Alberto Baccari, classe 1987 tutor della formazione per le tecniche di apprendimento

1. Mi presento, sono … • Alberto Baccari, classe 1987 • tutor della formazione per le tecniche di apprendimento • Laureando in ingegneria presso Politecnico di Milano • membro del direttivo dell’ADRAM Basso Molise • presidente dell’Endurance Sailing Team • collaborato con il forum Coelum (rivista astronomica) • appassionato di fotografia chimica e ccd, • e di navigazione astronomica • contatti: • waveusa6@hotmail.it (mail e MSN) • Alberto Baccari (facebook)

2. “I Mostri del Cosmo, oltre il sistema solare e il rasoio di Ockham”

3. Premessa: La scienza è per TUTTI, e deve essere alla portata di TUTTI! In queste slides non vi saranno formule di meccanica quantistica o di qualsiasi natura, proprio per permettere a tutti di fare questo primo passo dentro l’astronomia! Per apprendere i perché “matematici” del Cosmo si rimanda alla letteratura e magari ai prossimi corsi organizzati dall’ADRAM. Proprio per questo la conferenza ha questo nome!

4. Oltre il Sistema Solare Nebulose Pulsar e GRB Galassie Esopianeti Buchi neri … e molto altro …

5. Nebulose

6. Nebulose Che cosa sono? Le Nebulose sono “nuvole” (dal latino nebulae) di gas elementari e ricoprono il ruolo importantissimo di creare nuovi corpi celesti come le stelle e fluttuano nello spazio interagendo con tutto ciò che trovano. Come si formano? • I gas collassano per forze di attrazione gravitazionale • Si creano le stelle dal collasso di enormi quantità di gas (idrogeno-elio) • La radiazione delle stelle ionizza la nebulosa e la rende visibile • 4) Perché diventa visibile la nebulosa?! 

7. Nebulose Ripasso sullo spettro elettromagnetico! Lo spettro elettromagnetico è l'intervallo di tutte le possibili frequenze delle radiazioni. Le radiazioni sono onde elettromagnetiche caratterizzate da una lunghezza d'onda e da una frequenza. Poiché la lunghezza d'onda e la frequenza di una radiazione sono inversamente proporzionali, tanto minore sarà la lunghezza d'onda, tanto maggiore sarà la frequenza e quindi l'energia.

8. Nebulose Lo spettro di assorbimento! Ogni elemento chimico ha proprie linee di assorbimento corrispondenti a specifiche lunghezze d'onda e relative alle differenze tra i livelli energetici dei suoi orbitali atomici. Lo spettro di assorbimento può essere utilizzato per identificare gli elementi presenti in un gas o in un liquido. Questo metodo è applicato per dedurre la presenza di elementi nelle stelle ed in altri oggetti gassosi che non possono essere misurati direttamente.

9. Nebulose Che tipi di nebulose esistono? Diffuse: Sono le nebulose più presenti nello spazio, non hanno contorni Ben visibili nella luce bianca, e si dividono in due classi: 1) Riflessione: nebulose che riflettono la luce di stelle vicine 2) Emissione: colonne di gas ionizzato che emettono luce propria nel visibile

10. Nebulose Che tipi di nebulose esistono? Planetarie: Nebulose che si formano dai gas espulsi da stelle a bassa massa come le nane bianche. Contengono i gas tipici delle nebulose che formano le stelle (idrogeno - elio - ossigeno) Nebulosa sterzo (Messier 27) Il verde è l’ OIII (ossigeno di 3 ionizzazione) Il rosso è l’ H I (idrogeno di 1° ionizzazione)

11. Nebulose Che tipi di nebulose esistono? Oscure: Simili alle nebulose diffuse, però non sono visibili perché non permettono il passaggio della luce che rimane intrappolata in esse. Nonostante queste nebulose sembrino diverse viste nelle varie lunghezze d'onda ottiche, esse brillano tutte se osservate nell'infrarosso. Questa radiazione arriva dalla polvere della nebulosa. Nebulosa testa di cavallo (IC434) Emette nell’ H II (idrogeno di seconda ionizzazione)

