Puntini Rossi. Il nome mi ricorda il celebre Pale Blue Dot di Carls Sagan.] che racchiude alcuni dei maggiori osservatori del pianeta dedicati alla scoperta degli esopianeti. 
E qui, grazie al noto spettrografo HARPS che spesso ho descritto in altri precedenti articoli e al CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs) 2 la ricerca di Barnard’s Star b ha avuto finalmente successo.

Questo pianeta in effetti sembra essere appena a 60 milioni di chilometri dalla stella, ossia poco più in là dell’orbita di Mercurio dal Sole,  una massa minima stimata intorno alle 3,23 masse terrestri  e che compie una rivoluzione in circa 233 giorni.
Data la distanza potrebbe sembrare naturale supporre che sia un mondo caldo: in realtà con quella stella così minuscola lì è freddissimo: appena 105 kelvin (circa 170 °C sotto zero). La temperatura di equilibrio della zona in cui il pianeta si trova a orbitare è paragonabile a quella che affronterebbe un uguale corpo a un miliardo di chilometri dal Sole, addirittura più in là dell’orbita di Giove.
Anche il limite di massa inferiore può aiutarci a capire questo novo mondo, come probabilmente avrebbe detto il grande Galileo: le sue dimensioni risulterebbero comprese tra 9000 e 13000 chilometri, a seconda della sua densità (qui io suppongo una forbice di  densità tra i 2 e i 5,5 kg/m3). Questo è importante soprattutto per calcolare la sua velocità di fuga, che a seconda dei precedenti parametri potrebbe essere compresa tra 14 e 16 km/s.
E questo valore unito alla velocità quadratica media di un gas di idrogeno a 100 K (circa 1000 m/s) mi suggerisce che la sua atmosfera possa essere più simile a quella di un gigante gassoso che a quella di un pianeta di tipo roccioso.

Conclusioni

Quindi, con quella massa e quella temperatura di equilibrio (che ricordo non è la temperatura del pianeta come erroneamente alcuni tendono a credere) non mi stupirei quindi se quando riusciremo a vedere fisicamente il pianeta 3  e a studiarlo più nel dettaglio si scoprisse che la sua atmosfera non fosse poi molto dissimile a quella dei Giganti di Ghiaccio del nostro sistema solare. 

Per i particolari vi rimando all’articolo apparso su Nature [cite]http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0677-y[/cite] (trovate il PDF qui su ArXiv) e l’intervista a Ignasi Ribas sulla scoperta dell’esopianeta. [5].

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Rolling Stars

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Il mezzo flop delle riprese della scorsa eclissi lunare avrebbe potuto gettarmi nello sconforto e farmi abbandonare il mio progetto. E invece …

Errare humanum est, perseverare autem diabolicum dice un vecchio detto latino, e spesso è vero. Ma non sempre: qualche volta perseverare dopo aver fatto tesoro dei propri errori è la vera chiave del successo.
Ho ordinato nuovi cavetti per lo scatto remoto, modificato il supporto del motore del mio Astro Dolly per sostenersi a un cavalletto fotografico (per ora c’è il nastro telato per non rovinarvi la sorpresa) e aggiornato il software di controllo del mio progetto (che presto renderò pubblico sul mio canale Github). Il risultato è che nella notte del 13 agosto (quella per intenderci tra il 12 e il 13) tutto ha funzionato a dovere: tra le  00:12  e le 02:41 sono state riprese 529 foto da 15 secondi di esposizione a 800 ISO con un intervallo di 2 secondi tra l’uno e l’altro scatto. 

Nonostante l’inquinamento luminoso (ero in giardino) della vicina città di Siena e degli antipatici lampioni stradali poco più sotto, ho potuto registrare un paio di meteore delle Perseidi.
Non molte per la verità ma quello passava il convento e sono comunque soddisfatto del risultato.
Ora non mi resta che continuare con i test e avviare la progettazione della nuova versione dell’Astro Dolly, dopotutto questo è soltanto un prototipo, con schermo per la programmazione e la raccolta di informazioni come la durata dello scatto, la sua ora e la posizione GSM del sistema e soprattutto un bulb ramping per riprendere i tramonti. 
Mi piacerebbe implementare anche un sistema di controllo remoto ma ho uno schermino touch screen da sfruttare in qualche modo e comunque il primo non esclude il secondo.

