C’è del litio su quella stella

Questa storia inizia nei primissimi minuti del Big Bang (che ricordo non è un’esplosione bensì un’espansione) quando si sono formati i primi atomi di alcuni elementi fondamentali.
Stiamo parlando dell’idrogeno (vabbè ma quello é facile visto che è composto solo di un protone!), deuterio (cioè un protone più un neutrone, praticamente una specie di idrogeno – tecnicamente chiamato un isotopo dell’idrogeno) ed elio (due protoni e, a seconda dei vari isotopi, uno o due neutroni – per fare quelli che si chiamano elio-3 o elio-4, dove il numero è, appunto, la quantità di particelle presenti).
Un altro elemento prodotto in quantità non trascurabili durante i primi minuti del Big Bang è il litio.

Ecco, sì, ma come facciamo a sapere in che percentuale questi elementi sono stati prodotti? Ce lo dice la teoria stessa del Big Bang, a patto di conoscere un certo parametro, il rapporto tra barioni (cioè la materia ordinaria) e fotoni. Ora, dovete sapere, che il satellite Planck, analizzando la radiazione cosmica di fondo, ha anche misurato questo numero. Quindi disponiamo di tutto ciò che ci serve per calcolare le abbondanze di idrogeno, elio e litio che ci aspettiamo dal Big Bang.

Non è fantastico tutto ciò?

Già, ma cosa ce ne facciamo? Beh, trattandosi di una teoria, quella del Big Bang deve essere testata, altrimenti stiamo a parlare di aria fritta e questo non andrebbe bene in scienza.


Va bene, ma come testiamo l’abbondanza di elementi che sono stati prodotti 13.7 miliardi di anni fa circa? (13.7 miliardi di anni é l’età dell’universo, anch’essa misurata da Planck – la radiazione di fondo è una cosa meravigliosa!)
E dunque via con le misure. Per esempio le stelle: molte di esse si sono formate proprio miliardi di anni, infatti. Inoltre, nuovi elementi pesanti si possono formare solo nelle stelle e, successivamente, questi nuovi elementi vanno a formare nuove generazioni più giovani di stelle (e, naturalmente, anche poi i pianeti e chi ci vive sopra).

Purtroppo non è così semplice. Infatti gli astrofisici hanno trovato che nelle stelle più vecchie c’è meno litio del previsto mentre nelle stelle più giovani ve ne è di più. E quindi?
Allora, cominciamo dalle stelle più vecchie.  In questo caso la discrepanza potrebbe essere spiegata con teorie che modificano le abbondanze misurate nelle atmosfere stellari a causa di fenomeni che avvengono nelle parti interne delle stelle. Questo perché ovviamente non possiamo osservare dentro le stelle ma, usando dei modelli, dobbiamo recuperare l’informazione riguardo l’abbondanza di litio (e anche degli altri elementi) dalle abbondanze che misuriamo nelle atmosfere stellari. Se vi state chiedendo perché le abbondanze dentro/fuori delle stelle sono diverse, la risposta è che nel nucleo delle stelle avvengono le reazioni termonucleari. Comunque, per quanto riguarda le stelle più vecchie, c’è da dire che la questione non è affatto chiusa; infatti ancora c’è dibattito riguardo sul meccanismo in grado di spiegare l’abbondanza di litio e quindi staremo a vedere in futuro cosa ci riserverà la ricerca.

Passiamo ora alle stelle più giovani, quelle dove di litio se ne misura pure troppo. Per spiegare questo strano fatto gli astrofisici hanno chiamato in causa “nientepocodimenoche” le novae. Ah, le novae. Di che si tratta? Attenzione, non fate confusione con le supernovae che sono un’altra roba.

Dunque, dunque, le novae sono delle esplosioni che coinvolgono un sistema di due stelle di cui una di esse è una nana bianca. Quest’ultima ruba idrogeno dalla sua compagna e sulla superficie della nana bianca cominciano ad avvenire delle reazioni nucleari instabili che rilasciano una quantità enorme di energia. Risultato? La luminosità del sistema aumenta parecchio. Inoltre, del materiale viene espulso dal sistema delle due stelle e va ad arricchire l’universo di nuovi elementi, tra cui il litio. Quando poi si formano le nuove stelle (quindi quelle più giovani) ecco che abbiamo un’abbondanza più grande di quella aspettata.

Bene, anzi benissimo. Cioè, la teoria sembra buona ora si dovrebbe fare la seguente cosa: magari misurare il litio emesso da una nova, moltiplicare per il numero medio di novae nella Via Lattea e quindi vedere se questo valore è esattamente l’eccesso misurato quando si stima il litio usando le stelle giovani. Sembra un buon piano, vero?