12. Galassie

13. Galassie Che cosa sono? Una galassia è un luogo dello spazio che contiene stelle, pianeti, buchi neri, polveri e gas che rispondono tutti a uno stesso centro gravitazionale e confinati in spazi ben definiti. Come si formano? Per iterazione gravitazionale la materia si aggrega e rimane in equilibrio per via della forza centripeta, generata dal moto della galassia stessa. (e cos’è la materia oscura?!?! )

14. Galassie Che tipi di galassie esistono? Ellittiche: E’ il tipo di classificazione fatta da Edwin Hubble che cataloga le galassie a seconda della loro apparenza più o meno circolare, quindi secondo il nostro punto di vista all’interno dell’universo. Spesso sono il risultato di scontri tra due o più galassie in cui si fondono tutti i corpi che le compongono. galassia ellittica gigante

15. Galassie Che tipi di galassie esistono? Spirale: Le galassie spirali consistono di un disco di stelle e materia interstellare rotante attorno ad un centro, simile per composizione e caratteristiche ad una galassia ellittica. All'esterno del centro, chiamato bulge (o rigonfiamento centrale), si trovano i bracci di spirale, relativamente luminosi. Galassia Sombrero: si notano i bracci della spirale che danno la classica forma spirale.

16. Galassie Che tipi di galassie esistono? Spirale barrata: Una galassia spirale barrata è una galassia a spirale il cui bulge presenta due prolungamenti di stelle: nell'insieme ricordano una barra che attraversa il nucleo. In queste galassie i bracci spirale partono dalla barra, anziché dal nucleo. Si usa anche il più generico galassia barrata, in quanto la barra è presente anche in galassie di diversa morfologia. NGC 1300 Fotografata dal telescopio hubble

17. Galassie Iterazione galattica: Molte galassie possono avvicinarsi a tal punto dal risentire della reciproca attrazione gravitazionale fino, in alcuni casi, scontrarsi e fondersi in un unico corpo. Un classico esempio è l’oggetto Messier 51 (M51): la compagna più massiccia strappa materia alla galassia più estesa.

18. Super Novae

19. Super Novae Sono la fase finale della vita di una stella. A seconda della massa e del tipo di stella si hanno varie tipologie di supernova. Il termine “nova” deriva dal latino “nuovo”, in effetti quando gli antichi osservavano questi fenomeni pensavano che fosse la nascita di una nuova stella. Il suffisso Super sta ad indicare la più marcata luminosità dell’esplosione rispetto la semplice Nova. Vi sono anche Ipernovae che quasi sicuramente andranno a formare buchi neri per collasso. Una supernova dopo l’espulsione dei gas leggeri e metalli può trasformarsi in una stella di neutroni … 1987a poche ore dopo l’esplosione.

20. Stella di Neutroni E’ stato il primo oggetto massiccio ad esser stato prima predetto e poi scoperto in cielo. Le caratteristiche fisiche dei Neutroni permettono una notevole densità rispetto a particelle elettricamente cariche (es: elettroni e protoni). Il campo gravitazionale di una stella di Neutroni è circa 10^11 maggiore rispetto a quello terrestre! Hanno un tempo di rotazione molto veloce: da 1 a 30 secondi a giro! Si ipotizza che all’interno di queste stelle vi possa essere un nuovo stato di aggre- gazione della materia, il NEUTRONIO (superfluido superconduttore con tracce di elettroni e protoni) …

21. Pulsar

22. Pulsar Una Pulsar è una stella di Neutroni che ruota sul proprio asse con elevata velocità (riesce a compiere anche un giro su stessa in pochi sec.), e con una frequenza costante. La prima volta che la si incontrò in cielo si ribattezzò questo oggetto come LGM (Piccoli Omini Verdi) … Poi si capì la propria natura e si abbandonò l’idea di segnale E.T.! La sorgente elettromagnetica dei fasci sono proprio i poli magnetici della stella che non essendo allineati con l’asse di rotazione funge proprio da faro. Il comportamento della materia nello stato in cui si trova una Pulsar si può trovare solo nel Cosmo e in nessun laboratorio del mondo sarà mai possibile studiare un fenomeno simile, per cui il nostro laboratorio è il Cosmo!