Ho un sacco di idee da realizzare e il tempo non è mai abbastanza.
Cieli sereni

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Timelapse di 529 fotogrammi ripresi con una Canon EOS 7D e un Samyang 10mm f 2.8 – 800 ISO per 15 secondi
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Eclissi di Luna del 27 luglio 2018. Cronaca di un quasi disastro.

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Mea culpa: lo scorso mese non sono riuscito a scrivere niente. Nemmeno per finire la seconda parte riguardo alla scoperta di molecole organiche su Marte — tema che senz’altro voglio concludere — perché in questi ultimi mesi sono stato preso dall’evento clou di questo periodo: l’eclissi di Luna del 27 luglio scorso.  Ma come insegna la celebre legge empirica di Murphy: « Se qualcosa può andar storto, sicuramente lo farà. » E al primo tentativo sul campo, aggiungo io.

Il mio dolly (per ora un prototipo) durante i primi test. Credit: Il Poliedrico

È noto che avrei voluto costruire un astroinseguitore cercando un approccio molto diverso dalla classica barn door tracker, dove la rotazione di una tavoletta su un suo asse esattamente in sincronia con  la volta celeste permette di fotografare le stelle fisse senza moto apparente. Non voglio ripetermi sulla geometria di tale strumento, basti ricordare che l’asse va posizionato esattamente parallelo all’asse terrestre: in pratica è il medesimo schema di una montatura equatoriale. Concettualmente è banale ma la realizzazione del mio progetto richiede una precisione meccanica che io non possiedo e da solo non posso ottenere: sarebbe ben più pratico e meno costoso comprarmi una montatura equatoriale motorizzata e concentrarmi esclusivamente sulla parte elettronica e di programmazione.

Per questo ho ridimensionato il progetto a un semplice dolly, un aggeggio motorizzato che fa muovere la macchina fotografica mentre scatta. Il risultato è un time-lapse che ruota. Per evitare il mosso nelle esposizioni lunghe come richiede l’astrofotografia, la rotazione viene fermata durante lo scatto e ripresa durante l’intervallo tra due riprese. Per rendere il progetto più interessante ho pensato di sfruttare un sensore di luce (TSL2591) estremamente sensibile (da 0.000118 a 88000 lux) per determinare automaticamente la durata del tempo di scatto, quello che in gergo fotografico è chiamato bulb ramping, ovvero una compensazione graduale dell’esposizione nella transizione tra il giorno e la notte,

Il piano A

La variazione di luminosità del fondo cielo durante una eclissi di Luna appare evidente in questo curioso collage emerso durante la creazione del timelapse. Il puntino rosso in basso è Marte, il quale offre un inaspettato riferimento: esso diviene via via meno importante con l’aumentare della luminosità ambientale dovuta dall’uscita della Luna dal cono d’ombra. Credit: Il Poliedrico

Chi ha assistito a una eclissi di Luna avrà senz’altro notato come la luminosità del fondo cielo varia drasticamente durante questa: l’idea di una graduale compensazione dell’esposizione era troppo ghiotta perché me la facessi sfuggire.
Così ho scritto un po’ di codice per ottenere un effetto bulb ramping pilotato dal TSL2591 e questo … funzionava! O meglio, ottenevo una lettura dei lux corretta in ogni condizione di luce e da qui ho ricavato una routine che avrebbe poi regolato il tempo di scatto. Purtroppo quando andavo a integrare il sensore e le sue routine nel circuito di controllo del dolly ottenevo sempre dei crash di sistema del tutto casuali e imprevedibili.
Ho rivisto il codice, l’ho riscritto per buona parte, ma niente; Il problema era più un limite hardware: sia il sensore che io nel dolly stavamo usando lo stesso timer a 16 bit dell’ATmega328P dell’Arduino Nano (l’unico a 16 bit disponibile) e pasticciare con lo stesso timer per fare due cose diverse non è mai una bella cosa.
Avrei dovuto riprogettare la parte elettronica con un ATmega2560 ma ormai non c’era più tempo. Ed ecco: 

Il Piano B

Il panorama era fantastico! Credit: Il Poliedrico

Vi ricordate il Canon Hack Development Kit (CHDK) di cui parlai qualche anno fa [6][7]? Ebbene, ne esiste una versione più evoluta e completa per le Canon EOS che si chiama Magic Lantern [8]. Anche questo è un firmware alternativo che, come il CHDK delle Canon Powershot, si installa nella RAM della fotocamera senza distruggere il firmware originale. Esso semplicemente aggiunge delle funzionalità alle preesistenti nel firmware ufficiale. Basta togliere il programma dalla memory card e tutto torna come prima.

