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Verrà mostrato un affresco celeste senza precedenti. Maldolesi (Inaf-Iasf): «Preciseremo uno dei grandi misteri cosmici, cioè l’esistenza dell’energia oscura»

Il satellite Planck in fase di costruzione (Afp)

E’ una mappa delle origini come non si era mai vista finora e offre uno sguardo d’insieme che gli astronomi sognano da secoli. A realizzarla c’è riuscito il satellite Planck dell’ESA europea lanciato in orbita il 14 maggio 2009. La sua importanza è presto detta raccontando qualche tappa degli ultimi decenni.

LE OSSERVAZIONI - Per capire e vedere i primi momenti della nascita dell’Universo, appena dopo il Big Bang, il grande scoppio da cui tutto ha avuto origine, alla fine degli anni Ottanta (1989) la Nasa lanciava il satellite Cobe. Il suo scopo era raccogliere le anomalie del fondo di radiazione cosmica le quali avrebbero mostrato i semi dai quali si sarebbero poi sviluppate le galassie. Cobe (Cosmic Background Explorer) misurava variazioni minime delle microonde che permeano l’universo la cui esistenza era stata individuata accidentalmente ancora nel 1964 dagli astronomi americani Penzias e Wilson. Il risultato fu straordinario tanto che George Smoot e John Mather i due protagonisti delle osservazioni con Cobe (il primo come astrofisico, il secondo come coordinatore del progetto) ricevettero nel 2006 il premio Nobel per la Fisica. Nel 2001 il primo affresco celeste a radioonde era perfezionato da un altro satellite della Nasa battezzato Wmap-Wilkinson. Ma intanto l’Esa europea aveva messo in cantiere un veicolo spaziale ben più potente capace con i suoi strumenti di compiere un balzo significativo rispetto ai due predecessori americani e cercare risposte più precise sulle origini dell’universo. Gli scienziati italiani partecipavano all’impresa attraverso l’Agenzia spaziale ASI. Così nasceva il satellite Planck di cui è project scientist Jan Tauber, e che ora offre la sua prima dettagliata mappa cosmica. A bordo ci sono due strumenti fondamentali per le osservazioni uno dei quali, il Low Frequency Instrument (LFI) è diretto da Reno Mandolesi alla guida dell’Inaf-Iasf di Bologna. «Mai si era realizzato un quadro del cosmo con nove frequenze diverse, da 30 Ghz a 857 Ghz, raccogliendo indizi e aspetti che prima erano mostrati sono come piccole tessere del grande puzzle celeste – spiega Mandolesi - . I rilevatori di Planck ci mostrano ora in dettaglio regioni importanti come la nebulosa di Orione dove nascono stelle in continuazione, estesi ammassi galattici, evidenzia i particolari della vicina galassia di Andromeda cara alla fantascienza oppure le nubi di Magellano: insomma scrutiamo un insieme di panorami mai scandagliati con queste frequenze. Così abbiamo visto, ad esempio, come dal piano della nostra isola stellare Via Lattea si estendano polveri ben oltre quanto immaginavamo».

GLI OBIETTIVI - Al di là di queste zoomate, però, il satellite Planck punta verso obiettivi e scoperte che potrebbero cambiare l’astronomia delle origini e decifrare meglio la natura che ci circonda. «Vogliamo – aggiunge Mandolesi – capire se il campo di energia che ha creato dopo il Big Bang l’inflazione, cioè quell’espansione durante la quale sarebbero nate le particelle atomiche elementari tra cui il famoso bosone di Higgs, cioè la cosiddetta particella di Dio, da cui dipende la massa delle altre particelle e dunque delle cose. Nell’ipotesi che il campo di energia sia lo stesso, Planck potrà definire con grande accuratezza la massa del bosone a cui i fisici del CERN danno la caccia utilizzando il nuovo super acceleratore LHC. In secondo luogo misureremo con una accuratezza molto superiore a WMAP il livello della radiazione del fondo cosmico, soprattutto nella sua componente polarizzata, e ciò consentirà di vedere in dettaglio ciò che finora era solo una fotografia offuscata. Di sicuro, ciò permetterà scoperte inaspettate addentrandoci bene nelle profondità. Infine preciseremo uno dei grandi misteri cosmici, cioè l’esistenza dell’energia oscura che costituisce il 73% dell’Universo. Non riusciremo a identificarne la natura ma saremo in grado di valutare la sua presenza e i suoi effetti di accelerazione come mai era stato possibile prima». Se il lontano Cobe aveva portato, pur con la sua semplicità, a scoperte da Nobel, la straordinaria potenza di Planck non sarà certo da meno.

Giovanni Caprara

Il prossimo 9 ottobre un esperimento chiarirà ulteriormente l'ipotesi. Gli scienziati: «Se c’è davvero, la quantità possibile ricavabile è comunque minima»

Le zone in blu del polo Sud lunare indicano un'alta concentrazione di idrogeno (da Nasa)

La sonda indiana Chandrayaan-1 in orbita lunare ha regalato un altro indizio circa la possibile presenza di ghiaccio d’acqua nei primi millimetri superiori delle sabbie seleniche. In passato le sonde Clemetine del Pentagono e Lunar Prospector della Nasa avevano fornito un altro tipo di prova. Ora Carle Pieters della Brown University di Providence (Usa) analizzando i dati trasmessi dalla sonda di New Delhi assieme a quelli raccolti da altre due sonde americane (Cassini nel 1999 mentre era in viaggio verso Saturno e Deep Impact nel giugno 2009 in volo verso la cometa Hartley), ha scoperto la possibile esistenza di molecole d’acqua e di idrossile nei primissimo strato superiore della superficie. Lo studio uscirà sulla rivista Science.