23. Gamma Ray Burst

24. Gamma Ray Burst I Gamma Ray Burst (GRB) sono intensi lampi di raggi g e rappresentano il fenomeno più energetico in assoluto dopo il Big Bang. Secondo recenti studi questi GRB sono generati da collasso di materia nei pressi di un buco nero. Si verificano in galassie lontane (la più lontana a 13 mln di AL da noi) e sono isotrope. Li scoprirono per primi le sonde USA durante la guerra fredda. Molte missioni spaziali sono ora dedicati allo studio di tali raggi g (Swift, Beppo SAX,etc)

25. Buchi neri

26. Buchi neri Che cosa sono i buchi neri? Sono una delle scoperte effettuate dal genio di A. Einstein,che ha descritto tale mostro celeste come un luogo dello spazio in cui nulla vi può sfuggire! l’attrazione gravitazionale intorno a un buco nero non riesce a far scappare nemmeno la luce (per questo buco nero) e tutto ciò che vi è intorno viene risucchiato al suo interno. Quando una supernova, o una stella di neutroni, ha una massa 3 volte maggiore quella del Sole, collassa su se stessa diventando un buco nero. rappresentazione di un buco nero sistema binario di buco nero

27. Buchi neri Come son fatti i buchi neri? Nel caso ideale, e più semplice, di un buco nero elettricamente scarico, e non rotante (buco nero di Schwarzschild), esiste un solo orizzonte degli eventi, che è una sfera centrata nell'astro, e di raggio pari al raggio di Schwarzschild, dipendente dalla massa dello stesso. L’orizzonte degli eventi è il limite attorno a un buco nero che una volta passato non permette di tornare indietro per via della forte forza gravitazionale. Concetto dello “spaghettizzare” … In realtà un buco nero non è del tutto nero: esso emette particelle, in quantità inversamente proporzionale alla sua massa, portando ad una sorta di evaporazione. Questo fenomeno, dimostrato nel 1974 per la prima volta dal fisico Stephen Hawking, è noto come radiazione di Hawking ed è alla base della termodinamica dei buchi neri. I fotoni non subiscono accelerazioni, ma variano per effetto doppler.

28. Buchi neri Ma cosè l’effetto doppler? L'effetto Doppler è un cambiamento apparente della frequenza o della lunghezza d'onda di un'onda percepita da un osservatore che si trova in movimento rispetto alla sorgente delle onde (es. sirena dell’ambulanza). L'effetto Doppler, applicato alle onde luminose, è fondamentale in astronomia. Interpretandolo come dovuto ad un effettivo moto della sorgente, è stato usato per misurare la velocità con cui stelle e galassie si stanno avvicinando o allontanando da noi (red e blue shift) … esempio di Red shift le linee di assorbimento sono shiftate verso il rosso

29. Buchi neri Effetti relativistici dei buchi neri: Oltre a non far scappare nulla che si trovi entro l’orizzonte degli eventi, secondo la relatività generale, un buco nero è in grado di piegare lo spazio-tempo in modo da far deviare il percorso rettilineo di un fotone. Questo effetto si chiama Lente Gravitazionale! schema di una lente gravitazionale croce di Einstein

30. Buchi neri C’è da aver paura dei buchi neri sulla Terra? Certo che no!!! Non caschiamo nel panico quando si parla di esperimenti al CERN, perché ora sappiamo cosa serve per la nascita di un buco nero, e la Terra non è in grado di generare un buco nero!!! Nel centro della nostra galassia (la Via Lattea) vi è un buco nero di grosse dimensioni (forse un sistema binario) ma non entreremo mai in contatto con lui, quindi mettiamoci l’anima in pace  ! non proprio così in pace ……….