Ecco, qualcuno ha eseguito il piano. Lo ha fatto un team guidato dal ricercatore Luca Izzo (Università La Sapienza Roma e ICRANet Pescara) grazie ai dati raccolti all’Osservatorio La Silla in Cile i cui risultati sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal il 20 Luglio 2015.
Precisamente, hanno osservato la nova chiamata Nova Centauri. Ecco una foto dove c’è l’Osservatorio La Silla e Nova Centauri:

© ESO, European Southern Observatory

E allora, gli astrofisici hanno osservato la nova, misurato l’abbondanza di Litio e stimato che, considerato i valori trovati, i risultati sono consistenti con l’abbondanza di Litio prevista dalla teoria del Big Bang. Cosa viene da dire in casi come questi? Esatto: WOW!

Naturalmente questa è solo la prima evidenza di tale osservazione e, come scienza insegna, gli astrofisici potranno confermare tutto ciò con ulteriori studi.
Ah, dimenticavo, per concludere. Non c’entra niente ma, a proposito di litio, i Nirvana composero una canzone nel 1990 dal titolo Lithium. Certo, il testo non mette proprio allegria, ma dato il tema non potevo non inserirla in questo post. Alla prossima!

Kepler-452b, le parole sono importanti.

Nella giornata di giovedì 23 Luglio 2015, la NASA ha indetto una conferenza stampa in cui ha mostrato gli ultimi risultati delle osservazioni del satellite Kepler, mandato in orbita alla caccia di pianeti extra-solari.
Ecco, volevo scrivere un post sull’argomento, da buon blog di astrofisica e ho trovato lo spunto grazie a Twitter.
Infatti, i vari commenti (in inglese) che vedrete sparsi in questo post sono presi dall’account della missione NASA Kepler su Twitter (@NASAKepler) che, venerdì 24 luglio 2015, ha risposto ad un sacco di domande che gli utenti di Twitter (#askKepler), curiosissimi (e questo è lo spirito giusto!), hanno rivolto.
Su Quantizzando, ovviamente, avevamo già parlato di Kepler in passato e chi vuole può fare un bel ripasso andando qui, dove, tra le altre cose, ho spiegato come vengono scoperti i pianeti extra-solari e anche perché prima sono stati scoperti quelli grandi quasi come Giove e solo ultimamente quelli che potenzialmente potrebbero essere simili alla Terra (una cosa che é stata chiesta anche durante la sessione #askKepler).

3.5 years was believed to be time to detect small planets in habitable zone. https://t.co/zBzl8qrwIO

— NASA Kepler (@NASAKepler) 24 Luglio 2015

Finora il satellite Kepler ha osservato e studiato, alla ricerca di pianeti, 200 mila stelle: sono tante? sono poche? Beh, nella nostra Galassia si stima ci siano 200 miliardi di stelle, fate voi!

We observed about 200,000 stars in the four years of the main Kepler mission. https://t.co/mG0rMS79wM

— NASA Kepler (@NASAKepler) 24 Luglio 2015

Ma in questo post, dicevo, parleremo degli ultimi aggiornamenti.


Dunque, se andate sul sito della missione Kepler, potete trovare nella homepage il numero degli oggetti trovati dal satellite e candidati ad essere pianeti extra-solari, il numero di pianeti extra-solari confermati (che ormai ha superato la cifra mille!) e il numero di pianeti confermati che si trova ad una distanza dalla stella madre compatibile con quella che si chiama “zona abitabile“; cioè, se un pianeta dovesse trovarsi ad una tale distanza dalla propria stella allora potrebbe essere possibile che si venga a formare acqua liquida e quindi, chissà, magari pure la vita.
Tra l’altro il concetto di zona abitabile (HZ, Habitable Zone in inglese) dipende anche dal tipo di stella: più la stella è piccola e fredda più tale zona si trova vicino la stella stessa:

That is exactly how it works. HZ is closer to smaller/cooler stars than then Sun. https://t.co/khfNskoZmV

— NASA Kepler (@NASAKepler) 24 Luglio 2015

Ecco, il pianeta Kepler-452b è stato trovato essere alla distanza giusta dalla propria stella. Inoltre, tale stella non é nemmeno troppo dissimile dal nostro Sole, seppure un miliardo e mezzo circa di anni più vecchia. In più, sappiamo che Kepler-452b impiega 385 giorni (terrestri, attenzione) per fare un giro attorno alla propria stella e che il raggio di Kepler-452b é circa una volta e mezzo quello della Terra.