Tra queste utilissime nuove funzioni c’è anche una specie di bulb ramping integrato piuttosto evoluto ma non avevo il tempo materiale per studiarne le regolazioni.
È pure disponibile perfino un grazioso intervallometro che non avrei mai immaginato quanto questo mi sarebbe stato utile. Ma andiamo con ordine.

Il Piano C

Questo è il mio power bank per le riprese sul campo. Alimentato da una batteria piombo/acido da 12 V-10 Ah. Le uscite avio e jack per il telescopio e altri accessori a 12V sono controllate e stabilizzate elettronicamente, poi prevede due uscite USB e una presa accendisigari. Credit: Il Poliedrico

Il bulb ramping interno alla fotocamera avrebbe risolto il primo problema: programmando il dolly di fare una pausa di scatto di 10 secondi mi avrebbe comunque permesso di fare riprese corrette come avrei voluto, ma la mancanza di esperienza nel regolare tutte le variabili necessarie mi ha costretto a rinunciare anche al piano B. A quel punto il dolly avrebbe dovuto semplicemente muovere la fotocamera e ordinare uno scatto di 3-4 secondi di esposizione a 400 ISO (per minimizzare il rumore) e via; d’altronde la configurazione da me scelta aveva dato buoni risultati con la Luna quasi piena delle sere precedenti.

Avete presente la nuvola nera di Fantozzi? La mia era uno sciame di moscerini (o erano zanzare?)  che danzavano proprio sopra la mia testa; letteralmente! E per la fretta, le mie dita a prosciutto o la Maledizione della Prima Luna, mi è capitato anche che spezzassi il jack di scatto dentro la fotocamera 1: di conseguenza niente dolly e scatto remoto.

Se credete che questo basti per scoraggiarmi vi sbagliate. È a questo punto che l’intervallometro, mai sperimentato, dentro al firmware Magic Lantern ha in parte salvato la mia serata osservativa e consentito comunque di fare un timelapse dell’eclissi.
Avevo portato anche un’altra fotocamera sul campo ma imprevisti problemi di carica della batteria mi hanno impedito di fare riprese dell’evento a lunga focale.

Dicono che la fortuna è cieca ma nel mio caso la sfiga ci vede benissimo!

Conclusione

Nonostante tutte le avversità che mi sono capitate, io e chi si è unito a me per la serata cii siamo divertiti, mentre di tutto quello che mi è successo per questa occasione mi servirà di lezione per l’eclissi del 16 luglio prossimo 2, perché in questo campo non si smette mai di imparare. Se mi vorrete sarò molto probabilmente nello stesso posto, perché a parte il discreto viavai di coppiette in cerca di intimità  3 (i flash nel filmino sono dovuti ai fari delle loro auto 😀 )  perché trovo che quel luogo sia incredibilmente bello e suggestivo.

Cieli sereni

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Timelapse di 240 fotogrammi ripresi con una Canon EOS 7D e un Samyang 10mm f 2.8 – 400 ISO per 6 secondi
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Una possibile atmosfera protoplanetaria per PDS 70b

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SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument) sta davvero rivoluzionando l’astrofisica. Adesso è possibile scrutare i pianeti intorno alle loro stelle e studiare perfino per sommi capi la loro probabile atmosfera attraverso l’analisi spettroscopica di quella debole luce riflessa. Un traguardo che fino a pochi anni fa era ritenuto impossibile e che invece oggi si avvera.
Già mi pare di sentire le critiche — stupide — di chi pensa che tutto questo non serva a niente. Le immagini spettroscopiche e termiche riprese da droni, aerei e satelliti permettono di studiare e identificare infezioni e parassiti nelle coltivazioni agricole ben prima che i segni siano visibili sul campo [9]. Le tecnologie e principi che consentono di scorgere altri pianeti sono le stesse degli strumenti che ci permettono di vivere meglio su questo sassolino sperduto nell’infinito cosmo.

La posizione nel cielo di PDS 70 (V* V1032 Cen), una stella di tipo T Tauri un po’ più piccola del Sole (0,82 M☉) a 370 a.l. dalla Terra.