31. Esopianeti

32. Esopianeti Che cosa sono? Un pianeta extrasolare (o exopianeta, o esopianeta) è un pianeta che non appartiene al nostro sistema planetario (il sistema solare) in quanto orbita attorno ad una stella diversa dal Sole. Al dicembre 2007, ne sono stati individuati 344. La maggior parte degli esopianeti sono stati scoperti tramite metodi di osservazione indiretta piuttosto che attraverso le osservazioni ottiche al telescopio.Spesso la ricerca di esopianeti coincide con la ricerca di mondi in grado di supportare una forma di vita extraterrestre. Ad oggi, Gliese 581 c - secondo pianeta del sistema planetario della nana rossa Gliese 581 distante approssimativamente 20 anni luce dalla Terra - sembra essere il miglior esempio di esopianeta di tipo terrestre orbitante nella zona abitabile del proprio sistema.

33. Esopianeti Che cosa è la zona abitabile? E’ una regione dello spazio le cui condizioni favoriscono la presenza della vita. I parametri per definire abitabile una zona dello spazio dipendono dalla temperatura del pianeta, massa, presenza di atmosfera, e altri fattori correlati.

34. Esopianeti Come si va a caccia di esopianeti? Al 2008, sono stati determinati sei metodi di osservazione indiretta dei pianeti extrasolari. La maggior parte degli esopianeti conosciuti sono stati scoperti con tecniche di questo tipo. 1)Astrometria: L'astrometria consiste nella misurazione precisa della posizione di una stella nel cielo e nell'osservare in che modo questa posizione cambia nell'arco del tempo. Se la stella ha un pianeta, allora l'influenza gravitazionale del pianeta stesso causerà alla stella un leggero movimento circolare o un'orbita ellittica attorno a un comune centro di massa. 2) Velocità radiali: Questo metodo è conosciuto anche col nome di metodo Doppler. Le variazioni nella velocità con cui la stella si avvicina o si allontana dalla Terra,possono far dedurre la presenza di un pianeta, a causa di sbilanciamenti della linea spettrale della stella, in accordo con l'effetto Doppler. 3) Metodo del transito: Se un pianeta attraversa (o transita) di fronte alla propria stella, allora è osservabile una riduzione della luminosità della stella eclissata. L'ammontare della variazione dipende dalla dimensione del pianeta e della stella stessa.

35. Esopianeti Come si va a caccia di esopianeti? 4) Microlente gravitazionale: L'effetto della lente gravitazionale avviene quando i campi gravitazionali di due corpi celesti cooperano per focalizzare la luce di una stella lontana. 5) Dischi circumstellari e protoplanetari: Le nubi di polveri circondano molte stelle, e queste polveri possono essere individuate poiché in grado di assorbire la luce stellare e riemetterla sotto forma di radiazione infrarossa. Analizzando attentamente le nubi di polveri, è possibile individuare elementi che suggeriscono la presenza di pianeti e/o protopianeti.

36. Esopianeti Possiamo noi cercare esopianeti direttamente dal balcone di casa? Certo che si!!! Qualche mese fa l’astrofilo Giorgio Corfini con un newton da 114 mm e il CCD autocostruito UAI ha contribuito alla scoperta dell’esopianeta HD 17156b. Il risultato ottenuto conferma che con strumentazione amatoriale sia possibile contribuire attivamente alla ricerca astronomica, specialmente nel campo così attivo che è quello della ricerca dei pianeti extrasolari. www.uai-ccd.com www.114forever.it

37. Domande???

38. Grazie per la pazienza e per la presenza! Alla prossima … info sito: www.adrambm.wordpress.com