Di pianeti alla distanza giusta, Kepler ne ha trovati 12. Ecco la notizia della conferenza stampa. Ovviamente si tratta di uno spettacolo di notizia perché dimostra che c’è uno spiraglio di speranza di trovare magari un pianeta come la Terra.
Purtroppo la stampa italiana e, stavolta, anche mondiale, hanno un pelino esagerato chiamando Kepler-452b il “gemello” della Terra o, la NASA stessa, in una versione più soft, “cugino” e “vecchio cugino”.
Ora, non voglio sminuire affatto la scoperta (lungi da me, figuratevi!). Però, fatto sta che, come diceva (sebbene riguardo altri argomenti) il pallanuotista Nanni Moretti nel film Palombella Rossa,  le parole sono importanti.
Quindi, insomma, giusto per dire che “gemello” e “cugino” sono parole che si possono lasciare nel dizionario. Infatti, scoperte come queste sono sensazionali anche senza un titolo da giornale. Anzi, il titolo rischia di farle passare per qualcosa magari di falso. E infatti, Kepler-452b non é come la Terra.
O almeno, ancora non lo sappiamo. E dunque, se non lo sappiamo, perché dirlo? Che facciamo, scopriamo le cose con il metodo scientifico e le raccontiamo con il metodo pubblicitario? La scienza non ne ha bisogno; già solo dire “scoperto un pianeta” è una notizia grossa.
Ovviamente, solo nel caso in cui, il lettore/spettatore é ben conscio del lavoro svolto. Proviamo, infatti,  a ripeterlo insieme.

Gli esseri umani che abitano la Terra hanno creduto per secoli di essere al centro dell’universo. Pian piano, quando si è cominciato a ragionare e si é smesso di raccontare favole senza senso, le cose sono cambiate e siamo finiti ai confini di una qualunque galassia dell’universo. Poi un giorno abbiamo inviato un satellite nello spazio (che non é una cosa che si fa come bere un bicchier d’acqua, ci vogliono anni) e lo abbiamo fatto funzionare e, addirittura, riusciamo a farci spedire dallo spazio, un sacco di dati che poi analizziamo sulla Terra. Tutto ciò vale per tutti i satelliti/sonde, ovviamente. In particolare, il satellite Kepler si é messo ad osservare un sacco di stelle nella nostra galassia: per cercare cosa? Beh, se un pianeta passa davanti alla sua stella allora la luce della stella dovrà diminuire un pochino per un attimo. E finora, siamo sicuri che cose del genere siano avvenute circa mille volte, cioè abbiamo un po’ più di mille pianeti extra-solari confermati.

Tutto ciò è pazzesco! Il fatto che riusciamo a fare queste cose è pazzesco. Il fatto di aver trovato circa mille pianeti nel 2015 é pazzesco. Il fatto di riuscire a studiarli stando sulla Terra è pazzesco, fantastico, meraviglioso.
Più o meno cento anni fa qualche astrofisico pensava che fossimo al centro della galassia e non sapevamo nulla nemmeno dell’espansione dell’universo.

E allora, perché dire di aver scoperto un pianeta cugino della Terra se, in realtà, non sappiamo nulla di quel pianeta se non le cose elencate prima sopra? Non sappiamo nemmeno quanto dura un giorno su Kepler-452b e nessuno ci assicura che duri 24 ore.

We don’t know anything about it’s rotation from the @NASAKepler data https://t.co/a8ZZWReLyq

— NASA Kepler (@NASAKepler) 24 Luglio 2015

Non sappiamo come sia fatta l’atmosfera di Kepler-452b, non sappiamo se esista una superficie su cui camminare su Kepler-452b. Poi, noi camminarci, dipende da quant’è forte la gravità su Kepler-452b e ciò dipende dalla sua composizione. Infatti, se fosse proprio come la Terra, siccome é più grande (e quindi più massivo) la sua gravità sarebbe più forte. Quindi, per esempio, se uno pesasse 70 kg sulla Terra, nel caso di composizione uguale al nostro pianeta,  peserebbe più di 100 kg su Kepler-452b. Insomma, non proprio un gemello e nemmeno un cugino.

Le parole sono importanti. Ma anche le distanze. Kepler-452b si trova a 1400 anni luce da noi (quindi si trova nella Via Lattea, la quale si estende per 100 mila anni luce!). Cioè la luce della stella attorno a cui orbita (o forse dovrei dire cade…) Kepler-452b impiega 1400 anni per arrivare da noi. Questo vuol dire che, se potessimo scattare una foto del pianeta, lo vedremmo come era 1400 anni (terrestri) fa. E, viceversa, se ipotetici abitanti di Kepler-452b potessero scattare una foto della Terra, la vedrebbero come era all’inizio del VII secolo d.C..

Nel sistema stellare dove è stato trovato Kepler-452b finora non sono stati trovati altri pianeti, ma non é il caso di ritenere che non ve ne siano.

