Le galassie vicine e lontane

Soltanto un secolo fa le Galassie venivano chiamate nebulose perchè apparivano come macchioline sfuocate anche usando i più potenti telescopi di allora. Oggi, quelle "macchioline" possono essere osservate in gran dettaglio e si sa che consistono di stelle e gas diffuso mantenute assieme dalla forza di gravitazione. Noi stessi viviamo all'interno di una galassia (la Via Lattea) di cui il Sole è solo una delle migliaia di milioni di stelle.

La galassia più vicina alla nostra è Andromeda (detta anche M31), una delle poche visibile anche ad occhio nudo. La sua forma a spirale (vedi foto) è comune a quella di molte galassie. Andromeda dista circa 780 kiloparcsec dalla Terra (il che equivale a poco più di 160 mila milioni di volte la distanza tra la Terra e il Sole). Siccome la luce emessa dai corpi celesti impiega un certo tempo a raggiungere la Terra, l'immagine di Andromeda osservata oggi risale a 2.5 milioni di anni fa (per questo in gergo tecnico si dice che Andromeda dista 2.5 milioni di anni luce). I telescopi professionali moderni permettono di osservare galassie molto più lontane di Andromeda. Secondo stime recenti ci sarebbero centinaia di miliardi di galassie nell' Universo. Quindi, in media, la porzione di cielo che possiamo osservare attraverso la cruna di un ago contiene migliaia di galassie.

Risulta naturale dunque interrogarsi sull'origine delle stesse. Da un punto di vista prettamente teorico, la formazione delle galassie non e' compresa in tutti i suoi dettagli. Sebbene si sia raggiunta una solida teoria che descrive le basi di tale processo, molti aspetti sono ancora oggetto di studio. In particolare, risulta poco chiaro come sia possibile che stelle e gas si distribuiscano in maniera cosi' ordinata da formare stupefacenti spirali. Di notevole rilevanza astrofisica è anche il fatto che generalmente le galassie ospitano al loro centro un buco nero super massiccio (vedi numeri futuri di questa rubrica per una spiegazione più approfondita). Cosa porti alla formazione di tale buco nero e quanto questo influenzi le stelle e il gas nelle sue vicinanze è un attualissimo argomento di ricerca.

Paradossalmente, lo studio di galassie lontane è un metodo eccellente per la comprensione della nostra stessa galassia. Infatti siccome ne facciamo parte, non potremo mai osservare la Via Lattea globalmente ma soltanto dalla nostra posizione. Lo studio delle proprietà di tutte le altre galassie osservate ci permette di comprendere la Via Lattea in un contesto più generale.

MARCELLO CACCIATO

Nella foto di Robert Gendler la nostra vicina galattica, Andromeda o M31.

I luoghi ideali per l'astronomia

Un quinto della popolazione mondiale non ha più il piacere di osservare il cielo notturno ad occhio nudo: l’inquinamento luminoso, in prossimità di centri abitati e agglomerati industriali, lascia intravedere solo una manciata di stelle. È un dato di fatto: chiunque si ricordi, di tanto in tanto, di alzare lo sguardo verso l’alto, può constatarlo. Alla domanda “quale potrebbe essere un sito ideale per costruire un osservatorio astronomico?”, molti risponderebbero, a ragione, “lontano dalle grandi città”. Ma sfuggire all’inquinamento luminoso non è l’unico problema da affrontare in questo caso.

Il telescopio, strumento chiave per l’astronomia, serve per guardare lontano, come dice il nome stesso. Per osservare stelle e galassie lontanissime, bisogna che un telescopio sia capace di catturare quanta più luce possibile: per fare ciò, occorre utilizzare specchi molto grandi (attualmente con diametri fino a 10 metri, ma per le prossime generazioni fino a 100 metri) e lunghi tempi di esposizione per realizzare un’immagine. Purtroppo, prima di raggiungere il telescopio, i raggi luminosi, che dalle stelle e galassie arrivano sulla Terra, devono attraversare l’atmosfera: la turbolenza dell’atmosfera, specialmente nei suoi strati più bassi, interagisce con la luce che proviene dal cosmo, la quale perde molte informazioni sugli oggetti (stelle o galassie) da cui proviene.

L’atmosfera non è statica e omogenea, ma estremamente turbolenta: ciò vuol dire che, in ogni istante, a seconda delle diverse caratteristiche della porzione di atmosfera che si trova sopra il telescopio, la stella o galassia in questione produce un’immagine leggermente diversa. Quando si espone a lungo, per catturare tutta la luce possibile, l’immagine finale è una sovrapposizione delle singole immagini ottenute in tanti istanti consecutivi: a causa della turbolenza atmosferica, l’immagine che ne risulta è sfocata e confusa. Questo fenomeno si chiama seeing.

Chiaramente l’astronomia moderna ha bisogno di immagini nitide e precise, e deve perciò limitare gli effetti dovuti all’atmosfera: è per questo che i telescopi, negli ultimi decenni, si costruiscono in regioni secche, preferibilmente ad altitudini elevate, in vicinanza di oceani o deserti, in modo che la temperatura dell’aria circostante sia più possibile costante e dia luogo alla minima turbolenza possibile. Ecco perché le isole vulcaniche, come le Hawaii o le Canarie, e gli altopiani desertici, come il deserto di Atacama in Cile, sono luoghi ideali per costruire osservatori astronomici all’avanguardia.

