Rapporto sulla periferia del Sistema Solare: nuovi dati e strumentazione

Lasciata la sonda New Horizons alle soglie della Fascia di Kuiper <vedi il post precedente>, siamo quasi pronti a presentare il primo articolo che fa parte del nostro report dedicato all’esplorazione della periferia del Sistema Solare. Il report sarà probabilmente composto da due articoli che copriranno il primo eventi anteriori al 2016, mentre il secondo arriverà ai giorni nostri. Ci saranno inoltre due spin-off, che si occuperanno l’uno di una nuova promettente speculazione su eventuali incontri ravvicinati tra il Sole e le stelle a lui più vicine, avvenuti in un lontano passato. L’altro spin-off (che però vi presentiamo per primo, qui di seguito) tenta la classica “mission impossible”: dare notizia di alcuni tra i più interessanti strumenti hardware e database che i ricercatori hanno utilizzato per il loro lavoro, o che potranno utilizzare da qui a poco. Si tratta evidentemente di scelte discutibili e tutt’altro che esaustive, ma speriamo che l’informazione offerta ai lettori sia sufficiente a illuminare il percorso che proponiamo. Attenzione: i riferimenti cronologici presenti nel testo si riferiscono alla data di pubblicazione delle fonti.(RF)

 

Alfa Centauri vista da Wise

 

WISE 

Il Wide-field Infrared Survey Explorer è stato lanciato in orbita terrestre dalla NASA nel dicembre del 2009 e ha eseguito nel 2010 e nel 2011 due complete scansioni della sfera celeste nell’infrarosso. I dati sono stati esaminati da due diversi gruppi di ricerca, e confrontati tra loro. Il primo gruppo, diretto da Davy Kirkpatrick (Caltech), che utilizzava il software AllWISE, ha riferito di aver individuato 3.525 nuove stelle e nane brune entro 500 anni luce dal Sole. Il secondo gruppo ha catalogato altri 762 corpi celesti, ma ha ricevuto l’interesse dei media per una dichiarazione del direttore Kevin Luhman (Penn State University), a proposito del cosidetto Pianeta X, noto anche come Nemesis, Nibiru o, più recentemente, Planet Nine.

Luhman forniva per la prima volta limiti precisi alla distanza dal Sole alla quale avrebbero dovuto trovarsi corpi celesti ancora sconosciuti delle dimensioni di Saturno e Giove. Questo sembrava un brutto colpo per i fautori dell’esistenza del Pianeta X. Invece, ragionando per esclusione, i dati sembravano giustificare l’esistenza, a distanze minori, di una Super-Terra o di una nana bruna di analoghe dimensioni. Ma questo argomento ha scatenato all’epoca un serrato dibattito, ci ritorneremo sopra in futuro. (marzo 2014)

 

 

CHIMERA Fascia di Kuiper KBO PAN-STARRS TNO WISE
L’eco luminosa dell’esplosione che produsse Cassiopea A. La brillante nube centrale di polvere è l’onda d’urto che si muove attraverso lo spazio interstellare, riscaldando la polvere che trova sulla sua strada. L’onda d’urto viaggia veloce, a una velocità media di circa 18.000 chilometri al secondo, che comunque è solo il 6% di quella della luce. L’esplosione si è propagata fino alla distanza di 21 anni luce dal punto dove si è generata. Il lampo luminoso si è mosso più veloce (cioè alla velocità della luce) avendo coperto oltre 300 a.l. al momento in cui WISE ha scattato questa fotografia. Gli echi colorati in arancione più lontani dai residui centrali provengono dalla polvere riscaldata quando il flash luminoso della supernova ha raggiunto la polvere, secoli dopo l’esplosione originale.

PAN-STARRS

Il telescopio da 1,8 metri posto sul picco più alto delle Hawaii è il primo strumento in uso all’osservatorio PAN-STARRS (Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System). Recentemente lo strumento ha concluso un colossale lavoro di rilevamento digitale della porzione di cielo che rientra nel suo campo visivo (il 75% dell’intera sfera celeste), iniziato nel 2010. Il lavoro è stato eseguito alle lunghezze d’onda del visibile e dell’infrarosso, utilizzando una camera capace di riprendere un’immagine di 1,4 gigapixel ogni 45 secondi e ogni porzione di cielo è stata fotografata almeno 60 volte con differenti filtri. Ciò significa che l’intero rilevamento arriva ad almeno 2 petabyte: sono state accuratamente catalogate 3 miliardi di singole sorgenti luminose, non solo stelle e galassie, ma anche oggetti in movimento dentro il Sistema solare, NEA, TNO (corpo celeste Trans-Nettuniano). L’immenso database sarà presto messo in linea, accessibile a chiunque a costo zero.