A prima vista PDS 70 è soltanto una delle miriadi di stelline che un qualsiasi buon telescopio nell’emisfero australe permette di vedere. Ma  in realtà è molto di più: essa è una stella nata da pochissimo, appena tra i 6 e i 10 milioni di anni ed è abbastanza vicina da permettere di studiare cosa accade in quel particolare momento, ovvero come si forma un sistema planetario. 
Già nel 1992 i dati del satellite IRAS[10] suggerivano PDS 70 come candidata ospite di un disco planetario, poi scoperto nel 2006.
Nel 2012 la svolta:  una regione vuota a circa 65 U.A. dalla stella suggerivano che lì si stava forse formando un pianeta [11] tra le 30 e le 50 volte Giove.
Successive osservazioni [12] hanno rivisto e corretto le prime stime confermando però la presenza di strutture protoplanetarie multiple: intorno a quella debole stellina si stavano formando più pianeti!

Lo studio con SPHERE: PDS 70b

Questa immagine, catturata dallo strumento SPHERE installato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, è la prima chiara fotografia di un pianeta nel momento in cui si sta formando; in questo caso intorno alla stella nana PDS 70, nella costellazione australe del Centauro. Il pianeta si distingue nitidamente; è il punto brillante alla destra della stella adeguatamente oscurata da un coronografo, una maschera che blocca la luce accecante della sorgente principale. Credit: ESO/A. Müller et al.

Quindi questa è per sommi capi la storia di PDS 70, una stellina di classe spettrale K5-K7 12, distante appena 370 anni luce — praticamente dietro l’angolo — e molto giovane (a quell’epoca sulla Terra le prime scimmie antropomorfe si preparavano a conquistare il mondo: i nostri antenati).
E adesso, grazie allo strumento SPHERE installato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, è stato finalmente possibile osservare il primo pianeta mentre è ancora nella fase della sua formazione [13] e di distinguere spettroscopicamente la sua probabile atmosfera [14].
Il pianeta, chiamato PDS 70b, appare mentre si sta aprendo la strada nel disco primordiale di gas e polvere intorno alla giovanissima stella a circa 3 miliardi di chilometri da questa (circa 20 U.A.), più o meno la distanza che separa Urano dal Sole con un periodo orbitale di 119 anni. Data la distanza e il periodo di rivoluzione non è stato difficile risalire alla stima della sua massa, che appare così di circa 10 masse gioviane.

Atmosfera protoplanetaria

Lo spettro di PDS 70b alla base delle simulazioni della sua atmosfera. Per una migliore comprensione leggere lo studio al riferimento 6 di questo articolo.

Ma non solo.  Grazie a SPHERE è stato possibile intercettare lo spettro di PDS 70b — che appare decisamente rosso, e stimare così anche la sua temperatura: circa 1200 ± 200 gradi Kelvin. E sempre grazie allo spettro del protopianeta è stato possibile risalire attraverso modelli e simulazioni numeriche alla possibile atmosfera di  questo.

Conclusioni

Il primo esopianeta fu scoperto nel 1995, ossia più di vent’anni fa.  I primi esopianeti osservati erano enormi e di solito orbitavano attorno a stelle più piccole del Sole. Questo perché per gli strumenti di quell’epoca erano gli unici oggetti che era possibile intercettare con le osservazioni, tant’è che per un momento si credette che tutte le nostre teorie sulla formazione planetaria fossero sbagliate. Dopo arrivarono strumenti più sofisticati, pensati apposta per raccogliere l’immane sfida di osservare oggetti sempre più piccoli e più difficili da scrutare. E così anche le teorie sulla formazione planetaria partendo dalla frammentazione dei resti della nube che aveva generato la stella furono confermate. Oggi lo vediamo con PDS 70b grazie a strumenti sempre più sofisticati come SPHERE. Anche strumenti di calcolo  sempre più potenti permettono di risalire alla composizione chimica delle atmosfere esoplanetarie così come possiamo risalire alla composizione chimica delle nubi di Venere con un normale telescopio.
Tra vent’anni cosa potremmo scoprire partendo da queste premesse?

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Molecole organiche su Marte (prima parte)

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Quando mi è stato concesso, ho sempre cercato di osservare le cose nel modo più ampio possibile e a cercare di stabilire dei collegamenti logici tra tutte le informazioni che mi sarebbero state utili per cercare di descriverle. Spesso è difficile star dietro al mio modo di ragionare, ma questo genere di approccio mi è sempre stato di aiuto per comprendere meglio ciò che in quel momento era alla mia attenzione. E forse anche per questo che sono sempre stato moderatamente scettico sul passato biologico marziano. È vero, ci sono stati i controversi risultati del Labeled Released Experiment [15] e sono state indicate alcune similitudini tra le microbialiti terrestri (ex. le stromatoliti) e le strutture osservate nei depositi argillosi su Marte [16], ma diciamocelo: finora non è mai stata accertata la presenza di vita ora o nel passato di Marte.
Affermare l’opposto o velatamente ammiccare alla scoperta della Vita su Marte come molti — anche autorevoli — siti e testate giornalistiche stanno facendo in queste ore è falso.