Una soluzione ancor più drastica per eliminare l’effetto del seeing è quella di mandare un telescopio in orbita fuori dall’atmosfera: estremamente costosa, ma già sperimentata con successo con il telescopio spaziale Hubble, e oggetto di numerosi progetti per il vicino futuro.

CLAUDIA MIGNONE

Immagine: I telescopi europei sull'isola di La Palma, nell'arcipelago delle Canarie, Spagna. Situato ad una quota di 2400 metri, l'osservatorio sovrasta le nubi ed offre eccellenti condizioni per gli astronomi. Fotografia di Bob Tubbs.

Sarà l'anno dell'astronomia

Riscoprire l’universo: per tutto l’anno in programma eventi che raccontano il cosmo al grande pubblico

Nel 1609 Galileo Galilei, astronomo e fisico italiano, costruì un cannocchiale, basandosi sul lavoro di alcuni ottici olandesi che l’avevano messo a punto per la prima volta qualche anno prima. Galileo non è l’inventore del cannocchiale, ma fu il primo che osò puntarlo verso il cielo notturno e osservò il cosmo con uno strumento molto più potente dell’occhio umano.

Le sue osservazioni della Luna, dei satelliti di Giove e degli anelli di Saturno rivoluzionarono il sapere scientifico dell’epoca, confermando la teoria, già proposta da Copernico, secondo cui la Terra ruota intorno al Sole insieme agli altri pianeti, e non si trova al centro dell’universo. Il suo gesto di puntare il cannocchiale verso l’alto ha dato inizio, 400 anni fa, all’astronomia moderna, che da allora si è evoluta senza sosta: oggi il nostro pianeta é disseminato di telescopi potentissimi, specie nelle sue regioni più secche dove le osservazioni del cosmo sono più favorevoli, e la tecnologia si è sviluppata al punto da avere telescopi anche in orbita intorno alla Terra. In questo modo vengono raccolte immense quantità di dati che poi gli astronomi analizzano ed interpretano, per tentare di comprendere sempre meglio l’origine dell’universo, delle galassie, delle stelle e anche della vita sulla Terra.

Per ricordare l’atto fondamentale di Galileo, l’ONU ha proclamato il 2009 Anno Internazionale dell’Astronomia: in oltre 100 paesi nel mondo stanno per iniziare una miriade di eventi per il grande pubblico, organizzati in collaborazione tra l’UNESCO, l’Unione Internazionale degli Astronomi (IAU) e le sedi nazionali dei diversi istituti di ricerca che si occupano di astronomia (in Italia l’INAF, Istituto Nazionale di Astrofisica). Grazie a questi eventi, nel 2009 sarà più facile per tutti ripetere il gesto di Galileo, guardare verso il cielo e scoprire qualcosa di nuovo sul nostro universo.

L’iniziativa si serve del fascino dell’astronomia per riscoprire il senso profondo dello stupore e della scoperta, le ricadute e l'importanza della scienza sulla vita quotidiana e sugli equilibri globali della società. Proprio attraverso l’osservazione del cielo, infatti, si può riacquistare consapevolezza del nostro ruolo nell’universo: tra gli obiettivi dei vari progetti previsti per quest’anno in tutto il mondo vi sono la crescita della scienza nei paesi in via di sviluppo, l’avvicinamento dei giovani all’astronomia e alla scienza in generale, la riscoperta del cielo come eredità universale, lo sviluppo sostenibile.

Tra i progetti mondiali ricordiamo: 100 Ore di Astronomia, una diretta via internet sulle attività di osservazione condotte dai più grandi telescopi del globo; Diario Cosmico, un blog mantenuto da astronomi professionisti che raccontano pillole di vita quotidiana e ricerca scientifica; Dark Sky Awareness, per sensibilizzare il pubblico sull’inquinamento luminoso, letale per l’astronomia; Astronomy and World Heritage, per preservare e valorizzare i luoghi nel mondo legati alla storia dell’astronomia; Galileo per gli Insegnanti, un progetto di formazione con workshop e materiale on-line; L’Universo dalla Terra, una mostra itinerante con le più belle immagini astronomiche raccolte negli ultimi anni.

Anche Unawe, il progetto internazionale che utilizza l’astronomia per stimolare allo studio bambini che vivono situazioni socialmente disagiate, di cui si era occupato un articolo di Futura qualche settimana fa, rappresenta uno dei punti chiave dell’Anno Internazionale dell’Astronomia, insieme a Sviluppare l’Astronomia in Prospettiva Globale, una serie di iniziative negli stati in cui la ricerca astronomica è oggi poco sviluppata, con un'azione sinergica tra università, enti di ricerca e scuole.

Accanto agli eventi mondiali, Futura accompagnerà l’Anno Internazionale dell’Astronomia con un appuntamento periodico che spiegherà cosa c’è davvero dietro un’immagine astronomica, perché si pianifica e costruisce un particolare esperimento, o più semplicemente che significa praticamente “fare” l’astronomo.

Per saperne di più: http://www.astronomy2009.it


CLAUDIA MIGNONE

Immagine tratta da Stanley Kubrick, "2001, Odissea nello Spazio"