 

CHIMERA Fascia di Kuiper KBO PAN-STARRS TNO WISE
I contributi di varie campagne di rilevamento astronomico per scoprire i NEA (Near-Earth Asteroids)

 

Basandosi su PAN-STARRS, i ricercatori potranno misurare distanze, movimenti e caratteristiche speciali delle stelle vicine, comprese le nane brune e bianche. Questo espanderà il confine del censimento completo di tutti gli oggetti nelle vicinanze del Sole alla distanza di 300 anni luce.

In termini di Difesa Planetaria, PAN-STARRS ha dedicato parte del suo lavoro alla ricerca di asteroidi pericolosi. L’dea ha avuto tanto successo che anche la NASA ha deciso di utilizzare la sua camera da 1,4 gigapixel per ulteriori ricerche in merito. I ricercatori sono convinti che ormail il 90% dei NEO con diametro superiore a un kilometro siano stati scoperti, e che ora sia possibile dedicare la loro attenzione agli asteroidi con dimensioni superiori ai 140 metri.

Il prossimo passo sarà di calcolare lo spostameto verso il rosso delle galassie ed altri oggetti cosmologici per misurare la distribuzione delle galassie in tre dimensioni, un dato che potrebbe avere ripercussioni sul nostro attuale modello cosmologico dell’Universo. (dicembre 2016).

CHIMERA Fascia di Kuiper KBO PAN-STARRS TNO WISE
CHIMERA MK. II mechanical design

 

CHIMERA

Gli ingegneri del CalTech hanno messo a punto un nuovo strumento di indagine chiamato CHIMERA (the Caltech HIgh-speed Multi-color camERA) che lavora studiando le occultazioni, cioè monitorando centinaia di stelle simultaneamente per scoprire se un KBO di qualsiasi dimensione si fosse mosso davanti a loro anche per una frazione di secondo. CHIMERA è in grado di scattare 40 fotogrammi al secondo, permettendo ai ricercatori di individuare nuovi KBO di massa molto minore di quanto si possa fare con le attuali campagne di ricerca che utilizzano strumenti basati al suolo. Secondo le prime stime, lo strumento CHIMERA, in corso di installazione come prime focus sul telescopio Hale da 200 pollici presso l’Osservatorio di Monte Palomar in California, dovrebbe riuscire a individuare dozzine di nuovi piccoli KBO durante le prime 100 ore di ricerca. A fine settembre 2016 erano state eseguite le prime 20 notti di osservazione, e altre 50 lo saranno entro luglio 2018, con l’obiettivo di registrare almeno 100 occultazioni.

 

CHIMERA Fascia di Kuiper KBO PAN-STARRS TNO WISE
La Crab Pulsar fotografata da CHIMERA. La pulsar è il risultato finale del collasso di una stella al termine della sua vita. La sua massa è pari a quella del Sole, ma ruota 32 vote al secondo. Lo strumento è stato messo a fuoco sulla pulsar con una esposizione di 300 secondi per ottenere una immagine a colori.

In effetti lo strumento dovrebbe essere in grado di rilevare anche NEO di diametro inferiore ai 10 metri, o qualsiasi altra cosa, dai rifiuti spaziali ai lontani sistemi stellari binari in corso di eclissi, nane bianche pulsanti, aurore sulle nane brune, pianeti in transito e perfino oggetti rotanti centinaia di volte al secondo. (marzo 2016).

Traduzione e adattamento di ROBERTO FLAIBANI

 

FONTI:

WISE: New Stars and Brown Dwarfs

by PAUL GILSTER on March 10, 2014
New Eyes on the Kuiper Belt
by PAUL GILSTER on March 7, 2016

PanSTARRS: Digital Sky Survey Data Release
by PAUL GILSTER on December 20, 2016

Deep Space Projects for Citizen Scientists
by PAUL GILSTER on Febbraio 16, 2017

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