La ciclicità del metano

Andamento stagionale delle emissioni di metano nell’atmosfera di Marte in parti per miliardo correlati alla pressione atmosferica e alla posizione del pianeta nella sua orbita (longitudine solare). Le stagioni marziane sono analoghe a quelle terrestri ma molto più lunghe: un anno marziano corrisponde a 686,96 giorni terrestri. Credit: Christopher R. Webster, NASA/JPL — Edit: Il Poliedrico

Se avete seguito in questi anni questo blog, saprete senz’altro che la presenza sporadica di metano nell’atmosfera marziana era nota da anni: dal 2003 per la precisione [17]. In assenza di prove della presenza di organismi biologici per la metanogenesi (principalmente archaea) su Marte, è ovvio rivolgersi verso i meccanismi abiotici di produzione del metano [18][19], che qui sulla Terra sono responsabili di circa il 10% della produzione annua di questo gas rilasciato nell’atmosfera. Finora non erano note esattamente le cause della presenza del metano nell’atmosfera di Marte: si era creduto a una sporadicità magari derivata da un qualche impatto cometario  passato inosservato. Ma a causa dell’ambiente continuamente bombardato dalle radiazioni ultraviolette del Sole, il metano marziano rilasciato nell’atmosfera non potrebbe esistere per più di 100-300 anni, in contrasto quindi con quanto viene registrato fin dall’anno della scoperta della sua presenza (si tratta pur sempre di una manciata di molecole per miliardo vista la tenuità dell’atmosfera marziana) e soprattutto in seguito quando vennero scoperti dei rilasci altamente localizzati di metano ritenuti allora sporadici.
Per questi si era teorizzata una qualche forma di attività geotermica ancora esistente ma si sa anche che Marte ha cesaato ogni sua attività vulcanica importante da miliardi di anni. 
La scoperta della ciclicità stagionale del metano atmosferico marziano è la notizia. Questa è la conferma che l’ambiente marziano risente del cambiamento stagionale ben più di quanto finora era stato supposto. Qui i principali indiziati potrebbero essere i clarati 1 intrappolati nel sottosuolo che per effetto del mutare delle condizioni di insolazione e temperatura stagionali possono venire decomposti. l’acqua così liberata potrebbe anche avviare i processi di serpentinizzazione del basalto arricchendo così le quantità di metano rilasciato nell’atmosfera.

Questa scoperta è illustrata meglio nell’articolo di Science e nei suoi allegati che vi invito a leggere [20] nell’attesa che scriva anche la seconda parte.
Cieli sereni.

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The Grand Tack

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Riprendo qui un argomento di cui avevo iniziato a parlare a dicembre [21] riguardo all’Intenso Bombardamento Tardivo e la curiosa Dicotomia Marziana. La scoperta di un asteroide ricco di carbonio, \(2004 EW_{95}\), nella Fascia di Kuiper potrebbe essere la “pistola fumante” del Grand Tack, la Grande Virata.

 

La linea rossa in questa immagine mostra l’orbita dell’asteroide 2004 EW 95 nella Fascia di Kuiper , in verde invece sono mostrate le orbite di altri corpi del Sistema Solare .
Credit: ESO / L. Calçada

Se da un lato la scoperta di altri sistemi planetari in orbita a altre stelle ci ha permesso di comprendere definitivamente che il nostro sistema solare non è una eccezione nel cosmo, dall’altro ci mostra che questo comunque possiede qualcosa di precipuo: la sua struttura. Una recentissima indagine sui sistemi multiplanetari scoperti da Kepler [cite]https://arxiv.org/abs/1706.06204[/cite] sottolinea questa peculiarità: la stragrande maggioranza dei sistemi sinora scoperti possiede ‘grappoli’ di pianeti, ossia una sfilza di pianeti con caratteristiche e distanze piuttosto simili fra loro. In altre parole, se una stella possiede un pianeta di taglia terrestre, i precedenti e i successivi non sono poi così dissimili, e la stessa osservazione pare valere per una stella che abbia pianeti di stazza gioviana: anche in questo caso gli altri pianeti di quel sistema appaiono piuttosto simili.
Al contrario invece, la taglia dei pianeti del Sistema Solare è piuttosto disomogenea.