IPOTESI - Gli atomi di idrogeno portati dal vento solare si combinano con atomi di ossigeno presenti nel suolo e formano molecole d’acqua, oppure si accoppiamo con altri materiali ricchi di ossigeno formando idrossili. La loro esistenza sarebbe suggerita da una lunghezza d’onda assorbita della radiazione solare. Misurando quale e quanta luce viene riflessa si nota l’assorbimento che sarebbe, appunto determinato, dalla presenza dei due tipi di molecole. «È interessante, affascinante e utile in prospettiva, questo risultato. Si apre un nuovo campo di studi che pone molte domande a cui bisogna trovare delle risposte», dice con cautela Paul Spudis, uno dei più importanti specialisti americani della geologia lunare. «Se c’è davvero, la quantità possibile ricavabile è comunque minima», nota Carle Pieters, «e quella ricavabile con metodi estrattivi ancora da inventare da un’estensione pari a un campo di calcio potrebbe riempire a malapena un bicchierino».

PROVE - Un altro aspetto è legato alla località dove si troverebbe. Questa molecole sono state notate nelle zone dove si registra il sorgere e il tramontare del Sole. La sua quantità è variabile sia nel tempo che nel luogo. Ci può essere in un momento e scomparire in un altro. Quindi se in teoria si pensa a una risorsa utilizzabile da future colonie di astronauti il dato è interessante ma anche molto contenuto nel significato. Finora con i radar da terra e con le ricognizioni di Clemetine e Lunar Prospector si era rilevato un flusso di neutroni che si ipotizzano essere emessi dall’idrogeno presente nel ghiaccio d’acqua conservatosi nei crateri dei poli lunari dove non arriva mai la luce del Sole. Proprio con questa premessa si è organizzata una spedizione che avrà il momento più importante il 9 ottobre prossimo quando in un cratere del polo Sud (finora è stato identificato un gruppo di possibili crateri a poca distanza fra loro, ma non ancora il cratere preciso come qualche fonte di informazione ha affermato nei giorni scorsi) verranno fatti schiantare l’ultimo stadio di un razzo Atlas V e una sonda (LCROSS) i quali solleveranno una gigantesca nube di polvere che sarà analizzata prima dalla stessa LCROSS e poi anche da un’altra sonda (LRO) in orbita lunare. Ad esse si aggiungeranno osservazioni con i telescopi terrestri. Questa sarà la prova più importante per l’eventuale ghiaccio esistente nei crateri che sarebbe stato portato da antiche comete. Se così fosse la quantità di acqua disponibile sarebbe ben maggiore per la futura colonia rispetto a quello volatile ed effimero forse esistente nei primi millimetri di regolite lunare. Fra poco sapremo la risposta. Intanto la sonda indiana Chandrayaan-1 ha smesso di funzionare nell’agosto scorso dopo dieci mesi di osservazioni e non potrà fornire ulteriori supporti all’ipotesi ad essa legata.

Giovanni Caprara

Alcuni astri «cannibalizzano» ciò che orbita loro intorno, oppure lo «consumano» poco a poco

A forza di indagare, talvolta si trovano anche delle sorprese sgradevoli. Questo stato d’animo deve aver attanagliato alcuni cacciatori di pianeti extrasolari, verificando con i calcoli e poi trovando riscontro diretto, che alcune stelle dopo essersi formate ed aver generato, in un certo senso, con il materiale circostante dei pianeti , se li sono pure mangiati.

PIANETA «DIVORATO» - Un gruppo di astrofisici dell’Università dell’Arizona (Brian Jackson, in particolare) a parte la constatazione di un influsso reciproco sulla velocità di rotazione e di un trasferimento da orbite lontane ad orbite vicine dei pianeti medesimi, sono arrivati alla conclusione che il pianeta Corot-7b finirà presto, in termini astronomici, (circa 25 milioni di anni) per essere inghiottito dal vicino astro dal quale dista appena 0,017 unità astronomiche (1 unità equivale a 150 milioni di chilometri). Insomma c’è un’attrazione fatale che porta all’annientamento.

PIANETA «CONSUMATO» - Ma non solo. Un'altra ricerca condotta da Helmut Lammer dell’Accademia delle scienze austriaca a Graz, ha dimostrato che c’è un’altra attività non meno divoratrice effettuata dalle stelle-madri. Scrutando il pianeta extrasolare WASP-12b che compie un giro intorno all’astro in un giorno si è reso conto che il corpo planetario era notevolmente dimagrito perdendo il 25 per cento della sua massa nell’arco degli ultimi dei due miliardi di anni di vita presunta. Per fortuna è abbastanza corpulento (è 1,4 volte il nostro Giove, il più massiccio dei pianeti del nostro sistema solare) e quindi anche se l’astro gli strappa continuamente materia con la sua possente forza di gravità ha ancora un’attesa di vita non trascurabile. Insomma, il cannibalismo non c’è solo tra gli animali: si era già visto anche tra le galassie ed ora tra stella e pianeta. La natura, dunque, non fa differenze.

Giovanni Caprara