We have only detected one planet in this system but there may be more that we have not detected. https://t.co/w1QwLMvbOC

— NASA Kepler (@NASAKepler) 24 Luglio 2015

Vorrei concludere traducendo l’acutissima domanda di un utente che ha chiesto: “Sapreste fare una stima del numero di pianeti potenzialmente abitabili nella Galassia dato il numero di scoperte fatto finora?”. Ecco la risposta del team di NASA Kepler:

A rough estimate is 30 billion given 200 billion stars and 15% with hab zone planets according to current stats. https://t.co/xcdY7hn0RH

— NASA Kepler (@NASAKepler) 24 Luglio 2015

Insomma, così, un tanto al chilo, ci potrebbero essere 30 miliardi di pianeti potenzialmente abitabili nella nostra galassia. Siamo solo all’inizio di una grande avventura.

Margaret Hamilton e lo sbarco sulla Luna

Questo post, in questo giorno, è dedicato ad una persona molto speciale ed estremamente importante per l’esplorazione spaziale.

La (breve) storia che voglio raccontare inizia alle 22:14 (ora italiana) del 20 luglio 1969. Neil Armstrong, Edwin Aldrin e Michael Collins erano gli astronauti della missione della NASA Apollo 11.

Gli astronauti erano pronti a svolgere le manovre di atterraggio sulla Luna, un momento storico. Per questo erano in possesso di dettagliate procedure da eseguire alla lettera.
In particolare, Collins era rimasto in orbita attorno alla Luna per permettere poi il rientro della missione sulla Terra, mentre Armstrong e Aldrin erano in discesa. Mancavano circa 3 minuti per toccare il suolo lunare.

A quel punto la procedura diceva di attivare un certo sistema radar che sarebbe servito nel caso eccezionale di aborto della missione. E Aldrin seguì la procedura.

Quello che accadde fu che, praticamente, l’aver azionato questo sistema radar prosciugò tutta la memoria disponibile al computer di bordo per le manovre di atterraggio. Ciò generò una serie di allarmi a bordo innescati dal fatto che il radar e il resto del sistema di atterraggio avevano differenti sistemi di fornitura elettrica. Insomma, quel radar non andava attivato affatto, la procedura in possesso degli astronauti era sbagliata.

Questo sovraccarico della memoria del computer fu brillantemente risolto dal software di bordo, chiamato Apollo Guidance Computer, che automaticamente permise al computer di bordo far fuori tutte le procedure con bassa priorità. E così, Armstrong ed Aldrin poterono continuare a guidare l’Eagle (il modulo lunare) verso la superficie della Luna e atterrare alle 22:17.

Quindi, sei ore dopo l’atterraggio, poi Armstrong e Aldrin poterono posare i loro piedi sulla Luna per una storica passeggiata alle 04:56 del 21 luglio 1969.

La domanda viene spontanea: chi erano quei geni che hanno scritto il codice così tremendamente ottimo del software Apollo Guidance Computer? Erano un gruppo del MIT Instrumentation Laboratory guidato da Margaret Hamilton. Ecco una foto:

Margaret Hamilton e il suo codice.

Sulla destra, quei libroni tutti accatastati non sono una versione anni sessanta dell’enciclopedia dalla A alla Z. In quei libroni c’era scritto il codice del software Apollo Guidance Computer. Insomma, quello della storia che ho appena raccontato. Il software che ha salvato lo sbarco sulla Luna.

Eccoli, dunque, Margaret e il suo codice, la sua creatura. Pensate, tutta la missione Apollo 11 era basata sul contenuto di quei libroni. A mio avviso, una cosa spettacolare. Il lavoro di Margaret Hamilton è stato davvero un qualcosa di estremamente eccezionale che merita un riconoscimento assoluto.

Poi, tenete conto che all’epoca le donne erano spesso assegnate alla scrittura dei codici dei software perché veniva ritenuto un lavoro di scarsa importanza. Ma la storia, invece, ci ha insegnato che si trattò di un lavoro fondamentale per la missione Apollo 11. E dobbiamo tutti ringraziare la straordinaria professionalità, serietà e competenza di Margaret Hamilton e il suo gruppo di lavoro.

Vedete, ora diamo tutto per scontato quando vediamo una missione spaziale ma in realtà dietro c’è il lavoro di una moltitudine di persone il cui ruolo è fondamentale per il successo della missione stessa. Non solo gli scienziati e gli ingegneri, ma anche coloro che costruiscono i pezzi per i razzi, passando per coloro che magari cucinano o mettono in ordine, fino ad arrivare a tutti i cittadini che pagano una cifra irrisoria sotto forma di contributi per finanziare i programmi spaziali.

Per questo, anche se alla fine magari nello spazio ci vanno solo poche persone, un po’ è come se ci andassimo tutti.

[Per saperne di più sull’Apollo Guidance Computer – in inglese: link]