Giove errante

Questo diagramma mostra la distribuzione orbitale in scala logaritmica dei pianeti extrasolari più piccoli di Giove che sono stati rilevati dalla missione di Keplero, in confronto alle orbite di Mercurio, Venere, Terra e Marte. La maggior parte di questi pianeti extrasolari sono molto più vicini alle loro stelle di accoglienza di quanto non lo siano i pianeti più interni del nostro Sistema Solare. Credit: Batygin e Laughlin, PNAS

L’idea che un giovane Giove errante possa essere stato il grande protagonista della storia dei primordi del Sistema Solare risponde ai tanti quesiti ancora irrisolti sulle sue tante peculiarità.
Questa nuova teoria si deve a Konstantin Batygin , uno scienziato planetario del Caltech, e Gregory Laughlin dell’UC Santa Cruz  [22].
Qui si propone che il Pianeta Gigante si sia formato fra 3 e le 5 U.A. dal Sole mentre il Sistema Solare interno si stava popolando di oggetti anche più grandi della Terra stessa. Man mano che la sua massa diventava sempre più importante, la viscosità della nebulosa interplanetaria ancora presente lungo la sua orbita l’avrebbe rallentato spingendolo verso il Sole in orbite via via più piccole 1. Tale decadimento avrebbe spinto Giove fino a una distanza di circa 1,5 U.A. dal Sole, perturbando così le orbite di tutti gli altri pianeti interni e spingendo su altrettante orbite fortemente ellittiche tutti i planetesimi che perturbava.
Intanto un altro corpo celeste si stava formando poco più indietro, e a lui si deve la nostra fortuna: Saturno. Il secondo corpo massiccio in formazione poco dietro il primo Giove entrò presto in risonanza orbitale 2:1 con questo: due orbite del primevo Giove corrispondevano a una singola orbita di Saturno.
Tale risonanza ebbe l’effetto di riaccelerare Giove e di trainarlo di nuovo verso le 5 U.A. nell’arco di 100 mila anni e di spingere Saturno oltre le 7 U.A.: un po’ come la piroetta che si dà un lanciatore del martello in atletica. Giove riacquistò così abbastanza velocità orbitale e momento angolare a scapito di Saturno e insieme la coppia dei pianeti giganti si stabilì dove più o meno sono oggi, dove la risonanza si è interrotta. In seguito poi Saturno si sarebbe stabilizzato attorno alle 9 U.A.
L’incursione di Giove nel Sistema Solare interno ebbe alcuni importanti effetti: quando vi entrò destabilizzò le orbite dei planetoidi — alcuni probabilmente erano anche più grandi della Terra — che si erano già formati spingendoli verso il Sole e quando vi uscì portò via con sé un bel po’ di materiale asteroidale che avrebbe poi creato la Fascia Principale di asteroidi e quelli che orbitano intorno ai punti lagrangiani della sua orbita. Il risultato fu un sistema interno talmente povero di materiale che ce ne fu appena per formare Venere e Terra. Altri corpi minori del Sistema Solare interno, come \(2004 EW_{95}\)[cite]https://arxiv.org/abs/1801.10163[/cite]  furono espulsi fino alla Fascia di Kuiper [23].
Inoltre, con l’uscita dell’influenza di Giove del Sistema Solare interno non restò neppure abbastanza materiale per la crescita di Marte (avendo Marte un’orbita assai più grande della Terra avrebbe dovuto raccogliere molto più materiale di questa e di conseguenza essere anche più grande) e gli altri piccoli corpi in orbite fortemente ellittiche non ancora caduti sul Sole finirono per alimentare l’Intenso Bombardamento Tardivo di 3.9 miliardi di anni fa e le cui tracce si scoprono oggi sulla Luna. 

No, ai suoi albori il Sistema Solare non era quel luogo tranquillo come lo è oggi, con pianeti su orbite stabili e quasi circolari per i pianeti più grandi. A causa di Giove e Saturno i primi milioni di anni furono tremendi ma è anche grazie a questi se oggi viviamo in un sistema planetario relativamente tranquillo e sicuro. Oggetti come \(2004 EW_{95}\) potrebbero raccontarci molto su ciò che era in quella remota era il Sistema Solare, come è nato,m la sua composizione e forse anche come è nata la vita qui sulla Terra. Sarebbe bello poter esplorare in futuro questi corpi, hanno ancora tanto da dirci!